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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus verstärktem härtbaren Kunststoff, insbesondere von Pittings, bei dem die aus Verstärkungsmaterial gebildeten Formkörper in eine luftdicht verschliessbare Kammer eingebracht werden, worauf nach einer gegebenenfalls vorgenommenen Evakuierung, der im flüssigen Zustand befindliche härtbare Kunststoff in die Kammer eingeführt wird, bis der aus dem Verstärkungsmaterial gebildete Formkörper völlig in den Kunststoff eingetaucht ist.
Zur Bildung des Formkörpers kann das Verstärkungsmaterial, insbesondere in Form von Fasern, auf einen Kern aufgebracht, insbesondere gewickelt werden. Der Formkörper kann gemeinsam mit dem Kern in die Kammer eingebracht werden.
Durch die FR-PS Nr. 1. 451. 929 wurde die Imprägnierung von einem etwa rohrförmigen Filzstück bekannt, wobei das Filzstück in einen verschliessbaren Behälter gegeben wird, der über eine
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den dicht verschlossenen Behälter eingelassen. Der Kunststoff soll dann aus dem Behälter wieder entfernt und das Filzstück ebenfalls entfernt werden. Die Erfahrung hat gezeigt, dass auf diese Weise eine wirkungsvolle Imprägnierung gar nicht erreicht werden kann. Lässt man nämlich den Behälter mit dem darin befindlichen Kunstharz und dem Filzstück zu lange verschlossen, entsteht ein kompakter Kunststoffkörper, aus dem das Filzstück nicht ohneweiters herauslösbar ist.
Entfernt man anderseits das Imprägnierharz in noch fliessfähigem Zustand aus dem Behälter, so ist nicht zu verhindern, dass das Kunstharz auch aus dem Filzmaterial ausläuft, womit selbstverständlich eine gleichmässige Imprägnierung nicht erreicht werden kann.
Durch die AT-PS Nr. 301668 oder die CH-PS Nr. 509870 wurde es bekannt, die Aussenform aus Silikonkautschuk zu bilden und diese elastische Aussenform nach dem Aufwickeln von mindestens einer Lage Fasermaterial auf den Kern, unter Spannung auf die freie Oberfläche des Fasermaterials
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Druck für eine fehlerfreie Imprägnierung nicht auf den Formkörper aus Fasermaterial aufgebracht werden, da die elastischen Aussenformen dem Druck nicht standhalten konnten. Weiterhin wurden sie bei der Manipulation leicht beschädigt, waren, da nur in Handarbeit zu fertigen, sehr kostspielig und der chemischen Beanspruchung nicht gewachsen.
Letztlich konnte das vorgenannte Verfahren gegenüber andern bekannten Verfahren (Faserspritzverfahren, Pressverfahren, Injektionsverfahren, Vakuumverfahren, Schleuderverfahren, Zieh- und Wickelverfahren) die entscheidenden Forderungen, insbesondere nach rationeller Fertigung bei gleichbleibender Qualität des Endproduktes auch nicht erfüllen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die angeführten Mängel zu beseitigen und ohne der Negativ-Positivtechnik (Matrizen-Patrizen) der vielschichtigen Gestaltungsmöglichkeit von Formkörpern bezüglich Einsatz, Anwendung und Aussehen gerecht zu werden und ein Endprodukt zu erzeugen, das gleichbleibende, hohe Qualität besitzt und rationell zu fertigen ist.
Erreicht wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch, dass gemäss der Erfindung in die Kammer, gegebenenfalls nachdem der darin befindliche Kunststoff unter Druck gesetzt wurde, ein mit dem Kunststoff nicht mischbares Material von gegenüber dem Kunststoff grösserer Dichte zur Verdrängung des flüssigen Kunststoffes eingeführt wird, bis die nunmehr mit Kunststoff getränkten, in der Kammer befindlichen, gegebenenfalls einen Formkern umschliessenden Formkörper aus Verstärkungsmaterial völlig in das Material grösserer Dichte eintauchen, dass hierauf, gegebenenfalls unter Zufuhr von Wärme, der Kunststoff ausgehärtet, mindestens jedoch in den Gelzustand geführt wird, wonach die aus dem Verstärkungsmaterial gebildeten Formkörper von dem sie umgebenden Material, von gegenüber dem Kunststoff erhöhter Dichte getrennt werden,
insbesondere durch Abziehen des Materials erhöhter Dichte aus der Kammer.
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laufen des die Formkörper imprägnierenden, härtbaren Kunststoffes aus den Formkörpern vermieden.
Nach dem Wesen der Erfindung werden die nach irgendeiner Art vorgebildeten Formkörper
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imprägnierten Formkörper von dem Bad aus einem mit dem Kunststoff nicht mischbaren Material umschlossen sind, in welchem sie härten oder zumindest gelieren können, um danach aus dem Bad entfernt zu werden, wobei das Bad abgelassen oder die Körper aus dem Bad entnommen werden können. Das Bad aus dem Material höherer Dichte kann ein Metallbad, insbesondere aus einer eutektischen Metallegierung sein und immer wieder neu verwendet werden, da es im Verfahren nicht verbraucht wird.
Somit wird bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ein aus beliebigem Material bestehender vorgeformter, jedoch frei tragender Körper aus Verstärkungsmaterialien wenigstens während seiner Imprägnierung und Angelierung mit dem Imprägniermaterial (Kunstharz) vollständig dicht und druckfest mit flüssigem, mit dem Imprägnierharz nicht mischbarem Material umhüllt. Dieses flüssige Material nimmt hiebei die Stelle der bisnun aus starrem Material geformten Matrizen bzw. Patrizen ein. Damit müssen für die Herstellung von Formkörpern keine teuren Matrizen und Patrizen aus starrem Material, insbesondere aus Metall, angefertigt werden und man kann trotzdem unter hohen Drücken bzw. unter hohen Unterdrücken arbeiten.
Zur Unterstützung der Imprägnierung, also der Durchdringung des aus dem Verstärkungsmaterial bestehenden Formkörpers mit dem Kunstharz kann sowohl Überdruck als auch Vakuum angewendet werden. Selbstverständlich
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stärkungskörpers hindurchlaufen zu lassen.
Der folgerichtige Ablauf des erfindungsgemässen Verfahrens kann allgemein als ein"Material
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Kleinserienablauf die Kunststoffertigteile kontinuierlich mit gleichbleibend hoher Qualität sehr wirtschaftlich herzustellen.
Die aus Verstärkungsmaterialien (Faserwerkstoffen, Kristallgefügen usw.) aufgebauten Formkörper können vollautomatisch (elektronisch gesteuert) aus Endlosfasern, Bändern oder aber auch aus Kurzfasern, Whiskers, Flocken, Schaumstoffen usw. durch eine der bekannten Formgebungsarten durch Wickeln, Spritzen, mechanische sowie elektrostatische Beflockung, Verpressung mit Bindemitteln usw. vorgeformt werden.
Die Erfindung vermeidet die mit hohen Kosten verbundene Anfertigung von Matrizen und Patri-
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bestehenden Körpers, gleich welchen Aufbaues und welcher Gestalt, sicher, weil der Kunststoff auch mit hohem Druck zugeführt werden kann, ohne dass eine Deformation einer nur bei den bekannten Verfahren erforderlichen Formhülle auftritt. Luft- und Harzeinschlüsse können sicher vermieden werden. Nach dem Erhärten des härtbaren Kunststoffes wird die von dem Material von gegenüber dem Kunststoff höherer Dichte bestehende Aussenhülle entfernt. Dies kann auch durch Schmelzen erfolgen, wofür die Wärme aus verschiedenen Quellen stammen kann, etwa Heissluft, Infrarotbestrahlung, Induktionserwärmung, Erwärmung durch Einwirkung von Mikrowellen usw. Auch ein Auflösen durch Einwirken von Lösungsmitteln ist durchführbar.
Bevorzugt ist es, das Aushärten unter dem Einfluss von Mikrowellenenergie durchzuführen.
Letztlich sei noch ein Auflösen durch Ultraschall- bzw. Kälte-, Hitzeschockwellen usw. oder ganz einfach ein harter Schlagstoss zur Zertrümmerung, beispielsweise bei Formhüllen aus Glas, erwähnt.
Als Material von gegenüber dem Kunststoff erhöhter Dichte kann Wismut, Blei, Zinn, Kadmium, Antimon und für extrem niedere Schmelzpunkte auch Indium eingesetzt werden. Legierungen, welche diese Metalle enthalten, können sehr genau auf einen Schmelzpunkt eingestellt werden ; so gibt es Wismut-Zinn-Blei-Kadmium-Indium-Legierungen, deren Schmelzpunkt bei 47 C liegt. Wismut-BleiKadmium-Legierungen beispielsweise haben einen Schmelzpunkt von 92 C, Wismut-Zinn-Zink-Legie-
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auch Quecksilber eingesetzt werden.
Der Kern zur Herstellung des Formkörpers aus dem Verstärkungsmaterial kann ein sogenannter verlorener Kern sein, also ein solcher, der eine Innenauskleidung (Liner) des fertigen Hohlkörpers bildet. Der Kern kann jedoch auch wiedergewinnbar sein und gegebenenfalls aus mehreren,
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aus dem fertigen Hohlkörper entfernbaren Teilen bestehen. Der Kern kann auch aus dem gleichen Material wie die Formhülle (das mit dem Kunststoff nicht mischbare Material) bestehen und dann auf gleiche Weise wie dieses vom ausgehärteten Formkörper entfernt werden. Der Kern kann beispielsweise auch aus geschäumtem Kunststoff bestehen. In diesem Fall wird der Kern durch Hitzeeinwirkung in den gasförmigen Zustand übergeführt und kann somit beispielsweise beim Einbringen
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werden.
Solche Kerne eignen sich besonders für eine vollautomatische wirtschaftliche Herstellung.
Das Verstärkungsmaterial bestimmt wesentlich die Eigenschaften des Endproduktes (Hohlkör- pers), z. B. seine Druckfestigkeit, Biegefestigkeit, Elastizität, seinen Widerstand gegen Knicken und Beulen. Vor allem in Faserform angewendetes Verstärkungsmaterial beeinflusst die mechanischen
Eigenschaften des Endproduktes. Je grösser der Gehalt eines Kunststoffes an kristallinen Bereichen ist, umso mehr besitzt er Eigenschaften, die jenen von Metallen zumindest gleichkommen, insbeson- dere hinsichtlich Härte, Steifigkeit, Zug- und Zerreissfestigkeit. Durch Whiskers (haardünne Ein- kristalle) werden Festigkeiten erreicht, die zehnmal so hoch sind wie jene bester Stähle.
Als Ver- stärkungsmaterial können bei dem erfindungsgemässen Verfahren auch Glas-, Quarz-, Bor-, Kohlen- stoff-, Graphit-, Beryllium-, Asbest- sowie Stahlfäden und-fasern zur Anwendung kommen. Die
Art des verwendeten Verstärkungsmaterials ist auch für die Bezeichnung des Fertigprodukts mass- gebend. Man unterscheidet metalldrahtverstärkte Kunststoffe (MFK), glasfaserverstärkte Kunststof- fe (GFK) sowie chemiefaserverstärkte Kunststoffe (CFK).
Diese Verstärkungsarten können aber auch, gegebenenfalls mit Sandwichkonstruktionen und
Strukturschäumen, mit-und untereinander in jeder Kombination variiert werden.
Das Aufbringen des Verstärkungsmaterials, wofür bei dem erfindungsgemässen Verfahren jedes imprägnierfähige Material infrage kommt, kann durch Wickeln, Beflocken, Aufsprühen bzw. Auf- schäumen oder Aufspritzen auf den Kern erfolgen. Die Verwendung von Endlosfasern wird jedoch bevorzugt. Es können auch Schnittfasern oder Gewebe als Verstärkungsmaterial auf den Grundkörper aufgebracht werden. Bei Anwendung eines kontinuierlichen Wickelverfahrens wird der Kern mit einem Faden- bzw. Gewebeband in dünnen Schichten gleichmässig umhüllt, wodurch ein schalen- artiger Verband entsteht.
Als Kunststoff zur Imprägnierung des Formkörpers wird vorzugsweise ein Duroplast, beispielsweise ein Epoxyd- bzw. Polyesterharz verwendet. Der härtbare Kunststoff kann übliche Zusätze, wie Katalysatoren, Füllstoffe, Stabilisatoren sowie Weichmacher enthalten.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren kann das Verstärkungsmaterial auch in mehreren Schichten auf den Grundkörper aufgebracht werden, wobei die Schichten durch Trennmaterialien, insbesondere mit Gleiteigenschaften, z. B. in Form von überlappend gewickelten Folien, insbesondere aus Polyester oder Polyäthylen voneinander, separiert werden. Durch diese Verfahrensführung wird die Wandstärke auch im Fertigprodukt unterteilt, so dass der Hohlkörper aus einzelnen Schalen aufgebaut ist. Bei Belastung des Hohlkörpers durch Innendruck kommen auf Grund des vorerwähnten Aufbaues alle (aus Laminat bestehenden) Schalen oder Schichten gleichmässig und gleichzeitig voll zum Tragen, wodurch ein Gleichtragverhalten erzielt wird, welches eine optimale Materialausnützung und Festigkeit ergibt.
Durch die Aufteilung der aus der geforderten Belastbarkeit ermittelten Wandstärke auf mehrere voneinander unabhängige Schalen bzw. Schichten mit geringerer Dicke wird die Gefahr des Auftretens von Radialrissen vermieden, die auftreten könnten, wenn das Verhältnis Rohrinnendurchmesser zu Rohrwandstärke von 10 : 1 unterschritten wird. Die Aufteilung der Gesamtwandstärke trägt dem Umstand Rechnung, dass viele Verstärkungsmaterialien, beispielsweise Glas, einen niederen, ausgehärtetes Harz dagegen einen hohen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Bei einer Verstärkung aus Glasseidenfäden (Rovings), die in ausgehärtetem Epoxydharz eingebettet werden sollen, beträgt dieses Verhältnis zirka 1 : 12.
Die Aufteilung der Wandstärke trägt weiter dem Umstand Rechnung, dass die Wandstärke von verstärkten Kunststoffen nicht zu gross sein darf, da es sonst infolge der exothermen Wärmeentwicklung beim Aushärten zu einer Steigerung der Aushärtegeschwindigkeit kommt, wodurch bei gro- ssen Massen innere Risse sowohl bei Wickellaminaten als auch bei verstärkten Preys- un Giessmassen auftreten. Durch die erfindungsgemäss vorgesehene Aufteilung der Rohrdicke in einzelne, voneinander unabhängige Rohrschalen oder-schichten kann jede dieser Schichten in ihrem Verhältnis
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den wird.
Benachbarte Rohrschalen oder-schichten werden besonders bevorzugt durch eine Gleitschicht voneinander getrennt. Die Anwendung von Gleitschichten erleichtert die freie und unabhängige Verformung benachbarter Rohrschalen unter dem auftretenden Rohrbelastungskollektiv.
Die Gleitschichten können je nach der Grösse des Hohlkörpers und der im Betrieb zu erwar-
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Trennmittels, z. B. Polyurethanmischungen, oder durch Aufsintern oder Sprühen von Polytetrafluor- äthylen gefertigt werden. Bei rohrförmigen Hohlkörpern kann die Gleitschicht von einem dünnwandigen, insbesondere längsgeschlitzten Rohr, vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen oder Polyäthy-
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aufgeweitet und quer zur Längsachse über die bereits vorhandene Schichte des Verstärkungsmaterials geschoben und dann zusammenschnappen gelassen.
Die Gleitschicht kann jedoch in besonders günstiger Weise auch sandwichartig in der Weise aufgebaut sein, dass eine rohrförmige plastische Schubschicht, z. B. aus einer Polyester-UrethanMischung, zwischen zwei Folien eingeschlossen ist. So gebildete Gleitschichten sind vor allem bei Rohrverbindungen grossen Durchmessers (etwa ab 500 mm) vorteilhaft. Die zwischen beiden Trenn-
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Härtung noch (über +3000C) plastisch.
Die Gleitschichten zwischen den einzelnen Schalen oder Schichten können aus Materialien, z. B. Polyacetal, Polycarbonat, Polyäthylen, Polyurethan und Polytetrafluoräthylen bestehen, das auch den Durchgang des im Rohrstrang strömenden Mediums hindert.
Es muss ein Diffusionsgefälle nach der Aussenseite des Hohlkörpers bestehen. Hiedurch wird vermieden, dass das in den Hohlkörper gelangende Medium, z. B. Wasser, das Kunststoffverbund- material der Schalen oder Schichten beschädigt.
Eine weitere Möglichkeit dieser erfindungsgemässen Schichtung mit dazwischenliegenden Gleit- schichten besteht darin, dass eine berechnete Netzstruktur schichtenweise in einem automatisch ge- steuerten Wickelverfahren zylinderförmig über die vorgesehenen Gleitschichten aufgebracht wird, wobei nach erhaltener Wandstärke das Zylinderstück (Rohr) im angelierten Zustand aufgeschnitten und flachgepresst wird. Es können somit verstärkte Kunststoffplatten allerhöchster Festigkeit und Materialausnützung hergestellt werden.
Dadurch, dass bei dem erfindungsgemässen Verfahren der härtbare Kunststoff der Kammer unter praktisch beliebig hohem Überdruck zugeführt werden kann, lässt sich sicherstellen, dass der härtbare Kunststoff das Verstärkungsmaterial vollständig durchsetzt und benetzt. Eine solche Durchsetzung des Verstärkungsmaterials wird auch dadurch gefördert, dass der unter Überdruck zugeführte härtbare Kunststoff durch Anlegen von Unterdruck an einer von der Zufuhrstelle verschiedenen Stelle durch die Kammer hindurchbewegt wird.
Zur Plazierung des Formkörpers können beispielsweise beim Umgiessen mit flüssigen Überzugsmaterialien, oder in dieselben eingetaucht, Abstandhalter, Einlagen, Stützgerüste aus starren Materialien, z. B. festen Metallen, noch zusätzlich verwendet werden.
Weiterhin können zur Verbesserung der Durchimprägnierung des Formkörpers Anschlussstellen oder Ansätze, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Anschlussstücken (Trichtern), vorzugsweise aus Metall, vorgesehen werden, um den härtbaren Kunststoff unter Druck anzulegen und durch Vakuum das Druckgefälle im Verstärkungskörper zu erhöhen.
Der aus Verstärkungsmaterial bestehende Formkörper kann an seiner freien Oberfläche bis auf wenige Stellen für den Eintritt des imprägnierenden Kunststoffes durch wärmebeständige Trennmittel, Trennfolien bzw. Versiegelungslacke od. dgl. geschützt werden, um ein Eindringen des Materials von gegenüber dem Kunststoff erhöhter Dichte, das nach dem Imprägnieren zugeführt wird, zu vermeiden. Auch ein Aufbringen solcher Schichten im Wirbelsinterverfahren ist möglich.
Durch die Verwendung von Materialien von gegenüber dem Kunststoff erhöhter Dichte zur Verdrängung des Imprägnierbades werden zur Herstellung beliebig geformter Körper aus verstärktem
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Kunststoff keine, mit hohen Toleranzen herzustellende Formen mehr benötigt. Ebensowenig bedarf es des Einsatzes von Ausstossern, um das Endprodukt freizustellen.
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nellste und wirtschaftlichste Erzeugung jeder Art von Körpern aus verstärkten Kunststoffen, insbesondere Fittings, Teile oder Verkleidungen der Elektroindustrie, des Flugzeug- und Raketenbaues u. dgl. sowie auch in der Zahnprothetik.
Eine hinsichtlich ihres Aufbaues besonders einfache Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens mit einem luftdicht verschliessbaren Behälter, der über eine Öffnung bzw.
Leitung mit einem Vorratsgefäss mit flüssigem härtbarem Kunststoff und über eine Leitung, zumindest mit einer Unterdruckquelle verbindbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Vorratsgefäss, mit einer Unterdruckquelle und gegebenenfalls mit einer Überdruckquelle, insbesondere einer Druckluftquelle, verbindbar ist, und dass der luftdicht verschliessbare Behälter gegebenenfalls zusätzlich mit einer Überdruckquelle verbindbar ist.
Diese Vorrichtung ermöglicht eine besonders wirkungsvolle Verwirklichung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Der unter Verwendung der vorerwähnten Vorrichtung erzielbare Arbeitstakt kann erhöht werden, wenn in Weiterbildung der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Aufnahme der aus dem Verstärkungsmaterial gebildeten Formkörper ein weiteres Gefäss vorgesehen ist, welches in die luftdicht verschliessbare Kammer mit Spiel einbringbar ist, wobei das Aufnahmegefäss bevorzugt einen Überlaufkanal aufweist, der gegebenenfalls verschliessbar ist.
Eine Vorrichtung, die den Austausch der Bäder auf besonders einfache Weise durch einen einfachen Schwenkvorgang des die Formkörper aus dem Verstärkungsmaterial aufnehmenden Behälters erlaubt, ist dadurch gekennzeichnet, dass der luftdicht verschliessbare Behälter von einer um eine Achse um zumindest 1800 schwenkbar gelagerten Trommel gebildet ist, wobei in dieser Trommel ein sich in Längsrichtung der Trommel erstreckender Auflagerost für die aus dem Verstärkungsmaterial gebildeten Formkörper angeordnet ist, unter dem sich das in flüssigem Zustand befindliche Material, insbesondere Metall, von gegenüber dem Kunststof erhöhter Dichte, befindet, wobei im Mantel der Trommel, in dem insbeson-
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druckleitung, die Überdruckleitung sowie die mit dem Vorratsbehälter für das flüssige Kunststoffmaterial verbindbare Leitung münden,
wobei gegebenenfalls unterhalb des Rostes in der Trommel eine verschliessbare Leitung mündet, die bevorzugt mit dem Vorratsgefäss für das flüssige Kunststoffmaterial in Verbindung steht.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens wird nachstehend an Hand von beispielsweisen Vorrichtungen beschrieben, die zur Ausübung des Verfahrens geeignet sind. Es zeigen, die Fig. 1 bis 6 jeweils in einem schematischen Längsschnitt eine erfindungsgemässe Vorrichtung in verschiedenen Stufen des erfindungsgemässen Verfahrens, Fig. 7 eine erfindungsgemässe Vor-
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einen Querschnitt durch das in Fig. 8 dargestellte Detail, Fig. 10 eine Anordnung zur Zufuhr des Materials von gegenüber dem Kunststoff erhöhter Dichte in den die imprägnierten Körper und den Kunststoff enthaltenden Behälter, Fig. 11 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung, und Fig. 12 die in Fig. 11 gezeigte Vorrichtung in einer gegenüber Fig. 11 um 180 gedrehten Lage.
In den Zeichnungen ist mit-l-ein luftdicht verschliessbarer Behälter bezeichnet. Zur Aufnahme der Formkörper -10-- aus dem Verstärkungsmaterial ist gemäss den Fig. 1 bis 10 ein Ge- fäss-11-vorgesehen, das, nachdem es mit Formkörpern --10-- aus Verstärkungsmaterial beschickt
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-10-- auskörper --10-- verbunden werden kann.
Der verschliessbare Behälter --1-- ist gemäss den Fig. 1 bis 5 über eine abschliessbare Öff-
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--3-- fürstoff -4-- verbindbar, der den Imprägnierstoff bildet. Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform erfolgt die Verbindung des Behälters-l-mit dem Vorratsgefäss 3-- für das Imprägnier-
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material über eine Leitung --2--. Desgleichen auch bei der Ausführungsform, die in Fig. 11 dargestellt ist. Wie aus den Fig. 1 bis 5 ersichtlich ist, ist das Vorratsgefäss --3-- für den härtbaren Kunststoff --4-- über eine Leitung --5-- mit einer Unterdruckquelle und über eine weitere Leitung --6-- mit einer Über druckquelle, insbesondere einer Druckluftquelle, verbindbar.
Sowohl die Leitung --5-- als auch die Leitung --6-- sind durch je ein Ventil verschliessbar. Der luftdicht verschliessbare Behälter --1-- ist, wie die Fig. 1 bis 5 zeigen, über eine Leitung --7-- mit einer Unterdruckquelle verbindbar. Der luftdicht verschliessbare Behälter --1-- kann zusätzlich oder alternativ auch mit einer Leitung --8-- versehen sein, die zu einer Überdruckquelle führt, wie dies etwa die Ausführungsbeispiele in den Fig. 7 und 11 zeigen. Der verschliessbare Behälter --1-- kann
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--18-- (Fig. 7)Lampe --19-- und ein Schauglas --20-- angeordnet sein, um das Innere des Behälters --1-- beleuchten und einsehen zu können. Die Überdruckleitung-8-kann, wie dies Fig. 7 veranschaulicht, auch zur Entlüftung des Gefässes verwendet werden.
Das Vorratsgefäss für den Kunststoff --4-- zur Imprägnierung des Verstärkungsmaterials kann durch ein Ventil --21-- verschlossen werden, von welchem in Fig. 1 bis 5 lediglich der Ventilkegel dargestellt ist. Im Vorratsgefäss --3-- für den
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--22-- angeordnetsein.
Das Verfahren läuft wie folgt ab : Das Gefäss --11-- mit den Formkörpern --10-- aus Verstärkungsmaterial wird zunächst in den verschliessbaren Behälter --1-- eingebracht (Fig.1). Nach dem Einbringen des Gefässes --11-- in den verschliessbaren Behälter --1-- wird dieser verschlossen (Fig. 2). Die Giessmasse wird mittels des Rührers --22-- gemischt und gleichzeitig entgast durch Öffnen der Unterdruckleitung --5-- im Vorratsgefäss --3--. Das Gefäss --11-- mit den Formkörpern
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ratsgefässes --3--, welches den Kunststoff --4-- enthält, dicht anliegt (Fig. 3).
Es ist jedoch auch möglich, eine Anordnung zu treffen, bei der das Gefäss --11-- für die Formkörper --10-- auf einem
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Nachdem das Gefäss --11-- mit den Formkörpern --10-- dicht am Boden des Vorratsgefässes - für das Imprägniermittel anliegt, wird das Ventil --21-- geöffnet und der in flüssigem Zustand befindliche Kunststoff --4-- tritt in das Gefäss --11--, welches die Formkörper --10-- enthält,
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im Vorratsgefäss --3-- ein Druck ausgeübt wird, der sich über die Öffnung im Boden des Vorrats- gefässes --3-- auf den im Gefäss-11-, das die Formkörper aus Verstärkungsmaterial enthält, fortpflanzt und mitwirkt, dass das Verstärkungsmaterial mit Kunststoff zur Gänze durchsetzt wird.
Das Ventil --12-- kann nachher geschlossen werden und das Gefäss --11-- samt dem darin enthaltenen Kunststoff aus dem Behälter --1-- entfernt werden (Fig. 6). Zur Entfernung des Kunststoffes aus dem Gefäss --11-- wird aus einem Behälter --23-- Material, das spezifisch schwerer als der
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ist dann mit dem Material --15-- von gegenüber dem Kunststoff höherem spezifischem Gewicht gefüllt. In diesem Zustand wird der Kunststoff, der das Verstärkungsmaterial getränkt hat und sich in den Formkörpern --10-- befindet, aushärten gelassen bzw. gelieren gelassen. Dieser Vorgang kann durch Anwendung von Wärme oder von Schwingungsenergie, z. B. Mikrowellenenergie, beschleunigt werden. Sobald der Kunststoff mindestens den Gelzustand erreicht hat, können die Formkörper --10-- aus dem Gefäss --11-- entfernt werden.
Bei der in Fig. 7 dargestellten Vorrichtung wird das Gefäss --11-- nach der Evakuierung des verschliessbaren Behälters --1-- nicht abgeschlossen. Der flüssige Kunststoff --4-- wird über eine Leitung --2-- dem Gefäss --11-- zugeführt und dieses Gefäss wird solange gefüllt, bis das Kunststoffmaterial --4-- in einem Schauglas --26-- erscheint, das durch das Schauglas --20-- im Deckel
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des Behälters --1-- beobachtet werden kann. Nachdem nach der Zufuhr des Kunststoffes --4-- das Ventil-21-abgeschlossen ist, wird über die Leitung --8-- ein unter Druck stehendes Medium,
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ter-l-aufbauenden Druckes wird der Kunststoff besonders gut in das Verstärkungsmaterial hineingedrückt, praktisch injiziert.
Nach hinreichender Druckanwendung wird die Druckleitung - geschlossen und der Behälter-l-entlüftet. Das Gefäss --11-- mit den Formkörpern --10-- kann dann nach Abheben des Deckels --la-- aus dem Behälter-l-entfernt werden, und unter den Behälter --23-- gestellt werden, in welchem sich Material --15-- von gegenüber dem Kunst- stoff erhöhter Dichte befindet (Fig. 10). In dem Behälter-23-, der nach aussen isoliert ist, be- findet sich ein Einsatz --27--, der das Material -15-- von gegenüber dem Kunststoff erhöhter
Dichte enthält. Um eine Oxydation des Materials, insbesondere im Falle des Einsatzes von Metall, zu vermeiden, ist der Einsatz --27-- mit Wasser gefüllt.
Zur Erwärmung des Metalls --15-- kann ein Wasserbad vorgesehen sein und als Wärmequelle ein Tauchsieder --28-- unter dem Boden des
Einsatzes --27-- angeordnet sein. Der Einsatz --27-- ist durch einen Schieber --29-- verschliessbar.
Das Verdrängen des im Gefäss -11-- befindlichen Kunststoffes erfolgt analog, wie an Hand der
Fig. 6 bereits beschrieben, durch Zufuhr des Materials --15-- von gegenüber dem Kunststoff erhöhter
Dichte. Zu diesem Zweck wird der Schieber --29-- geöffnet und das Metall --15-- strömt über eine Leitung -30-- aus und füllt den Behälter --11-- unter Verdrängung des im Behälter befindlichen
Kunststoffes über einen Überlaufkanal --12--. Sobald der gesamte Kunststoff verdrängt ist, wird der Oberlaufkanal --12-- geschlossen, und die im Behälter --11-- befindlichen Formkörper --10-- sind nunmehr zur Gänze von dem Metall --15-- umschlossen.
Das in den Formkörpern enthaltene
Imprägniermittel kann nunmehr aushärten bzw. gelieren, gegebenenfalls unter Beschleunigung durch
Anwendung von Mikrowellenenergie. Nach dem Gelieren bzw. Aushärten können die Formkörper --10-- aus dem Gefäss --11-- entfernt werden oder es wird das Metall -15-- aus dem Behälter - angegossen und nach dem Öffnen der Fixierplatte --17-- werden die Formkörper --10-- aus dem Gefäss -11-- entfernt.
Die Fig. 8 und 9 zeigen, in welcher Weise Rohrstutzen in ein Gefäss --11-- eingesetzt und durch die Fixierplatte --17-- festgehalten werden können. Es sind, wie aus Fig. 9 deutlicher zu ersehen ist, vier verschiedene Arten von Formkörpern --10-- in das Gefäss -11-- eingesetzt. Mit - ist hiebei ein Körper --10-- bezeichnet, bei dem sich das Verstärkungsmaterial auf einem Kern-31-befindet. Der Kern -31-- verbleibt hiebei während des Imprägnierungsverfahrens im Formkörper. Mit --B-- ist ein Formkörper bezeichnet, der lediglich aus Verstärkungsmaterial gebildet ist. Bei-C-ist der Formkörper im Inneren mit einem sogenannten Liner versehen und bei --D-- befindet sich ein Wickelkörper, der innen mit einem Liner versehen ist und der aussen eine Lackschichte trägt.
In der Ausführungsform gemäss Fig. 11 ist der verschliessbare Behälter --1-- als Trommel ausgebildet. Diese Trommel ist um eine Achse --13-- zumindest um 1800 schwenkbar. In der Trommel befindet sich ein Auflagerost-14-, der sich in Längsrichtung der Trommel, also in Richtung von deren Schwenkachse, erstreckt. Auf dem Auflagerost --14-- werden die zu imprägnierenden und aus dem Verstärkungsmaterial bestehenden Formkörper --10-- abgelegt. Unter dem Auflage- rost --14- befindet sich das in flüssigem Zustand befindliche Material-15-, insbesondere Metall.
In den Mantel --16-- der Trommel münden an Stellen, die frei von Material --15-- sind, eine Unterdruckleitung --7--, eine Überdruckleitung-8-und eine Leitung --2--, die zu dem Vorratsgefäss - für das Imprägniermittel führt. Die Leitung --2-- kann durch ein Ventil abgesperrt werden.
In die Trommel mündet weiters eine Leitung --16--, die verschliessbar ist und über welche nach Wenden der Trommel aus der in Fig. 11 gezeigten Lage um 1800 Flüssigkeit abgezogen und dem Vor- ratsbehälter-3-für Imprägniermittel zugeführt werden kann. Das erfindungsgemässe Verfahren kann wie folgt unter Verwendung einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 11 dargestellt ist, ausgeführt werden :
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das flüssigeÖffnen der Leitung --7-- der Innenraum der Trommel an Vakuum angeschlossen und die Luft aus dem Innenraum und aus den Formkörpern --10-- entfernt. Nach der Gasabfuhr wird die Unterdruck-
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--7-- geschlossenfass --3-- four das Imprägniermittel Kunststoff in den Behälter --1-- (Trommel) eingeführt, bis die Körper --10-- abgedeckt sind, d. h. bis das Niveau des zugeführten Kunststoffes höher liegt als der höchste Punkt aller auf dem Rost --14-- abgelegten Formkörper --10--. Nachdem dieser Zustand erreicht ist, wird die Leitung --2-- abgeschlossen und über die Leitung --8-- dem Innenraum Druck zugeführt. Dadurch wird das Verstärkungsmaterial besonders günstig von dem Kunststoffmaterial getränkt.
Die Druckleitung --8-- kann dann abgeschlossen werden, worauf die Trommel aus der
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Anlage am Rost auf, und das Harz wird schlagartig durch das in der Trommel befindliche flüssige Material --15-- von gegenüber dem Kunststoff erhöhter Dichte verdrängt. Der Kunststoff wird hiebei über die Leitung --16-- abgeführt und - wie bereits erwähnt - in das Vorratsgefäss --3-- für das Imprägniermittel rückgeführt. Die mit Kunstharz getränkten Forrnkörper sind zur Gänze von dem Material --15-- hoher Dichte umgeben und der Kunststoff kann gelieren bzw. aushärten, gegebenenfalls unter Wärmezufuhr, nämlich unter Zufuhr ultravioletter Strahlung, oder auch unter Anwendung von Mikrowellenenergie.
Nachdem der Kunststoff hinreichend gehärtet ist bzw. ein Gelstadium erreicht hat, wird die Trommel wieder in die in Fig. 11 dargestellte Lage gewendet. Das Material - von gegenüber dem Kunststoff erhöhter Dichte befindet sich wieder unterhalb des Auflagerostes --14-- und die nunmehr völlig freien Formkörper --10-- können vom Auflagerost --14-- entfernt und aus der Trommel-l-herausgenommen werden.
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zum Entleeren des Kunststoffes bzw. zum Nachdrücken von Druckluft angeordnet.
Fig. 13 zeigt in schematischer Draufsicht eine horizontale Bandstrasse für einen automatischen Betrieb für 100 Sammelbehälter, die hiebei in einem geschlossenen Kreis von der Einsatzstation über die durch ein Injiziergerät (Schussgerät) versorgbare Beaufschlagungsstation mit dem Tränkharz wandern. In der darauffolgenden Station wird dann der Behälter gewendet und das Tränkharz durch das in dem als Trommel ausgebildeten Behälter unter dem Rost --14-- befindliche Metallbad verdrängt. In der nächsten Station wird dann das Tränkharz zur Wiederverwendung rückgeführt,
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dem eine Beheizung durch Infrarotstrahlung erfolgt oder eine Erwärmung von innen heraus mittels Mikrowellen durchgeführt wird.
Schliesslich werden nach dem Durchgang durch den Härtungstunnel die fertigen Formkörper der Trommel entnommen und in der nachfolgenden Station neue Formkörper in die Trommel eingesetzt. Das Metall von gegen dem Tränkharz erhöhter Dichte, bevorzugt ein eutektisches Metall, bleibt in der geheizten Trommel stets in flüssigem Aggregatzustand. Bevorzugt werden solche Metalle eingesetzt, deren Schmelzpunkt bei zirka 70 C liegt.
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