DE20311637U1

DE20311637U1 - Vorrichtung zum Verformen plattenförmigen Materials

Info

Publication number: DE20311637U1
Application number: DE20311637U
Authority: DE
Original assignee: ELKOM ELEKTROHEIZPLATTEN TECHN
Current assignee: ELKOM ELEKTROHEIZPLATTEN TECHN
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2013-07-30

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verformen plattenförmigen Materials aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Mineralkunststoff.

Plattenförmiges Material aus Kunststoff wird bisher bspw. dadurch zu einem Formkörper verpresst, dass es zwischen zwei Werkzeugen aus Metall oder Holz dem Druck einer hydraulischen Presse ausgesetzt wird. Dieses Verfahren ist teuer, da die Werkzeuge sehr stabil gebaut und äußerst genau in der Oberfläche sein müssen. Überwiegend werden dabei Aluminiumformen mit polierten Oberflächen eingesetzt. Aufgrund der hohen Kosten eignet sich diese Pressverformung nur für die Fertigung großer Serien, wie bspw. bei Waschbecken.

Die preiswertere Alternative zu diesen Pressverformen stellt das Vakuumverformen dar. Hierbei wird das plattenförmige Material einem Unterdruck ausgesetzt und dadurch in eine Formhälfte gedrückt. Vorteilhaft sind hierbei die leichte Anwendung, die geringeren Werkzeugkosten und damit die Möglichkeit, auch kleinere Serien oder Einzelstücke kostengünstiger herstellen zu können. Nachteilig ist jedoch, dass das Vakuumverformen auf einen relativ geringen Druck auf das plattenförmige Material, nämlich nur atmosphärischen Druck, beschränkt ist, was seine Anwendbarkeit für starke Verformungen oder Verformungen, bei welcher verhältnismäßig hohe Kräfte erforderlich sind, beeinträchtigt.

28. Juli 2003

E 54 G 14

• » &diams;&diams;·&diams; · * J .

- 2 - KEEL&SCHAAFHAUSEN

PATENTANWÄLTE

Bei beiden Verfahren wird das plattenförmige Kunststoffmaterial vor der Verformung auf erhöhte Temperatur gebracht, wo zu bspw. besondere Heizmaschinen dienen.

In jüngerer Zeit sind sogenannte Mineralkunststoffe (wie sie bspw. unter den Marken "Cohan" von DuPont oder "Quaryl" von Villeroy & Boch auf dem Markt sind) für den Einsatz bei Sanitärartikeln, wie Badewannen oder Duschwannen, aber auch im Küchenbereich für Spülbecken, Waschtische und dgl. sehr beliebt. Diese Mineralkunststoffe und vergleichbare andere Kunststoffe zeichnen sich durch relativ hohe Zähigkeit aus, so dass das kostengünstige Vakuumverformen praktisch nicht in Betracht kommt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Verformen plattenförmigen Materials aus thermoplastischem Kunststoff vorzuschlagen, welehe auf einfache Weise und kostengünstig auch für Kunststoffmaterialien, wie Mineralkunststoffe, einsetzbar ist, welche einen verhältnismäßig hohen Verformungswiderstand leisten.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Verformen plattenförmigen Materials aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Mineralkunststoff, zu dreidimensionalen Formkörpern, wie Badewannen, Spülbecken, Waschbecken, Waschtische, Verkleidungen, Blenden, Möbelteilen, Arbeitsflächen, Fensterbänken und dgl., vorgeschlagen, die eine konkave Formhälfte zum Aufnehmen einer Kunststoffplatte, eine über die Formhälfte spannbare, gasundurchlässige, elastisch dehnbare Membran aus z.B. hitzebeständigem Silikongummi, Mittel zum Abdichten der Membran gegen den oberen Rand der Formhälfte und Mittel zum Beaufschlagen des Raumes zwischen Membran und den Abdichtmitteln mit einem Druckgas, insbesondere Pressluft, aufweist.

28. Juli 2003

E 54 G 14

- 3 - KEIL&SCHAAFHAUSEN

patentanwälte

Mit dieser Vorrichtung kann ein Verfahren zum Verformen plattenförmigen Materials aus thermoplastischem Kunststoff mit den folgenden Verfahrensschritten ausgeführt werden:

- Einlegen der zu verformenden aufgeheizten Kunststoffplatte in eine konkave Formhälfte, z.B. diejenige eines Presswerkzeuges oder einer Vakuumpresse,

Abdichten der Formhälfte an ihrem oberen Rand durch Überspannen mit einer Membran aus undurchlässigem elastisch dehnbaren Material, wie hochhitzebeständigem Silikongummi,

Andrücken der Membran an den Formrand mittels einer starren, z.B. platten- oder deckeiförmigen Abdeckung, und
15

Beaufschlagen des Zwischenraums zwischen Membran und Abdeckung mit einem Druckgas, insbesondere Pressluft.

Mit einer solchen Vorrichtung können folglich bei geringen Werkzeugkosten (da nur eine Formhälfte benötigt wird) gleiche Verformungen wie bei dem aufwendigen Pressverformen erreicht werden, also auch komplizierte dreidimensionale Formgebungen und auch bei Verwendung von Mineralkunststoffen und vergleichbar widerstandsfähigen Kunststoffen. Aufgrund der Druckbeaufschlagung der hochhitzebeständigen Membran aus Silikongummi oder dgl. elastischem Werkstoff wird das plattenförmige Material in die eine Formhälfte hineingedrückt, um deren Innenkontur anzunehmen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass sie sowohl mit der einen Formhälfte einer hydraulischen Presse als auch der konkaven Formhälfte einer traditionellen Vakuumpresse ausgeführt werden kann. Betriebe, welche derartige Pressen bereits zur Verfügung haben, benötigen daher keinen großen Investitionsauf-

28. Juli 2003

E 54 G 14

KEOL& SCHAAFHAUSEN

PATENTANWÄLTE

wand für die Umrüstung einer bestehenden Anlage. Lediglich die Verfahrensführung muss geändert werden.

Wegen der guten Abdichtung der konkaven Formhälfte an ihrem oberen Rand kann der Verformungsprozess noch dadurch verbessert werden, dass während der Druckbeaufschlagung der Oberseite des zu verformenden Plattenmaterials seine Unterseite einem Unterdruck mittels Vakuumpumpe ausgesetzt wird, wie sie bei einer Vakuumpresse ohnehin vorhanden ist. Hierzu kann die Vorrichtung auch mit anderen Mitteln zum Erzeugen eines Unterdruckes auf der der mit Druckgas beaufschlagbaren Seite gegenüberliegenden Seite der Kunststoffplatte ausgestattet sein.

Eine besonders gute Wirtschaftlichkeit wird dann erzielt, wenn die zu verformende Kunststoffplatte vor dem Einlegen in die Formhälfte - je nach Kunststoff auf zwischen etwa 150 und 180° C aufgeheizt wird. Dies wird erreicht, wenn der Vorrichtung Mittel zum Aufheizen der Kunststoffplatte zugeordnet sind. Die Formhälfte sollte dagegen gekühlt sein, damit eine schnellen Materialabkühlung eintritt und ein hoher Durchsatz erzielt werden kann.

Die konkave Formhälfte kann Bestandteil eines Presswerkzeuges oder einer Vakuumpresse sein. Vorzugsweise umfassen die Mittel zum Abdichten der Membran eine starre, z.B. platten- oder deckeiförmige Abdeckung.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

28. Juli 2003

E 54 G 14

- 5 - KEIL& SCHAAFHAUSEN

PATENTANWÄLTE

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch im Vertikalschnitt eine die Erfindung verwirklichende

Verformungsvorrichtung und
5

Fig. 2 eine andere Ausgestaltung einer nach der Erfindung ausgebildeten

Verformungsvorrichtung, ebenfalls im Vertikalschnitt.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist eine Formhälfte 1 mit einer entsprechenden konkaven Innenkontur auf, welche beim Verformen von einer Kunststoffplatte 6 eingenommen werden soll, hier bspw. die angedeutete Form einer Badewanne. Es kann sich hierbei um die untere Formhälfte einer hydraulischen Presse oder die Formhälfte einer Vakuumpresse handeln.

In die z.B. gekühlte Formhälfte 1 ist die zu verformende Kunststoffplatte K nach ihrem Aufheizen auf bspw. etwa 150 bis 180° C - von oben eingelegt. Über den oberen Rand 4 der Formhälfte 1, welcher vorzugsweise geringfügig über die Kunststoffplatte K hinaus ragt, ist eine gasundurchlässige elastisch dehnbare Membran 2, bspw. aus hochhitzebeständigem Silikongummi gespannt. Auf die Membran 2 ist eine Platte 3 gelegt, welche zur zuverlässigen Randabdichtung zwischen einer unteren Tischplatte 8 und einer oberen Tischplatte 8¹ einer hydraulischen Presse an die Membran 2 gedrückt werden kann. Die Platte 3 hat als Druckbeaufschlagungsmittel 5 einen Pressluftanschluss, über welchen Druckgas, z.B. Pressluft, in den Raum zwischen der Platte 3 und der Membran 2 eingeführt werden kann. Die Membran 2 legt sich aufgrund dessen an die Oberseite der erhitzten Kunststoffplatte K und drückt diese in die konkave Innenkontur der Formhälfte 1 hinein, bis sie vollständig an der !nnenkontur anliegt. Nach dem Abkühlen des so geschaffenen Formkörpers, wozu bspw. die Kühlung der Formhälfte 1 zur Beschleunigung beitragen kann, kann der so geschaffene

28. Juli 2003

E 54 G 14

&ngr; » » « m &phgr; &phgr; ·

- 6 - KETL& SCHAAFHAUSEN

PATENTANWÄLTE

Formkörper entnommen und die Vorrichtung für einen neuen Verfahrensgang verwendet werden.

Die in Fig. 2 dargestellte Verformvorrichtung arbeitet im Prinzip wie die in Fig. 1 dargestellte. Sie unterscheidet sich im Wesentlichen nur dadurch, dass hier die Formhälfte 1 mit einer Vakuumpresse mit Vakuumbohrungen als Unterdruckerzeugungsmittel 7 innerhalb der konkaven Ausnehmung der Formhälfte 1 ausgestattet ist. Außerdem ist hier ein besonderer Spannrahmen 9 für die elastische Membran 2 veranschaulicht. Das Abdichten an dem oberen Rand 4 der Membranhälfte 1 unter Zwischenlage der Membran 2 erfolgt hier mit einem besonderen Deckel 3, für welchen (auf der linken Seite der Zeichnung) eine Verriegelung 10 angedeutet ist, von welcher sich eine zweite (nicht dargestellte) auf der rechten Seite der Formhälfte 1 befindet, um den Deckel 3 gleichmäßig auf den Rand 4 der Formhälfte 1 zu drücken. Der Deckel 3 ist ebenfalls mit einem Pressluftanschluss als Druckbeaufschlagungsmittel 5 versehen.

28. Juli 2003

E 54 G 14

Khl&Schaafhausen PATENTANWÄLTE

Bezugszeichenliste

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Formhälfte

Membran

Abdichtmittel, Platte, Deckel

Rand der Formhälfte

Druckbeaufschlagungsmittel, Pressluftanschluss

Raum

Unterdruckerzeugungsmittel, Vakuumbohrungen

Tischplatte

Spannrahmen

Verriegelung

Kunststoffplatte

28. Juli 2003 E 54 G 14

Claims

1. Vorrichtung zum Verformen plattenförmigen Materials aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Mineralkunststoff, zu dreidimensionalen Formkörpern, wie Badewannen, Spülbecken, Waschbecken, Waschtische, Verkleidungen, Blenden, Möbelteilen, Arbeitsflächen, Fensterbänken und dgl., mit einer konkaven Formhälfte (1) zum Aufnehmen einer Kunststoffplatte (K), einer über die Formhälfte (1) spannbaren gasundurchlässigen, elastisch dehnbaren Membran (2), wie hitzebeständigem Silikongummi, Mittel (3) zum Abdichten der Membran (2) gegen den oberen Rand (4) der Formhälfte (1) und Mittel (6) zum Beaufschlagen des Raumes (7) zwischen Membran (2) und den Abdichtmitteln (3) mit einem Druckgas, insbesondere Pressluft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit Mitteln (7) zum Erzeugen eines Unterdruckes auf der der mit Druckgas beaufschlagbaren Seite gegenüberliegenden Seite der Kunststoffplatte (K).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit Mitteln (7) zum Aufheizen der Kunststoffplatte (K) auf zwischen etwa 150° und 180°C.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Formhälfte (1) Bestandteil eines Presswerkzeuges oder einer Vakuumpresse ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (3) zum Abdichten der Membran (2) eine starre, z. B. platten- oder deckelförmige Abdeckung aufweisen.