DE1935245A1

DE1935245A1 - Verfahren und Einrichtung zur Vakuumformung eines hohlen Gegenstandes mit scharfen Ecken aus einem thermoplastischen Material

Info

Publication number: DE1935245A1
Application number: DE19691935245
Authority: DE
Inventors: Valentio Adami; Luca G De; Isidoro Ronzoni
Original assignee: Montedison SpA
Current assignee: Montedison SpA
Priority date: 1968-07-12
Filing date: 1969-07-11
Publication date: 1970-08-27
Also published as: NL6910616A; DK122439B; GB1277757A; FR2013740A1; SE374051B; BE736012A

Description

ing. H.NEGENDANK · dipl-ing. H. HAIJCK · dipl.-phys. W. SCHMITZ

HAMBURG-MÜNCHEN ZTTSTELLTJNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 · NEUER WALL 4:1

TKL. 3β 74 28 TJND 36 4115

MOfITEOATINI EDISON S.p_oA_o tei.egh. negedapatent Hamburg

Foro Bonaparte 31 Münchens · mozartstr.₃₃

Mailand (Italien)

^X ' TEi. 3380586

TELEGH. NESBDAPATENX MÜHCHSS

Hamburg, den 9ο Juli ^969

Verfahren und Einrichtung zur Vakuumformung eines hohlen Gegenstandes mit scharfen Ecken aus einem thermoplastischen Material

Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zur Vakuumformung eines aus einem Stück bestehenden . hohlen Gegenstandes mit scharfen Ecken aus einem thermoplastischen Material wie beispielsweise Polyme.tnyl— methacrylsäureester, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polypropylen und dgl«, Die !Formung aus einem Stück bestehender, hohler Gegenstände aus einer thermoplastischen Folie oder Platte·, die durch Strangpressen oder Gießen hergestellt worden ist, ist bereits bekannt und besteht darin, daß die Folie oder die Platte bis zum Erweichungspunkt erwärmt und dann vermittels eines Vakuums und/oder eines "Überdruckes zum Anhängen an eine Hohlform '-■--'-gebracht wird, die in manchen Fällen mit einer männlichen-Form oder einer Gegenform versehen ist. ..;'_:." .

Vermittels dieser Technik ist es nichb möglich,,. Gegenstände mib scharfen Ecken, d.h. -G.egensbände, deren Ecken einen

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kleinen Ejünmmngsharbmessei? aufweisen, herzustellen, wie sie für viele Zwecke erforderlich sind, ■beispielsweise für Deckenleuchtenblenden, bei denen die scharfen Ecken sowohl eine vollkommene Lichtstreuung als auch ein gutes Aussehen "bewirken sollen.

In der italienischen Patentschrift MT. 71? 84-5 ist

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bereits ein verbessertes Verfahren zur Vakuumformung der vorstehend beschriebenen Art, die zur Ausbildung eines hohlen Gegenstandes mit scharfen Ecken dient, beschrieben· Dieses Verfahren besteht darin, daß die weibliche Form oder Matrize mit einer Ausdehnungs-Gegenform zusammenwirkt, die von der Innenseite her und in Richtung der Wand der weiblichen Form auf das zu formende plastische Material einwirkt.

Das Verfahren der vorgenannten italienischen Patentschrift hat jedoch bemerkenswerte Nachteile.

Die vermittels des vorgenannten Verfahrens erhaltenen Gegenstände zeigen in den scharfen Eckabschnitten eine gefährliche Zerbrechlichkeit, die darauf zurückzuführen ist, daß die männliche Form oder die Gegenform bei ihrer Ausdehnung von der Innenseite des hohlen Gegenstandes in ßichtung der Wände der weiblichen Form mit ihren kalten

>x . - - ■■■-■".-■ Metallteilen auf das weichgemachte thermoplastische Material einwirkt und dadurch eine inhomogene Streckung der Zonen des in der Verformung befindlichen Materials hervorruft, welche mit diesen Metallteilen der Gegenform

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in Berührung stehen. Diese Inhomogenität bei der Streckung, die sogar zum Zerreißen führen kann, so daß die fertigen Gegenstände in den Ausschuß wandern, führt zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten, nicht annehmbaren Abweichungen von einer gleichmäßigen Dicke der fertigen Gegenstände, die sich besonders in den Übergangsabschnitten von einer stärker gestreckten zu einer weniger gestreckten Zone in der hohen Zerbrechlichkeit zeigen. Die ungleichmäßige Streckung des verformten thermoplastischen Materials, welche bei dem vorgenannten Verfahren auftritt, wird durch die Oberflächenausdehnung der örtlichen Abkühlung in den Zonen des weichgemachten Materials, welche in der Form scharfer Ecken ausgebildet werden sollen, infolge der Berührung dieser Zonen mit den kalten Oberflächen der Gegenform noch zusätzlich nachteilig beeinflußt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Einrichtung zur Vakuumformung eines· hohlen Gegenstandes mit scharfen Ecken von einem Krümmungshalbmesser von gleich oder kleiner als 3 mm aus einem thermoplastischen Material, unter Vermeidung der vorstehend beschriebenen Nachteile zu •schaffen. Insbesondere sollen durch die Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Einrichtung zur Herstellung hohler Gegenstände mit scharf en. Ecken, insbesondere von Deckenleuchtenblenden, die keine

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Mangel aufweisen und eine gleichmäßige Dicke haben, angegeben werden. Das Verfahren und die Einrichtung sollen sich durch Einfachheit und Wirtschaftlichkeit auszeichnen»

Die Aufgabe der Erfindung, sowie weitere Ziele, die sich, im einzelnen in einer für den Fachmann ersichtlichen Weise aus der nachstehenden Beschreibung ergeben, werden durch ein Verfahren zur Vakuumformung eines hohlen Gegenstandes mit scharfen Ecken aus einem thermoplastischen Material gelöst, das erfindungsgemäß darin besteht, daß eine Folie oder Platte aus thermoplastischem Material bis zum Erweichungspunkt erwärmt, die erwärmte Folie durch Vakuumsaugwirkung vorgeformt und dadurch die Folie so geformt wird, bis sie die gewünschte Formgebung des hohlen Gegenstandes annimmt, und schließlich die verformte Folie durch. Inlegen eines von der Außenseite zur Innenseite des hohlen Gegenstandes gerichteten und auf wenigstens eine Begrenzungsfläche für den hohlen Gegenstand einwirkenden Druckes zu einem hohlen Gegenstand mit scharfen Ecken ausgebildet wird·

Die vorliegende Erfindung wird in Einzelheiten anhand der beigefügten Zeichnungen naher erläutert, in welchen

Fig* 1 einen Längsschnitt durch eine zylindrische Deckenleuchtenblende aus Polymethylmethakrylsäureester mit scharfen Ecken zeigt, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt worden ist,

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Figo 2 eine Draufsicht auf die Deckenleuchtenblende der Fig· 1 zeigt,

Fig. 3 ein schematischer Längsschnitt durch eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Einrichtung zeigt,

Figo 4 ■ . ,

5 ■

6 die verschiedenen Stufen, der Vakuumformung

nach dem Verfahren der Erfindung und die thermische Behandlung der Folie oder Platte aus plastischem Material, die Verformung der erwärmten Folie zu einem Hohlkörper durch Vakuumsaugwirkung und die endgültige Formgebung schematisch zeigen,

Fig. 7 schematisch den Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Einrichtung zeigt»

Unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebenen Zeichnungen besteht das erfinduhgsgemäß, verbesserte Verfahren für die Vakuumformung eines hohlen Gegenstandes mit scharfen Ecken aus einem thermoplastischen Material in der in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellten Weise darin, daß eine Folie oder Platte 10 aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise Polymethylmethakrylsäureester

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"bis zu ihrem. Erweichungspunkt (Pig· 4·) erwärmt, die Folie zu einem hohlen Gegenstand, beispielsweise einer zylindrischen Deckenleuchtenblende durch Absaugen der Luft durch die Kanäle 7 "und 8 in den Wänden und der Bodenplatte der weiblichen Form oder der Matrize 2 vorgeformt und dadurch die Folie 10 verformt wird, sich eng an die Ausnehmung der Form 2 anlegt und schließlich die Form der Formausnehmung annimmt, sobald die Folie an den Innenwänden dieser Ausnehmung (Fig. 5) anliegt· Dann wird ein Druck auf wenigstens eine Wand, beispielsweise die Bodenwand oder die Seitenwände des auf diese Weise vorgeformten hohlen Körpers ausgeübt, wobei der Druck von der Außenseite zur Innenseite des Körpers gerichtet ist und den Biegehalbmesser der vorgeformten Ecken verringert, so daß ein fertiger Gegenstand mit scharfen Ecken entsteht (Fig. 6 und 7)·

Der fertige, hohle Gegenstand 15, der in diesem Beispiel aus einer zylindrischen Deckenleuchtenblende aus Polymethylmethakrylsäureester besteht, die durch das erfindungsgemäße Verfahren (Fig. 1) hergestellt worden ist, weist an dem zur Befestigung dienenden Umfang scharfe Ecken 1 auf, deren Biegehalbmesser kleiner ist als 3 mm· Dieser Gegenstand wird aus Polymethylmethakryl— säureesterfolie 10 geeigneter Dicke hergestellt, die auf den Randflansch 3 eier weiblichen Form oder Matrize aufgelegt wird (Fig. 3» 4·, 5 und 6)· Der aus Eisen

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bestehende Handflansch $ ist eine kreisförmige Krone, die aus zwei gleichen, kreisförmigen Halbkronen besteht, welche getrennt werden können, um das Herausheben des fertigen Gegenstandes 15 aus der Form 2 zu ermöglichen, da der fertige Gegenstand einen nach hinten gezogenen Abschnitt 16 aufweist·

Die ebenfalls aus Eisen hergestellte Form 2 besteht aus einem Zylinder mit einer feststehenden Bodenplatte 4 und Kanälen 8 und 8 ·, durch welche die Innenseite der Form mit der Außenseite derselben in Verbindung steht und das Absaugen der Luft aus der Formausnehmung gestattet» Oberhalb der feststehenden Bodenplatte 4· ist eine verschiebbare Bodenplatte 6 vorgesehen, die mit einem Kolben verbunden ist und durch diesen verstellt werden kann. In der Bodenplatte 6 und dem Kolben 5 befinden sich weitere Kanäle 7» durch welche die Ausnehmung der Form 2 mit der Außenseite in Verbindung steht, wodurch die Luft von der Innenseite der Form entfernt werden kann.

Die Kanäle 8, 8* und 7 werden dazu verwendet, in der Form das notwendige Vakuum zur Erzielung der Saugwirkung herzustellen, durch welche die erwärmte Folie 10 in den hohlen Gegenstand vorgeformt wird (Fig. 4 und 5)» und erforderlichenfalls die Wände des verformten Gegenstandes während des endgültigen Formgebungsvorganges für den Gegenstand (15)» Fig. 6, in Berührung mit den Wänden der Form zu halten. Die Form ist mit Dichtungen 9» 9¹ und 9¹¹ versehen, durch

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welche eine Valmumabdichtung des Forminnenraumes zwischen dem Randflansch 3 "und der Form, und zwischen der beweglichen Bodenplatte 6, dem Kolben 5 und. den Innenwänden der Form gewährleistet wird.

Das Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Wärmequelle, die in Figo 4- aus einer Infrarot einrichtung besteht, Jedoch auch aus einer anderen Wärmequelle bestehen kann, durch welche die Folie 10 aus thermoplastischem Material bis zu. ihrem Erweichungspunkt erwärmt werden kann·

Die Folie 10 wird vor der Erwärmung im kalten Zustand auf den Sandflansch 3 der Form 2 aufgesetzt und auf diesem durch einen luftdicht aufgedrückten Metallrahmen 11 gehalten· Sobald die Folie 10 weich geworden ist, wird die Wärmequelle 12 entfernt ader abgeschaltet, die Luft zunächst durch die Kanäle 7 aus der Formausnehmung und schließlich durch die Kanäle 8 und 8¹ abgesaugt, bis das zur Terformung der Folie 10 erforderliche Vakuum erreicht ist, so daß sich die Folie 10 an die Innenwände der Form (Fig· 5) anlegt und die Gestalt 13 der Form annimmt, welche der Gestalt des gewünschten hohlen Gegenstandes entspricht (Fig. 1 und 2). Dabei haben jedoch die Ecken Biegehalbmesser, die größer sind als 5 nim.

Die innere, verschiebbare Bodenplatte 6 der Form wird dann durch an sich bekannte Vorrichtungen, die der Einfachheit halber nicht in Fig. 6 dargestellt sind, und

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durch, den mit; der Bodenplatte verbundenen Kolben 5 i Axialrichtung verschoben. Daher wird am Boden des vorgeformten Gegenstandes 13 ein von der Außenseite zur Innenseite des vorgeformten Gegenstandes -13 hin gerichteter Druck erzeugte

Dieser Vorgang wird dann eingeleitet, wenn der vorstehend "beschriebene Vakuumvorgang beendet ist. Der Druck kann jedoch auch gleichzeitig mit dem Vakuum oder nachdem das Vakuum weggenommen worden ist, ausgeübt werden· Im letzteren Falle bleiben die vorstehend beschriebenen Kanäle in Verbindung mit der Einlaßseite einer Saugvorrichtung·

Der auf diese Weise an der Unterseite des vorgefertigten Gegenstandes 13 entwickelte Druck verringert den Biegehalbmesser der Ecken 1 (Fig. 6) auf einen Wert, der kleiner ist als 3 mm, so daß sich die gewünschten scharfen Ecken ergeben· Dieser Druck kann jedoch auch anstatt auf die Bodenwand des vorgeformten Gegenstandes 13 auch auf die Seitenwände oder auf die Bodenwand und die Seitenwände gleichzeitig ausgeübt werden»

In Fig. 7 ist schematisch eine Form zur Ausbildung einer Deckenleuchtenblende prismatischer Gestalt, nämlich einer vierwinkligen Blende in der Form eines Parallelepipedons dargestellt· Der vorstehend beschriebene Vorgang, d.h. die Verringerung der Krünuttungs-

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halbmesser der Ecken wird in diesem Pail dadurch erreicht, daß die inneren Seitenwände 2* der Form 2 durch geignete Einstellkorben 17» welche den verstellbaren Wänden 2¹ zugeordnet sind, nach innen geschoben werden können. Dadurch erfahren die Wände 2¹ bei diesem Vorgang eine Verlagerung, durch welche der Querschnitt der Ausnehmung innerhalb der Form 2 gleichmäßig verringert wird. Diese, zur Innenseite der Form hin gerichtete Verschiebung ergibt sich aus zwei ™ zueinander rechtwinkligen Translationseinrichtungen, von denen die eine in Richtung der Formmitte erfolgt. Die Wände 2¹ werden daher in der in Fig. 7 dargestellten Weise durch die Kolben 17 gleitend gegeneinander verschoben.

Das Verfahren und die Einrichtung, die vorstehend beschrieben und dargestellt worden sind, lassen sich offenbar abändern oder in entsprechender Weise ausführen, W ohne, den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

- 11 Patentansprüche

Verfahren zur Vakuumformung eines hohlen Gegenstandes mit scharfen Ecken, aus einem thermoplastischen Material, dadurch gekennzeichnet, daß eine Folie oder Platte (10) aus thermoplastischem
Material bis zum Erweichungspnnkt erwärmt, die erwärmte Folie durch Vakuumsaugwirkung vorgeformt
und dadurch die Folie so geformt wird, bis sie die gewünschte Formgebung des hohlen Gegenstandes (15) annimmt, und schließlich die verformte Folie durch Anlegen eines von der Außenseite zur Innenseite des hohlen Gegenstandes gerichteten und auf wenigstens eine Begrenzungsfläche für den hohlen Gegenstand
einwirkenden Druckes zu einem hohlen Gegenstand mit scharfen Ecken ausgebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die endgültige Formgebung zu Ende des Vakuumsaugvorganges erfolgt, wodurch die vorgeformte Folie erhalten wird·
3* Verfahren nach Anspruch 2₉ dadurch gekennzeichnet, daß die endgültige Formgebung nach Beendigung des Vakuumsaugvorganges erfolgt·

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4, Verfahren nach Anspruch 2, dadurch, gekennzeichnet, daß die endgültige Formgebung durch Überlagerung eines Druckes mit dem Saugvorgang erfolgt.
5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Außenseite zur Innenseite des vorgeformten hohlen Gegenstandes gerichtete Druck auf den Boden des vorgeformten hohlen Gegenstandes ausgeübt wird·
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Außenseite zur Innenseite des vorgeformten hohlen Gegenstandes gerichtete Druck auf die Wände des vorgeformten hohlen Gegenstandes ausgeübt lira.

ο Einrichtung sur Vakuumformung eines hohlen Gegenstandes mit scharfen Ecken nach dem Verfahren nach Anspruch 1,. gekennzeichnet durch eine weibliche Form (2) mit wenigstens einer, den Hohlraum der weiblichen !Form begrenzenden Oberfläche (6), welche in Sichtung der Hohlraummitte verschiebbar ist _β

3c Einrichtung nach. Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet _t daß die verscMebbare Fläche durch, die innere Bodenf lache (8) der Form (2) gebildet wird·

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BADORiGlNAL

Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Fläche durch die inneren Seitenwände (2') der Form gebildet wird·

Verfahren und Einrichtung zur Yakuumformung
eines hohlen Gegenstandes mit scharfen Ecken aus einem thermoplastischen Material, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren und die Einrichtung im wesentlichen der vorstehenden Beschreibung
und den Zeichnungen entsprechen.

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