Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von gezogenen Profilen aus Polyesterharz
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von gezogenen Profilen aus Polyesterharz unter Verwendung eines Ziehwerkzeuges, dem mit Harz benetzte, Verstärkungseinlagen bildende Fasern, Fäden oder Drähte zugeführt werden.
Auf diese Weise hergestellte Profile sind be kannt; sie weisen bei sorgfältiger Fertigung höchste Festigkeit auf und finden wegen dieser hohen Festigkeit und ihrer Unangreifbarkeit gegenüber chemischen Einflüssen steigende Verwendung. Zur Herstellung dieser Profile dienten bisher Verfahren, die mit Unterbrechungen arbeiten, das heisst, es wurden die Stäbe geformt und in einem geheizten Formwerkzeug in bestimmten Längen hergestellt.
Die Erfindung schafft ein kontinuierliches Verfahren, das darin besteht, dassdieVerstärkungseinlagen, wie z. B. Glasfäden, Polyamidfasern, Ramiefasern, Sisalfasern, Naturseidefäden, Kunstseidefasern, dünner Metalldraht oder dünner Stahldraht von Vorratsspulen abgezogen in senkrechter Richtung geführt, mit dem Harz benetzt, einem Vakuum ausgesetzt, vorgeformt, geheizt und gekühlt zu Profilstäben gezogen werden.
Um Profilstäbe besonders guter Oberflächenbeschaffenheit und grosser Oberflächenfestigkeit zu erhalten, ist es zweckmässig, dass die Profilstäbe vor dem Durchlaufen des Ziehwerkzeuges oder nachher mit einem Gewebe aus geklöppelten oder gewebten Fasern, Fäden oder Drähten umkleidet werden. Der fertige Profilstab, ganz gleich welcher Gestalt, ist dann mit einem Gewebe nach Art eines Schlauches ummantelt, wodurch der fertige Stab gegenüber Brüchen, wie sie durch Einreissen der Oberfläche oder dergleichen bei hohen Belastungen eintreten könnten, gesichert ist.
Als Verstärkungseinlagen dienen bevorzugt Fasern pflanzlichen Ursprungs, insbesondere Sisalfasern, Ramie, Hanf und Flachs. Die Fasern können dabei zu Geweben oder Matten verarbeitet sein; ebenso besteht die Möglichkeit, die Verstärkungseinlagen mit andersgearteten Fasern, insbesondere mit solchen mineralischen Ursprungs, wie Basalt- und Asbestfasern, zu durchwirken.
Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung, die einen Polyesterharzbehälter, Vorratsspulen, ein Mundstück, eine Vakuumkammer, ein Ziehwerkzeug, eine Ziehmaschine und eine Schneideinrichtung von oben nach unten aufeinanderfolgend angeordnet aufweist.
Die Übereinanderanordnung bringt nicht nur eine Raumersparnis mit sich, sondern der gesamte Fertigungsvorgang wird äusserst einfach, indem die Fäden, Fasern oder Drähte zusammen mit dem Polyesterharz die Anlage in einer Richtung durchlaufen, wobei die natürliche Schwerkraft mithilft, Verformungen der Fäden, Fasern oder Drähte oder Stauungen bei der Polyesterharztränkung zu vermeiden.
Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise eine Vorrichtung in schematischer Darstellung, die dem erfindungsgemässen Verfahren angepasst ist, und zwar zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht der gesamten Anlage,
Fig. 2 einen Querschnitt eines mit der Vorrichtung gefertigten Profilstabes,
Fig. 3 die aus Fig. 1 ersichtliche Ziehmaschine im grösseren Massstab,
Fig. 4 die gleiche Ziehmaschine in Vorderansicht und Fig. 5 eine Ansicht auf eine Einzelheit der Ziehmaschine in Förderrichtung gesehen.
Nach Fig. 1 sind vier Spulenträgerscheiben 1 bis 4 übereinander angeordnet, dabei sind die Scheiben 1 und 4 feststehend und tragen an ihrem Umfang Vor ratsrollen 5, auf denen die Fäden, Fasern oder Drähte aufgespult sind. Die mittleren Scheiben 2 und 3 tragen gleichartige Vorratsrollen 6 und 7. Zum Unterschied gegenüber den Vorratsrollen 5 laufen die Rollen 6 und 7 mit ihren Tragscheiben um, und zwar die Scheibe 2 von oben gesehen beispielsweise im Uhrzeigersinn, die Rollen 7 mit Scheibe 3 entgegengesetzt dazu. In Achsmitte zu den Scheiben 1 bis 4 ist ein Behälter 8 zur Aufnahme von flüssigem Polyesterharz angebracht, der aus einem Mundstück 9 die von den Vorratsrollen 5 bis 7 kommenden Fäden, Fasern oder Drähte benetzt.
Die miteinander nach unten laufenden und teilweise verzwirnten Stränge 10 werden durch einen Trichter 11 gezogen und gelangen in eine Vakuumkammer 12, die an Vakuumleitungen 13 angeschlossen ist. Hier wird sowohl aus den Strängen als auch aus dem Polyesterharz jegliche Luft entfernt, und der Strang 10 gelangt in ein Ziehwerkzeug 14, das an eine Umlaufölheizung 15 mit Vorheizung 15' und eine Umlaufkühlung 16 angeschlossen ist. In seiner Mitte ist das Ziehwerkzeug 14 mit einer Druckschmiermittelleitung 17 verbunden, wobei als Schmiermittel vorzugsweise Glyzerin dient. Der Antrieb des Stranges 10 sowie die zu seinem Hindurchziehen durch das Ziehwerkzeug notwendige Kraft kommt von einer Ziehmaschine 18, bei der eine Antriebskette 19 um eine obere und untere Rolle läuft.
Mittels eines Schlosses 20 wird der fertiggezogene Profilstab an dem umlaufenden Ketten strang 19 befestigt. Ein schwenkbar angeordneter Arm 21 trägt eine Kreissäge 22, mit der Profilstäbe gewünschter Länge geschnitten werden können.
Zur Oberflächenverbesserung der Profilstäbe ist auf einer Vorratsrolle 23 ein gewebtes Glasfaserband aufgewickelt, das mit dem Faserstrang 10 den Trichter 11 durchläuft und den fertigen Profilstab 24 vollständig umhüllt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
Hier besteht der fertige Profilstab aus den polyesterharzgetränkten nebeneinanderliegenden bzw. verzwirnten Fäden oder dergleichen und einem Band 25, das den Glasfaserstrang 10 des fertigen Profilstabes schlauchartig umkleidet.
Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, besteht die Ziehmaschine 18 aus zwei endlosen, gleichsinnig miteinander umlaufenden Ketten 19, die Querteile 26 tragen. Die Querteile 26 dienen nach Art von Spannfröschen ausgeführten Spannschlössern 27 als Widerlager. Die Spannschlösser 27 werden im wesentlichen von zweiarmigen Hebeln 28 gebildet, die winklig zueinander stehen und an ihren einander zugekehrten Enden Backen 29 tragen. Die noch freien Enden der Hebel 28 sind mit Rollen 30 ausgestattet, die mit Leitflächen 31 (nur in Fig. 4 eingezeichnet) derart zusammenwirken, dass beim Lauf der Ketten in Richtung der Pfeile 32 die Backen 29 zunächst voneinander entfernt sind und anschliessend an dem Profil 24 anliegen und schliesslich von letzterem gelöst werden.
Die Arme 28 können dabei so ausgebildet sein, dass sie an den Rollenseiten ein Übergewicht haben, also selbsttätig in ihre Sperrstellung gelangen. Bevorzugt kommen aber Federn 33 (vgl. Fig. 5) zur Anwendung, die das Schliessen der ziehend auf das Profil 24 wirkenden Backen 29 unterstützen. Die Federn 33 umgeben gemäss dem Ausführungsbeispiel die Schwenkachsen 34 der Hebel und greifen selbstverständlich mit den einen Enden an den Hebeln 28 und mit den anderen Enden an ortsfesten Teilen der Querteile 26 an.
Wie ferner aus Fig. 5 hervorgeht, bilden je zwei gleichartige Teile 35 einen zweiarmigen Hebel 28, wobei die Teile 35 zwischen sich die Rollen 30 und die Spannbacken 29 führen. Die zwischen den Teilen 35 liegenden, stegartigen Teile 36 der Backen 29, die übrigens entsprechend der Form des Profils 24 profiliert sein können, sind in den Hebelarmteilen 35 drehbar gelagert und weisen Verzahnungen 37 auf. Jede Verzahnung 37 greift in eine Verzahnung eines Zwischenrades 38 ein, das seinerseits mit einem auf dem Schwenkbolzen 34 des jeweiligen Hebels 28 ortsfest gelagerten Zahnrad 39 kämmt. Durch diese Ausführung wird in vorteilhafter Weise eine Parallelführung der Backen 29 erreicht, so dass keine Eindrückungen und Beschädigungen an dem Profil 24 zu befürchten sind.
Es versteht sich, dass durch Verlagerung der Leitflächen 31 die Öffnungsweite der Backen 29 ver ändert werden kann. Zur Einstellung der Backen 29 auf eine bestimmte Profilstärke ist es aber auch möglich, die Hebellagerungen eines jeden Querteils, das heisst die Schwenkbolzen 34, in verschiebbare Teile 40 eingreifen zu lassen, die an der Rückseite der Querteile 26 vorgesehen sind und die mit einer Spindel 41 gegeneinander verstellt werden können.
Method and device for producing drawn profiles from polyester resin
The invention relates to a method for the continuous production of drawn profiles from polyester resin using a drawing tool to which fibers, threads or wires which are wetted with resin and form reinforcing inserts are fed.
Profiles produced in this way are known; If they are carefully manufactured, they have the highest strength and are increasingly used because of this high strength and their invulnerability to chemical influences. To manufacture these profiles, processes that work with interruptions have been used up to now, that is, the rods were shaped and produced in certain lengths in a heated mold.
The invention provides a continuous process which consists in removing the reinforcing inserts, e.g. B. glass threads, polyamide fibers, ramie fibers, sisal fibers, natural silk threads, rayon fibers, thin metal wire or thin steel wire drawn from supply reels in a vertical direction, wetted with the resin, exposed to a vacuum, preformed, heated and cooled to be drawn into profile bars.
In order to obtain profile rods with a particularly good surface quality and high surface strength, it is advisable that the profile rods are clad with a fabric made of bobbin lace or woven fibers, threads or wires before passing through the drawing tool or afterwards. The finished profile rod, regardless of its shape, is then sheathed with a fabric in the manner of a hose, which means that the finished rod is secured against breaks, as could occur when the surface is torn or the like under high loads.
Fibers of vegetable origin, in particular sisal fibers, ramie, hemp and flax, are preferably used as reinforcement inserts. The fibers can be processed into fabrics or mats; There is also the possibility of working through the reinforcement inserts with different types of fibers, in particular with those of mineral origin such as basalt and asbestos fibers.
A device is used to carry out the method which has a polyester resin container, supply spools, a mouthpiece, a vacuum chamber, a drawing tool, a drawing machine and a cutting device arranged one after the other from top to bottom.
The arrangement on top of one another not only saves space, but also makes the entire production process extremely simple, as the threads, fibers or wires together with the polyester resin run through the system in one direction, with natural gravity helping, deformations of the threads, fibers or wires or To avoid congestion in the polyester resin impregnation.
The drawing illustrates, for example, a device in a schematic representation, which is adapted to the method according to the invention, namely shows
Fig. 1 is a side view of the entire system,
2 shows a cross section of a profile bar manufactured with the device,
3 shows the drawing machine shown in FIG. 1 on a larger scale,
4 shows the same drawing machine in a front view and FIG. 5 shows a view of a detail of the drawing machine, seen in the conveying direction.
According to Fig. 1, four bobbin disks 1 to 4 are arranged one above the other, while the disks 1 and 4 are fixed and carry on their circumference before board rolls 5 on which the threads, fibers or wires are wound. The middle disks 2 and 3 carry similar supply rollers 6 and 7. In contrast to the supply rollers 5, the rollers 6 and 7 rotate with their support disks, namely the disk 2, for example, clockwise when viewed from above, the rollers 7 with disk 3 in the opposite direction . In the center of the axis of the disks 1 to 4, a container 8 for receiving liquid polyester resin is attached, which from a mouthpiece 9 wets the threads, fibers or wires coming from the supply rolls 5 to 7.
The partially twisted strands 10 running downward with one another are drawn through a funnel 11 and pass into a vacuum chamber 12 which is connected to vacuum lines 13. Here all air is removed from both the strands and the polyester resin, and the strand 10 passes into a drawing tool 14 which is connected to a circulating oil heater 15 with preheating 15 ′ and a circulating cooling 16. In its center, the drawing tool 14 is connected to a pressure lubricant line 17, glycerine preferably serving as the lubricant. The drive of the strand 10 and the force necessary to pull it through the drawing tool comes from a drawing machine 18 in which a drive chain 19 runs around an upper and lower roller.
By means of a lock 20, the finished drawn profile rod is attached to the rotating chain strand 19. A pivotably arranged arm 21 carries a circular saw 22 with which profile bars of the desired length can be cut.
To improve the surface of the profile bars, a woven glass fiber tape is wound on a supply roll 23, which runs through the funnel 11 with the fiber strand 10 and completely envelops the finished profile bar 24, as shown in FIG.
Here, the finished profile rod consists of the polyester resin-impregnated adjacent or twisted threads or the like and a band 25 which surrounds the glass fiber strand 10 of the finished profile rod like a hose.
As can be seen from FIGS. 3 and 4, the drawing machine 18 consists of two endless chains 19 rotating in the same direction with one another and carrying cross members 26. The transverse parts 26 serve as turnbuckles 27, which are designed in the manner of turnbuckles. The turnbuckles 27 are essentially formed by two-armed levers 28 which are angled to one another and which bear jaws 29 at their ends facing one another. The still free ends of the levers 28 are equipped with rollers 30 which interact with guide surfaces 31 (only shown in FIG. 4) in such a way that when the chains run in the direction of the arrows 32, the jaws 29 are initially away from each other and then on the profile 24 and are finally resolved by the latter.
The arms 28 can be designed in such a way that they are overweight on the roller sides, that is to say automatically move into their locked position. However, springs 33 (cf. FIG. 5) are preferably used, which support the closing of the jaws 29 which act in a pulling manner on the profile 24. According to the exemplary embodiment, the springs 33 surround the pivot axes 34 of the levers and of course act with one end on the levers 28 and with the other ends on stationary parts of the cross members 26.
As can also be seen from FIG. 5, two identical parts 35 each form a two-armed lever 28, the parts 35 guiding the rollers 30 and the clamping jaws 29 between them. The web-like parts 36 of the jaws 29 lying between the parts 35, which incidentally can be profiled according to the shape of the profile 24, are rotatably mounted in the lever arm parts 35 and have toothings 37. Each toothing 37 engages in a toothing of an intermediate wheel 38, which in turn meshes with a toothed wheel 39 fixedly mounted on the pivot pin 34 of the respective lever 28. With this embodiment, parallel guidance of the jaws 29 is achieved in an advantageous manner, so that no indentations and damage to the profile 24 are to be feared.
It goes without saying that the opening width of the jaws 29 can be changed by moving the guide surfaces 31. In order to set the jaws 29 to a certain profile thickness, it is also possible to have the lever bearings of each transverse part, i.e. the pivot bolts 34, engage in displaceable parts 40 which are provided on the rear of the transverse parts 26 and which are connected to a spindle 41 can be adjusted against each other.