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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung gewölbter Durchsichtsscheiben
aus thermoplastischen Kunststoffen Zusatz zum Patent 83\5942
Die Erfindung betrifft
eine Weiterbildung des in dem Patent 835 942 angegebenen Verfahrens sowie der zu
seiner Durchführung entwickelten Vorrichtung. Das Hauptpatent bezieht sich auf die
Herstellung gewölbter Durchsichtsscheiben aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere
von Stromlinienhauben für Flugzeuge, wobei die Ausgangsplatte erwärmt und an den
Rändern in einen Rahmen eingespannt wind, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Verformung der Platte mittels Schleuderkraft erfolgt, indem der Rahmen mit der eingespannten
erwärmten Platte mit einem solchen Radius und einer solchen Geschwindigkeit in Umdrehung
versetzt wird, daß die zur Verformung erforderlichen Schleuderkräfte wirksam werden,
wobei der Drehsinn vorzugsweise so gewählt wird, daß während der Verformung der
Luftstrom die Scheibe in gleicher Richtung überstreicht wie im späteren praktischen
Betrieb.
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Die Weiterbildung gemäß der Erfindung bezweckt vor allem die Herstellung
von unsymmetrischein gewölbten Durchsichtsscheiben mittels Schleuderverfahrens,
was dadurch ermöglicht wird, daß erfindungsgemäß zur Erzeugung unfsymmetrisch gewölbter
Scheiben die Ausgangsplatte unsymmetrisch in den Rahmen eingespannt und in dieser
Lage um die Drehachse geschleudert wird, wobei zweckmäßig die Längskanten der Platte
etwa
parallel und mit einstellbarem Radius in bezug auf die Drehachse
liegen.
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Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal wird eine zweite Platte in
entgegengesetzter unsymmetrischer Lage eingespannt und geschleudert und dann mit
der das Spiegelbild darstellenden, zuerst geschleuderten Scheibe zu einem einheitlichen
Werkstück zusammengefügt.
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Hierdurch wird die Herstellung von optisch einwandfreien, stromlinienförmigen
Scheiben von verhältnismäßig großer Breite, aber geringer Höhe und parabolischem
Querschnitt ermöglicht, die bisher nicht unmittelbar erzeugt werden konnten. Die
entsprechend dem Erfindungsvorschlage vorgenommene Herstellung von zwei halben Scheiben,
deren jede an sich unsymmetrisch ist, im Schleuderverfahren und die anschließende
Zusammenfügung der beiden Scheibenhälften zu der gewünschten Endform stellt daher
eine sowohl einfache als auch billige Lösung dieser Aufgabe dar.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung
ist zweckmäßig so ausgebildet, daß der unsymmetrisch ausgebildete Rahmen mittels
zweier einstellbaren Scherengliederpaare mit zwei Armen, vorzugsweise mit einstellbarem
Radius und Neigungswinkel, auf einer Drehachse gelagert ist, wobei die Längsrichtung
,des Rahmens annähernd parallel zur Drehachse liegt und die Arme insbesondere mit
einstellbaren Gegengewichten versehen sind. Zur Herstellung von aus zwei Hälften
zusammengesetzten Scheiben werden zwei entgegengesetzt ausgebildete Rahmen verwendet,
deren jeder im wesentlichen einem Halbschnitt der herzustellenden Scheibe entspricht.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 eine Ansicht der Sch,leugdervorrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt
nach LinieII-II der Fig. I, Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Rahmens
Ider Fig. I, 2 in vergrößertem Maßstabe, Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht der Verbindung
der Scherenglieder zum Einstellen des Rahmens, Fig. 5 eine Seitenansicht der Teile
der Fig. 4, Fig. 6 eine aus zwei unsymmetrischen Hälften zusammengesetzte Durchsichtsscheibe.
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Die Vorrichtung zum Schleudern unsymmetrischer Durchsichtsscheiben
besteht aus einem Gestell II, auf dem mittels der Lager 30 die Drehachse 10 angeordnet
ist, die beispielfsweise über die angedeutete Scheibe 12 in Umdrehung versetzt werden
kann. Mit der Achse 10 sind einstellbar die beiden Arme 27 und 28 verbunden, die
den-Schleuderrahmen 100 tragen. Dieser Rahmen besteht aus den unsymmetrisch geformten
Stirngliedern 110 und 120 sowie den ebenfalls unsymmetrischen und kurvenförmigen
Längsgliedern I3 und 140, die durch die beiden Querglieder I50, I6 versteift sind.
An diesen ouergliedern greifen die beiden Scherengliederpaare I7, I8 und Ig, 20
an, die die Einstellung der Schwerpunktilage des Rahgens 100 je nach der gewünschten
Verformung vorzunehmen gestatten. Die Scherenglieder I7, -und I9, 20 haben Längsschlitze23
und auf ihren flachen, nach außen gerichteten Oberflächen eine Verzahnung 24. An
den Kreuungsstellen eines jeden Scherengliederpaares wird dieses durch zwischengefügte,
ebenfalls gezahnte und vorzugsweise U-förmige Laschen 25 mittels eines durch die
Laschen und Schlitze gesteckten Bolzens 26 mit dem Ende des zugehörigen Armes 27
bzw. 28 verschraubt. Durch die Verzahnungen 24 wird ein Gleiten der Befestigungsbolzen26
in den Schlitzen 23 sicher verhindert. Die Einstellung der Scherenglieder wird im
allgemeinen so vorgenommen, daß die Mittellinien der Arme 27, 28 im wesentlichen
durch die Schwerpunktlinie von dem mit der Scheibe S versehenen Rahmen 100 verläuft.
Zur Sicherung und Erleichterung der Rahmeneinstellung können ferner zwischen den
Armen 27 bzw. 28 und einem oder mehreren der Scherenglieder 17 bis 20 geeignete
Einstellmittel, z. B. in Form von Spannschlössern I5, vorgesehen sein. Zum Massenausgleich
während des Schleudervorganges sind auf der dem Rahmen 100 abgewendeten Seite die
Arme 27, 28 mit einstellbaren Gegengewichten 14 versehen.
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Mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung können,
insbesondere je nach Ausbildung und Einstellung der Längskantenglieder 13 und I40
des Rahmens 100 in bezug auf die Drehachse lo, unsymmetrische Verformungen erzielt
werden, die mit bekannten Verfahren nicht ohne weiteres hergestellt werden können.
Insbesondere trifft dies auf niedrige und breite Formkörper, entsprechend der Darstellung
-der Fig. 6, zu, die nur mittels der Erfindung erzeugt werden können. Während beim
Schleudervorgang mit einem Rahmen mit symmetrisch zur Drehachse liegenden Längskanten
gewöhnlich Formkörper größerer Länge erzeugt werden, die mindestens halb so hoch
wie breit sind, können mittels der Erfindung Gegenstände geformt werden, deren Höhe
geringer als die Hälfte ihrer Breite ist, sowie vorzugsweise solche Gegenstände,
deren Herstellung in einem Stück nur schwierig ausführbar ist.
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Die durch Schleudern hergestellten Formkörper haben im wesentlichen
einen parabolischen Querschnitt, dessen Ausbildung von der Art der ver--wendeten
Ausgangsplatte, ihrer Temperatur, der Lage des Schleuderrahmens zu seinen Haltearmen
bzw zur Drehachse, ferner von der Dauer und Geschwindigkeit des Schleudervorganges
sowie gegebenenfalls weiteren Faktoren abhängt.
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Während die Kantenumrisse des zu formenden 'Gegenstanides durch die
Umrisse des verwendeten Schleuderrahmens gegeben sind, in den die Ausgangsplatte
eingespannt wird, erfährt der zwischen den Kanten liegende Werkstoff während des
Schleuderns eine Verformung, deren Ausmaß durch die richtige Einstellung des Rahmens
sowie der Temperatur der Ausgangsplatte während des Schleudervorganges bedingt ilst.
So wird, wenn man die Längskante I40 des Schleuderrahmens, in deren Nähe eine schärfere
Querschnittskrümmung ge-
wünscht wird, in einen größeren Abstand
von der Drehachse bringt als die andere Längskante I3, die Schleuderkraft auf dieser
Seite größer, so daß auf der anderen Seite eine stärkere Krümmung, also eine größere
Verformung erreicht wird. Erforiderlichenfalls können zur Erzielung der gewünschten
Verformung verschiedene Einstellungen vorgenommen werden. Durch Verlagerung des
Schnittpunktes der den Rahmen tragenden Scherenglieder läßt sich dieser immer so
einstellen, daß die gewünschte Verformung erreicht wird und daß die Mittellinien
der den Rahmen tragenden Arme 27, 28 im wesentlichen durch den Querschnittsschwerpunkt
der umlaufenden Teile geht, so daß Überbeanspruchungen vermieden werden.
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Zwecks Herstellung von aus zwei unsymmetrischen Hälften zusammengesetzten
Formkörpern, beispielsweise der in Fig. 6 gezeigten Art, werden die beiden unsymmetrischen
Hälften mittels entgegengesetzt ausgebildeter Rahmen durch Schleudern geformt und
dann nach Zurichtung ihrer Kanten, z. B. durch Verkleben, miteinander verbunden.
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Als Werkstoff für das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich jeder
thermoplastische Kunststoff; in der Praxis haben sich insbesondere Polyakrylsäureester,
und zwar das unter der Bezeichnung Plexiglas bekannte Methylmethakrylat thervorragend
bewährt.
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PATNTANSPROCHE: I. Verfahren zum Herstellen von gewölbten Durchsichtsscheiben
aus thermoplastischen Kunststoffen, bei dem die erwärmte Aulsgangsplatte an wenigstens
zwei gegenüberliegenden Kanten in einen Rahmen eingespannt und dann mittels Schleuderkraft
verformt wird, gemäß Patent 835 942, dadurch geheunzeichnet, daß zur Erzeugung unsymmetrisch
gewölbter Scheiben die Ausgangsplatte unsymmetrisch in dem Rahmen (Ioo) eingespannt
und in dieser Lage um die Drehachse (Io) geschleudert wird, wobei zweckmäßig die
Längskanten der Platte etwa parallel und mit einstellbarem Radius in bezug auf die
Drehachse (I0) liegen.