CH403285A - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von aus Kunstharz gebildeten Formteilen und Profilbahnen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von aus Kunstharz gebildeten Formteilen und Profilbahnen
Die Erfindung betrifft ein   Verfahren    und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Profilbahnen und Formteilen aus   durch    Folien abgedeckten Bahnen von mit flüssigem härtbarem Kunstharz   getränktem    Fasermaterial.



   Es ist bekannt, faserverstärkte Kunststoffplatten, die eine Querwellung aufweisen,   vollkontinuierlich    in der Weise herzustellen, dass ein aus dem harzge  tränkten    Verstärkungsmaterial und den dieses oben und unten abdeckenden   Trenufolien    bestehender Stapel fortlaufend zwischen zwei umlaufenden Rollen, bändern eingeführt wird, die an dem Stapel ober- und unterseitig angreifen und diesen über eine gewisse Strecke mitführen. Dadurch erhält der Stapel die   ge    wünschte Wellenform, die nach der Aushärtung des Harzes unter dem Einfluss von Wärme und der Verwendung von Katalysatoren erhalten bleibt. Dabei kann die Härtung bereits durch in die Bänder bzw.



  Rollen eingebaute Heizaggregate eingeleitet werden, so dass sich der die Bänder verlassende Stapel besser handhaben, z. B. in einem den Rollenbändern nachgeschalteten Ofen aushärten lässt.



   Der wesentliche Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, dass zur Erzielung einer glatten Oberfläche und für den Einformvorgang sowohl in Längsrichtung eine hohe Spannung des gesamten das noch flüssige Harz enthaltenden Stapels als auch ein relativ hoher Einzeldruck der Rollenbänder, insbesondere der einzelnen Rollen, senkrecht auf den Stapel erforderlich ist. Dies hat zur Folge, dass an den Wellenbergen, also wo die Rollen ansetzen, das noch fliessfähige Harz stark nach beiden Seiten herausgedrückt wird, so dass schliesslich das fertige, quer gewellte Profil in Längsrichtung eine unterschiedliche Dicke aufweist.

   So ist an den   Wellenbergen    und Wellentälern verhältnismässig wenig Harz und fast nur   Verstärkungsmaterial    vorhanden, während an den Flanken sich das von den Wellenbergen und Wellentälern herausgedrückte fliessfähige Harz   ansammelt    und später auch an diesen Stellen aushärtet. Die dadurch hervorgerufene ungleichmässige Wandstärke der Profilbahn führt zu einer mangelhaften Festigkeit. Ein besonderer sich hieraus ergebender Nachteil besteht in der   verminderten    Wetterbeständigkeit des Profils.

   Da nämlich an den Wellenbergen   und -tälern    wenig Harz vorhanden ist, greift die Luftfeuchtigkeit an diesen Stellen das Material wesentlich stärker und schneller an, als wenn die ursprünglich, also vor der Verformung auf dem Verstärkungsmaterial vorhandene Harzschicht noch vorläge.



   Ein weiterer Mangel der bekannten Arbeitsweise ist darin zu sehen, dass der das noch flüssige Harz enthaltende Stapel nicht mehr beobachtet werden kann, sobald er von den Rollenbändern erfasst ist. Es ist deshalb auch nicht möglich, etwaige Fehler in der Stapelbildung noch nachträglich, also nach Eintritt in das Formwerkzeug, auszugleichen. Eine derartige Möglichkeit ist jedoch sehr erwünscht, weil noch nach der Zuführung des Stapels zu dem Formwerkzeug kleine Lufteinschlüsse oder Unregelmässigkeiten in der Oberfläche vorliegen können, die sich an und für sich nach dem Eintritt des Stapels in das Formwerkzeug noch vor der Härtung ausschliessen bzw. korrigieren liessen. Da diese Möglichkeit bei dem bekannten Verfahren nicht vorhanden ist, ergibt sich hierbei auch ein verhältnismässig grosser Ausschuss.



   Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei  der kontinuierlichen Herstellung der Formteile bzw.



  Profile die vorgenannten Mängel zu beseitigen und ein den verschiedenen, sich jeweils nach der Ausbildung der Formteile bzw. Profile richtenden Bedürfnisse leicht anpassungsfähiges Verfahren zu schaffen.



  Das erfingungsgemässe Verfahren soll also nicht auf die Herstellung quergewellter Profilbahnen beschränkt sein.



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man die getränkte Bahn fortlaufend dem Umfang einer sich drehenden Trommel zuführt, deren Umfangsfläche den gewünschten Profilen bzw. Formteilen entsprechende Vertiefungen bzw.   öffnungen    aufweist, dass man die getränkte Bahn vermittels eines durch die Wandungen der Vertiefungen bzw. unter den Öffnungen wirksamen Unterdrucks in diese hineinzieht, dass man der getränkten Bahn auf der Trommel Wärme zum mindestens teilweisen Aushärten des   Kunstharzes    zuführt, und dass man die Bahn durch den Unterdruck so lange auf der Trommel festhält, bis das Kunstharz zum formstabilen Zustand ausgehärtet ist.



   Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine umlaufende Trommel mit der   gewünschten    Profilierung der getränkten Bahn oder    den Formteilen entsprechenden Vertiefungen ! bzw.   



  Öffnungen auf dem Trommelumfang, welche   Vertie    fungen bzw. Öffnungen auf einer Teilumfangszone dieser Trommel von derem Inneren her an Vakuum anschliessbar sind.



   Das Vakuum für die Verformung der einzelnen Stapelabschnitte wird im allgemeinen auf der Hälfte bis Dreiviertel des Trommelumfangs aufrechterhalten. Das in die Vertiefungen bzw. Öffnungen hineingezogene, harzgetränkte Fasermaterial wird dabei zweckmässig durch Katalysatoren, Beschleuniger und Wärme ausgehärtet. Dabei kann die Wärme entweder vom Innern der Trommel oder noch einfacher von aussen her durch Strahler aufgebracht werden. Auf der Trommel härtet das Material zumindest so weit aus, dass es bei der Weiterführung, z. B. in einen Nachhärteofen, seine Form behält. Durch   Anderung    des Durchmessers der Trommel und der   Drehge-    schwindigkeit lässt sich die   Härtungsdauier    den jeweiligen Bedürfnissen anpassen. Die Abnahme der vorgehärteten Formteile bzw.

   Profile von der Umfangsfläche der Trommel kann durch einen durch die Wandungen der die   vorgehärteten    Teile aufnehmenden Vertiefungen bzw. unter den Öffnungen in der Trommelumfangsfläche wirksamen Überdruck gefördert werden.



   Wie bereits angedeutet, eignet sich das Verfahren nicht nur zur Herstellung quergewellter Profilteile, sondern grundsätzlich zur Fertigung beliebig ausgebildeter Formteile. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Trennfolien und die Verstärkungseinlagen aus einem dehnbaren Werkstoff bestehen und sich dadurch der jeweiligen Form unter der Einwirkung des Vakuums gut anpassen können. So lassen sich beispieslweise nach dem neuen Verfahren sehr einfach die in grossem Umfange zur lichtdurchlässigen Abdeckung von Gebäuden verwendeten Kuppeln aus glasfaserverstärktem Polyesterharz erzeugen. Hierbei ist von Vorteil, wenn die in die einzelnen Vertiefungen bzw.



  Öffnungen der Trommelumfangsfläche hineinzuziehenden Stapelabschnitte gegen die Auflagefläche am Trommelumfang, beispielsweise vermittels eines Rahmens, festgespannt werden.



   Die Vorzüge des neuen Verfahrens liegen auf der Hand. Durch die Ausnutzung des   äusseren    Luftdrukkes als druckausübendes Mittel wird erreicht, dass das   getränkte    Verstärkungsmaterial an allen Stellen gleichmässig gegen die Formwandung angedrückt wird, wodurch sich eine völlig einheitliche Wandungsstärke bei dem herzustellenden Formteil bzw.



  Profil ergibt. Darüber hinaus ist es zu jeder Zeit möglich, den Verformungsprozess zu beobachten und gegebenenfalls Beschädigungen durch Fehler oder Löcher in den Deckfolien noch   Ilcchtzeitig    zu reparieren.



   Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen der für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendeten Vorrichtung soll der Erfindungsgegenstand nochmals erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht auf eine für die Herstellung quergewellter Profilbahnen geeigneten Vorrichtung in Richtung der Trommeldrehachse und
Fig. 2   eine    der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer für die Herstellung von Lichtkuppeln bestimmten Vorrichtung.



   In Fig. 1 weist die Umfangsfläche der sich im Uhrzeigersinn dreh enden Trommel 1 das wellenförmige Profil mit den Vertiefungen 2 auf, denen Wandungen mit Löchern 4 versehen sind. Durch diese kommt das von der Hauptleitung 5 her angelegte Vakuum in den Vertiefungen 2 zur Wirkung. Ent  sprechendes    gilt für die durch die Hauptleitung 6 zugeführte Druckluft. Die Hauptleitungen 5, 6 stehen mit den Löchern 4 in den Wandungen der Vertiefungen über die Kanäle 7, 8 in Verbindung. Durch die radial angeordneten Wände 9 sind im Trommelinnern Kammern 10 gebildet, denen am Umfang der Trommel 1 eine - wie in Fig. 1 - aber auch mehrere Vertiefungen zugeordnet sein können.

   Bei der Drehung der Trommel 1 herrscht in den meisten Kammern 10 Vakuum, wobei in   dlen    gezeigten Ausführungsbeispielen die unter Vakuum stehende Trommelumfangsfläche etwas mehr als die Hälfte des gesamten Trommelumfangs einnimmt. Die unter Vakuum stehenden Kammern 10 sind in der Zeichnung durch zur Trommelachse hinweisende Pfeile gekennzeichnet, während die unter Überdruck stehenden Kammern 10 durch vom Trommelmittelpunkt weggerichtete Pfeile verdeutlicht sind. Oberhalb der Trommel 1 sind die Heizstrahler 11 angeordnet.



   Bei der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung zur Herstellung quergewellter Profilbahnen ist der Trommel 1 an der Aufgabestelle des Stapels 12 ein sich in Pfeilrichtung drehender Rollenkranz 13 vorgeschal  tet, der den Stapel 12 aus seiner waagrechten Transportrichtung umlenkt, so dass dieser tangential in bezug auf die Wandungen der Vertiefungen 1 in diese hineingeführt wird. Dabei greifen die Rollen 14 des Rollenkranzes 13 fortlaufend unter Zwischenschaltung der Stapelabschnitte in die Vertiefungen 2 ein und heben sich von   diesen    nach einem gewissen Drehungswinkel des Kranzes 13 wieder ab. An der Abnahmestelle des vorgehärteten Profilbandes 15 ist der Trommel 1 ein weiterer sich im Gegenuhrzeigersinn drehender Rollenkranz 16 nachgeschaltet, mittels des sen die quergewellte Bahn 15 zu dem Härtungsofen 17 hin umgelenkt wird.

   Dabei greifen die Rollen 18 des Rollenkranzes 16 ebenfalls wieder in die Vertiefungen 4 ein und fördern so die Abnahme des Bandes 15 von der Trommelumfangsfläche.



   In Fig. 2 weist die Trommelumfangsfläche Öffnungen 3 auf, in die der Stapel abschnittsweise hin   eingezogen wird. Statt der ! Öffnungen 3 können auch    einzelne Einsätze (Matrizen), die mit der Trommel lösbar verbunden sind, vorgesehen sein. Von dieser Alternative wird man vor allem dann Gebrauch machen, wenn komplizierter ausgebildete Formteile hergestellt werden sollen. Die Stapelabschnitte werden während der Verformung durch die Rahmen 19 gegen die Bünde 20 der Öffnungen 3 festgespannt.



  Durch die der Trommel 1 vorgeschaltete Rolle 21 wird der Stapel 12 aus seiner Transportrichtung umgelenkt und unter einem kleinen Winkel der Trommelumfangsfläche zugeführt. Der Stapel 12 wird durch das Walzenpaar 22, 22' kontinuierlich der Trommel 1 zugeleitet. Hierbei dient die Walze 22 gleichzeitig zum Umlenken der von der Rolle 23 fortlaufend abgezogenen Trennfolie 24, die die Oberseite des harzgetränkten Verstärkungsmaterials abdeckt.



  Durch das Walzenpaar 22,   22' wird    gleichzeitig in den Stapel eingeschlossene Luft und überflüssiges Harz herausgepresst.



   Die Arbeitsweise der Vorrichtung läuft folgendermassen ab:
Der fertige Stapel 12 gelangt durch Umlenkung vermittels des Rollenkranzes 13 (Fig. 1) bzw. der Rolle 21 (Fig. 2) auf die Umfangsfläche der Trommel 1. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 legt sich dabei der Stapel unter Einwirkung der Rollen 14 in die Vertiefungen 2 und wird dort vermittels des an die Kammern 10 angelegten und durch die Löcher 4 wirksamen Vakuums gegen die Wandungen der Vertiefungen 2 gedrückt. Beim Weiterdrehen der mechnisch angetriebenen Trommel 1 gelangen die verformten Stapelabschnitte unter den Einfluss der Wärmestrahler 11, wodurch das Kunstharz vorgehärtet wird.

   Nachdem die Stapelabschnitte den letzten Wärmestrahler 11 passiert haben, werden sie unter dem Einfluss des an die Kammern angelegten   tSberdruk-    kes von dem Rollenkranz 16 abgenommen und in eine zu dem Aushärtungsofen 17 führende Transportvorrichtung umgelenkt.



   Die Arbeitsweise der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung spielt sich analog   ab,    mit dem wesentlichen Unterschied, dass hier die Stapelabschnitte zur Bildung von Lichtkuppeln in die Öffnung 3 auf der   Trommelumfangsfläche    durch das angelegte Vakuum hineingezogen werden, wobei der Rand der Stapelabschnitte durch den Pressrahmen 19 festgehalten wird.



  Nach der Vorhärtung der Formteile werden die Rahmen 19 gelöst und die Formteile von der Trommelumfangsfläche abgenommen und dem Nachhärtungsofen 17 zugeführt.



   Es können auch Verstärkungseinlagen aus Glasoder Textilfäden in Gewebe- oder Mattenform vorgesehen werden.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Profilbahnen und Formteilen aus durch Folien abgedeckten Bahnen von mit flüssigem härtbarem Kunstharz getränktem Fasermaterial, dadurch gekennzeich- net, dass man die getränkte Bahn fortlaufend dem Umfang einer sich drehenden Trommel zuführt, deren Umfangsfläche den gewünschten Profilen bzw.

   Formteilen entsprechende Vertiefungen bzw. Offnun- gen aufweist, dass man die getränkte Bahn vermittels eines durch die Wandungen der Vertiefungen bzw. unter den Öffnungen wirksamen Unterdrucks in diese hineinzieht, dass man der getränkten Bahn auf der Trommel Wärme zum mindestens teilweisen Aushärten des Kunstharzes zuführt, und dass man die Bahn durch den Unterdruck so lange auf der Trommel festhält, bis das Kunstharz zum formstabilen Zustand ausgehärtet ist.

   PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine umlaufende Trommel mit der gewünschten Profilierung der getränkten Bahn oder den Formteilen entsprechenden Vertiefungen bzw. Öffnungen auf dem Trommelumfang, welche Vertiefungen bzw. Öffnungen auf einer Teilumfangszone dieser Trommel von deren Innerem her an Vakuum anschliessbar sind.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass für die Abdeckfolie und die getränkte Faserbahn dehnbare Werkstoffe verwendet werden.

   2. Vorrichtung nach Patentanspruch II mit einer gewellten Trommelumfangsfläche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um die getränkte Bahn in deren Auflaufzone in die Wellungen der Trommeloberfläche einzulegen.

   3. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegemittel aus einem Rollenkranz bestehen.

   4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen bzw. Öffnungen der Trommelumfangsfläche in einer zweiten Umfangszone an vom Trommelinnern her wirksamen, ein Abheben der geformten Bahn bewirkenden Uber- druck anschliessbar sind.

   5. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der Abhebezone Mittel zum Weiterbefördern der abgehobenen Bahn vorgesehen sind.

   6. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterbeförderungsmittel aus einem Rollenkranz bestehen.

   7. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die getränkte Bahn über den Vertiefungen durch Rahmen festspannbar ist.

   8. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen in der Trom melumfangsfläche durch mit der Trommel lösbar verbundene Einsätze gebildet sind.