DEVICE FOR WARMING SYNTHETICS FOILS FOR THE VACUUM-MOULDING PROCESS

Abstract: 1. An apparatus for heating plastics sheeting and for the application thereof on to a pattern arranged on a pattern plate for the fabrication of vacuum-stabilized moulds of sand by the vacuum-forming process, comprising a frame (6) which can be raised and lowered and which on its underside has means (13) for holding the sheet, and a heat source (21) arranged above the frame for heating the plastics sheet, wherein the frame (6) can be lowered with the plastics sheet (2) held thereon from an upper heating position in the vicinity of the heat source until it comes to rest on the pattern plate (27), characterized in that the heat source (21) serves to heat a heating means (4) provided with a heating plate (16), that the periphery of the heating plate (16) corresponds approximately to the inner unobstructed cross-section of the frame (6), that the heating plate has a contact surface (17) for the plastics sheet (2) directed towards the underside and spaced apart over its surface it has low-pressure openings (26) for the suction of the plastics sheet (2) on to the heating plate (16) when the frame is in the heating position.

Description: Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoff folien für das Vakuum-Formverfahren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoffolien für das Vakuum-For;nverfahren mit einem heb- und senkbaren Rahmen, der Einrichtungen zum Halten der Folie aufweist und mit einer oberhalb des Rahmens Angeordneten Wärmequelle für das Erwärmen der Kunststoffolie. BernVakuum-Formverfahren sind die Giessformen mit losem Sand gefüllt, wobei die Kontur für das abzugiessende GuB- stück von einer Kunststoffolie gebildet wird, die durch den in der Giessform herrschenden Unterdruck gegen den losen Sand @epresst wird. Die Herstellung einer derartigen#Gie#form erfolgt dadurch, dass die Kunststoffolie zuvor erwärmt und an s#hliessend auf ein Modell aufgelegt und mittels Unterdruck an dieses angesaugt wird. Für einen einwandfreien A@guss ist es erforderlich, dass die Kunststoffolie an jeder SteIle un- mittelbar an den Formwandungen des :#odells anliegt. #¯:ährend des Ansaugens der Folie wird diese in Abhängigkeit des Mo- dclls in unterschiedlichen Bereichen unterschiedlich gedehnt. Um die herbei vorkommenden relativ grossen Dehnungen der Folie zu ermöglichen, muss diese eine ganz bestimmte Temperatur aufweisen. Die Folie muss also auf die Temperatur erwärmt werden, bei der ein Höchstgrad der plastischen Verformbarkeit erhalten wird. Das Erwärmen der Kunststofffolie auf einen vorbestimmten Wert, und zwar in ihrer ganzen Fläche, ist mit den bisher bekannten Heizeinrichtungen nicht möglich. Bisher ist es bekannt, für das Erwärmen der an dem Rahmen gehaltenen Kunststoffolie Strahlungsheizungen zu verwenden, die oberhalb der Folie angeordnet sind. Die kalte Folie hängt aufgrund ihres Eigengewichtes ein bestimmtes Stück durch, so dass der Abstand der Folie von den Strahlungsheizungen über ihre Fläche nicht genau konstant ist. Selbst wenn man die Strahlungsheizungen dem mittleren Durchhang der Folie anpassen wollte, so könnten immer noch aufgrund unterschiedlicher Vorspannungen der Folie unterschiedlich grosse Abstände zu den Strahlungsheizungen auftreten. Hinzu kommt, dass die Folien bei der Erwärmung leicht plastisch verformbar werden, so dass sie insbesondere bei grossen Flächen infolge ihres Eigengewichtes stark durchhängen. Spätestens dann tritt wieder der Effekt ein, dass der mittlere Teil der Fläche der Folie sehr weit von der Wärmequelle entfernt ist, während die Randzone noch in der Nähe der Wärmequelle verbleibt. Die Folge ist eine höchst unerwünschte ungleichmässige Erwärmung der Folie. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoffolien für das Vakuum Formverfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, dass die Folie über ihre gesamte Fläche gleichmässig und in kürzester Zeit erwärmt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Wärmequelle zur Erwärmung einer mit einer Heizplatte versehenen Heizeinrichtung dient, dass der Umfang der Heizplatte in etwa dem inneren lichten Querschnitt des Rahmens entspricht und eine zur Unterseite hin gerichtete Anlagefläche für die Folie aufweist, die über ihre Fläche verteilt Unterdrucköffnungen für das Ansaugen der Folie an die Heizplatte aufweist. Bei einer erfindungsgemässen Vorrichtung für die Erwärmung von Folien für Vakuum-Formverfahren wird die Folie im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen nicht über Strahlungswärme, sondern durch unmittelbaren Kontakt mit der Heizfläche erwärmt. Die Heizfläche selber, die über die Wärmequelle auf eine konstante Temperatur gehalten wird, was regelungstechnisch keine Schwierigkeiten bietet, gibt ihre Temperatur infolge ihrer grossen Masse praktisch unmittelbar an die dünne Folie ab. Hierdurch kann diese innerhalb kürzester Zeit auf eine über ihre gesamte Fläche gleichmässige Temperatur gebracht werden. Um einen guten Wärmekontakt zwischen der Folie und der Heizplatte zu erhalten, sind in dieser über deren Fläche verteilt Unterdrucköffnungen angeordnet, so dass beim Einschalten eines Unterdruckes die Folie gegen die Heizplatte gesogen wird. Eine Folie, die mit einer erfindungsgemässen Heizvorrichtung erwärmt wird, senkt sich somit während des Erwärmungsvorganges nicht durch, so dass die Heizeinrichtung in einem sehr kurzen Abstand oberhalb des Modells angeordnet werden kann. Hierdurch verringert sich der Weg und damit die benötigte Zeit, die für das Aufbringen der Folie auf dem Modell benötigt wird, um einen entscheidenden Betrag, so dass eine Abkühlung der Folie nur noch in einem verminderten Masse eintritt. Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist oberhalb der Heizplatte mit Abstand zu dieser eine weitere Platte angeordnet und mit der Heizplatte verbunden, wobei die Abmessungen der Platte so gewählt sind, dass diese über den Rahmen für die Halterung der Folie ragt. Im Bereich dieses Uberstandes weist die obere Platte an ihrer Unterseite eine umlaufende Dichtung auf, mit der diese auf dem Rahmen in der Heizstellung zu liegen kommt. Hierdurch wird ein abgeschlossener Hohlraum zwischen den beiden Platten erhalten, so dass an diesen Hohlraum der #nterdruckanschluss einer Unterdruckquelle unmittelbar angeschlossen werden kann. Dieser Hohlraum steht unmittelbar mit den Unterdrucköffnungen in der Heizplatte in Verbindung. Gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist an der Innenseite des Rahmens ein umlaufender federnder Schenkel angeordnet, dessen Länge so bemessen ist, dass sich dieser beim Hochfahren des Rahmens unter die Heizplatte legt, so dass ein möglicher Spalt #zwischen Heizplatte und Rahmen überbrückt wird. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Ansprüchen in Verbindung mit der Zeichnung hervor. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der, Zeichnung näher beschrieben, in dieser zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfjndungsyclnasse Vorrichtung in der Position, in der die Folie an der Heizplatte anliegt, Fig. 2 den gleichen Schnitt, jedoch in einer Position mit bereits abgesenkter Folie und Fig. 3 in vergrössertem Massstab eine Einzelheit gemäss Fig. 1 und 2. Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung 1 zum Erwärmen und Aufbringen einer Kunststoffolie 2 auf ein Modell 3 besteht aus einer Heizeinrichtung 4, die an einem nicht weiter dargestellten Ständer 5 befestigt ist, sowie einem in der Höhe verstellbaren geschlossenen Rahmen 6. Der Rahmen 6 wird von zwei Stangen 7 getragen, die an einer Traverse 8 befestigt sind. An der Traverse 8 greift die Kolbenstange 9 eines doppelt wirkenden Hydraulikzylinders 10 an. Dieser Hydraulikzylinder ist mit seinem anderen Ende mit der Heizeinrichtung 4 verbunden. Es ist jedoch auch denkbar, diesen Hydraulikzylinder an einem anderen ortsfesten Punkt, z.B. am Ständer 5 zu befestigen. Der geschlossene Rahmen 6 weist einen umlaufenden Kanal 11 auf, der über eine Schlauchleitung 12 an eine nicht weiter dargestellte Unterdruckquelle anschliessbar ist. An der Unterseite des Kanals 11 sind über den Umfang des Rahmens 6 verteilt Öffnungen 13 vorgesehen, über die die Kunststofffolie 2 an den Rahmen 6 angesaugt wird. Wie am besten aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist an der Innenseite 14 des Rahmens 6 ein Federblech 15 befestigt, das in den lichten Innenraum des Rahmens 6 ragt. Das Federblech 15 liegt in der Heizstellung, die in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist, an einer Heizplatte 16 an, die Bestandteil der Heiz- einrichtung 4 ist. Die Heizeinrichtung 4 besteht aus der unteren Heizplatte 16, die eine Anlagefläche 17 für die Kunststoffolie bildet und einer mit Abstand zu dieser angeordneten Platte 18, die grösser ist als die Platte 16 und, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, den Rahmen 6 allseitig übergreift. Die Platte 18 weist an ihrer dem Rahmen 6 zugewandten Fläche eine umlaufende Nut 19 auf, in der ein Dichtungsring 20 eingesetzt ist. Mit Hilfe dieser Dichtung wird der Zwischen raum zwischen den beiden Platten 16 seitlich gegenüber dem rahmen abgedichtet. Der Abstand der beiden Platten 16 und 18 wird mit Hilfe von Distanzhülsen 30 erreicht, die zwischen den beiden Platten angeordnet sind. Im Zwischenraum zwischen-den beiden Platten 16 und 18 sind des weiteren die Wärmequellen 21 angeordnet, die an eine nicht weiter dargestellte Spannungsquelle angeschlossen sind und über die die Temperatur der Platte 16 konstant gehalten wird. Die Zuleitungen 22, 23 zu den als elektrische Heizwiderstände ausgebildeten Wärmequellen sind druckdicht durch die Platte 18 geführt. In der Platte 18 ist ein Unterdruckanschluss 24 angeordnet, mit dem der Raum 25 zwischen den beiden Platten 16 und 18 und dem Rahmen 6 evakuiert werden kann. In der Heizplatte 16 sind über die Fläche verteilt eine Vielzahl von Unterdruck öffnungen 26 angeordnet, über die Luft zwischen der Folie 2 und der Heizplatte 16 evakuiert wird, so dass sich die Folie 2 unmittelbar an die Heizplatte 16 anlegt. Das Modell 3 ist in üblicher Weise ausgebildet. Das Modell weist eine Modellplatte 27 auf, die mit einem Unterdruckkanal 28 versehen ist, der über eine nicht weiter dargestellte Schlauchleitung an eine Unterdruckquelle anschliessbar ist. Zur Oberseite hin sind Bohrungen 29 in der Modellplatte angebracht, so dass die Luft evakuiert werden kann, die sich im abgesenkten Zustand des Rahmens 6 zwischen der Folie 2 und dem Modell 3 befindet. Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Auf den sich in der in Fig.l gezeigten Position befindlichen Rahmen 6 wird maschinell oder von Hand eine Kunststoff fo ] ie aufgespannt, so dass diese nur eine unmerkliche Durchhängung nach unten aufweist; Zur Befestigung der Folie 2 an dem Rahmen 6 dienen die über den Umfang des Rahmens angeordneten Unterdrucköffnungen 13, mittels derer die Folie an den Rahmen angesaugt wird. Im Anschluss hieran wird die Folie durch Evakuierung des zwischen den Platten 16 und 18 und dem Rahmen ausgebildeten Raumes 25 und damit auch über die Unterdrucköffnungen 26 an die Heizplatte 16 angesaugt, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Diese Heizplatte wird durch Wärmequellen, in diesem Fall durch elektrische Heizelemente, auf einer genau definierten Temperatur gehalten, so dass die durch den äusseren Luftdruck gegen die Heizplatte 16 gepresste Folie sich unmittelbar auf die Temperatur der Heizplatte erwärmt. Der Abstand der Heizplatte 16 zur Oberfläche des Modells 3 kann sehr gering gehalten werden, da sich die Folie während des Erwärmens nicht durchsenkt. Um ein mögliches Ankleben der Folie an der Heizplatte 16 von vorn herein auszuschliessen, kann die Oberfläche der Heizplatte 16 mit einer Teflonschicht versehen sein, die sehr dünn gehalten werden kann, so dass sich das Aufwärmen der Folie hierdurch kaum verzögert. Nach dem Aufwärmen wird der Unterdruck in dem Raum 25 der Heizeinrichtung abgebaut und durch Beaufschlagung des I3ydraulikzylinders 10 der Rahmen 6 soweit abgesenkt, bis dieser auf der Oberfläche der odellplatte zur Auflage kommt: Die zwischen der Folie 2 und dem Modell befindliche Luft wird über Bohrungen 29 abgesaugt, so dass sich die erwärmte Folie den Konturen des Modells in allen Bereichen anschmiegen kann. Im Anschluss hieran wird der Unterdruck im Rahmen 6 aufgehoben und dieser anschliessend in seine in Fig.1 gezeigte Stellung zurückverfahren. Ein neuer Arbeitszyklus kann dann beginnen.

Claims: Ansprüche: 1. Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoffolien für das Vakuum-Formverfahren mit einem heb- und senkbaren Rah men, der Einrichtungen zum Halten der Folie aufweist und mit einer oberhalb des Rahmens angeordneten Wärme quelle für das Erwärmen der Kunststoffolie, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (21) zur Erwärmung einer mit einer Heizplatte (16) versehenen Heizein richtung (4) dient, dass der Umfang der Heizplatte (16) in etwa dem inneren lichten Querschnitt des Rahmens (6) entspricht und eine zur Unterseite hin gerichtete Anlagefläche (17) für die Kunststoffolie (2) aufweist und dass die Heizplatte (16) über ihre Fläche verteilt Unterdrucköffnungen (26) für das Ansaugen der Kunst stoffolie (2) an die Heizplatte (16) aufweist. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Heizplatte (16) mit Abstand zu dieser eine weitere Platte (18) angeordnet und mit der Heiz platte verbunden ist, dass die Abmessungen der Platte (18) so gewählt sind, dass diese den Rahmen (6) überdeckt und dass in der Unterseite der Platte (18) dem Rahmen gegenüberliegend ein umlaufender Dichtungsring (20) eingesetzt ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass an der Innenseite des Rahmens (6) ein zum Innenraum weisendes Federblech (15) angeortliice ist, das zu einem gewissen Teil unter die Heizplatte (16) greift. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen der Heizplatte (16), der Platte (18) und dem Rahmen (6) ausgebildete Raum (25) an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Anlagefläche (17).der Heiz platte (4) eine Teflonschicht aufgebracht ist.

Inventors: GROLLA, HERBERT
Applicants: HEINRICH WAGNER SINTO MASCHINENFABRIK GMBH
Application year: 1982
Main classification: B29C51
IPC codes: B29C51, B29C35