CH654506A5 - Process for producing components from polymer concrete - Google Patents

Description

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Polymerbeton, insbesondere von Maschinenständern, wobei eine Mischung aus flüssigen Monomeren, die unter exothermer Reaktion zu einem Kunststoff reagieren, Zuschlagstoffen und eines Polymerisationsstarters, in eine Giessform eingefüllt und zur Polymerisation gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das nach dem Vergiessen der Mischung und nach Ablauf der exothermen Reaktion gebildete Bauteil durch Wärmezufuhr von Aussen wieder erwärmt und nach einer bestimmten Haltezeit der Temperatur kontrolliert abgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmezufuhr erfolgt, während das Bauteil sich in der Giessform befindet.

3. Verfahren nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmezufuhr nach dem Entformen des erkalteten Bauteiles erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschlagstoffe vor dem Einfüllen erwärmt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Form zusätzlich vorgewärmt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil mit einem Temperaturgradienten von 2 bis 10 C pro Stunde auf eine Temperatur von mindestens 60 C, jedoch höchstens auf eine Temperatur die 40 C über der maximalen Gebrauchstemperatur liegt, erwärmt wird und bis zu 6 Stunden auf dieser Temperatur gehalten wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil mit einem Temperaturgradienten von 1 bis 5 C pro Stunde abgekühlt wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen, insbesondere von Maschinenständern aus Polymerbeton, wie es im Oberbegriff von Anspruch 1 gekennzeichnet ist.

Die Herstellung von Bauteilen, insbesondere von Maschinenständern für Werkzeugmaschinen aus Polymerbeton ist bekannt (z. B. EPA-A2- 0046 272).

Es hat sich jedoch gezeigt, dass Eigenspannungen und/ oder eine nicht vollständig abgeschlossene Polymerisation bei Bauteilen aus Polymerbeton beim Auftreten von erhöhten Temperaturen zu Verzug und Massabweichungen im k Bereich führen. Insbesonders bei Maschinenständern für Werkzeugmaschinen sind derartige Veränderungen unerwünscht, da sie zur Verschlechterung der Werkstück Herstellgenauigkeit der Werkzeugmaschine führen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung richtet sich auf ein Verfahren der eingangs genannten Art, mittels welchem das Entstehen bleibender Deformationen bzw. Massänderungen bei Erwärmung der Bauteile aus Polymerbeton wesentlich reduziert bzw. verhindert werden sollen.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mittels den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Verfahrensmerkmale sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Durch die Erwärmung des Bauteils zusätzlich zu der exothermen Reaktion bei der Polymerisation werden die im Bauteil vorhandenen Eigenspannungen durch kaltes Fliessen der Matrix abgebaut und/oder eingefrorene Reaktivität aus- reagiert.

Die Zufuhr der Wärme kann gemäss Anspruch 2 erfolgen, wenn sich das Bauteil noch in der Form befindet, wobei diese noch während oder nach Beendigung der exothermen Reaktion bzw. auch noch während oder nach Beendigung der Erstarrung des Bauteiles erfolgen kann.

Gemäss Anspruch 3 kann das abgekühlte und erstarrte Bauteil aus der Form entnommen und nachträglich einer Wärmezufuhr ausgesetzt werden, wobei es anschliessend nach einer bestimmten Haltezeit der Temperatur kontrolliert abgekühlt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.

Beispiel 1 Zur Herstellung eines Bauteiles mit hohen Anforderungen an die Form und Massstabilität während dessen Gebrauchs, z. B. eines Werkzeugmaschinenständers, wird eine Mischung eines Kunstharzes, wie z. B. ein Methylmethacrylatharz, mit Dimethylanilin als Beschleuniger und mit Zuschlag- bzw. Füllstoffen, wie z. B. Sand, Kies, Schotter oder ähnlichen Materialien unter Zugabe eines Polymerisationsstarters bzw. eines Startersystems, wie z. B. Benzoylperoxid oder einem organischen Peroxyd und einem aromatischen tertiären Amin hergestellt in eine Giessform entsprechend der Form des Bauteiles eingefüllt und vorzugsweise durch Vibration verdichtet. Der Zuschlagstoff kann auch vor Herstellung der Mischung zusätzlich erwärmt werden, und/oder es kann die gesamte Form erwärmt werden.

Hierbei setzt die Polymerisation des Kunstharzes ein, wobei aus den flüssigen Monomeren das die Festigkeit des Bauteiles ergebende Polymernetzwerk entsteht und gleichzeitig dabei eine exotherme Reaktion abläuft. Noch während oder nach dem Ablauf der exothermen Reaktion kann von aussen, z. B. durch eine heizbare Giessform, Wärme zugeführt werden. Dies fördert bzw. setzt eine unterbrochene Polymerisation wieder in Gang.

Das Bauteil kann dabei auf eine Temperatur, welche in einem Bereich zwischen einer Temperatur von 60 C und einer Temperatur welche 40 - C über der maximalen Gebrauchs- temperatur liegt gebracht und bis zu 6 Stunden auf dieser Temperatur gehalten werden. Die Aufheizung erfolgt mit einem Temperaturgradienten von 2 bis 10 C/Std. im Formteil.

Anschliessend erfolgt eine gezielt gesteuerte Abkühlungsphase, wobei im Bauteil mit einem Temperaturgradienten von 1 bis 5 C/h abgekühlt wird, welcher z. B. durch die Formheizung bzw. eine Kühlung steuerbar ist.

Danach kann das erkaltete und erstarrte Bauteil entformt werden.

Beispiel 2 Bei dieser Verfahrensvariante wird das Bauteil ohne zusätzliche Wärmezufuhr in der Giessform hergestellt, so dass es nach dem normalen Ablauf der Polymerisation und der Erstarrung aus der Form entnommen wird. Anschliessend oder nach einem gewissen Zeitraum wird das Bauteil erwärmt, was z. B. in einem Temper-Ofen erfolgen kann.

Erwärmungstemperatun Zeitdauer und Ablauf der kontrollierten Abkühlung können dabei entsprechend den in Beispiel 1 angegebenen Angaben erfolgen.

Durch die sogenannte Temperung des Bauteils aus Polymerbeton werden die Eigenspannungen abgebaut und es können keine bzw. nur unerheblich bleibende Massänderungen des Bauteiles bei Temperaturänderungen während dessen Verwendung entstehen. welche über den durch den sehr niedrigen Wärme-Ausdehnungskoeffizienten entstehenden Massänderungen liegen.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Polymerbeton, insbesondere von Maschinenständern, wobei eine Mischung aus flüssigen Monomeren, die unter exothermer Reaktion zu einem Kunststoff reagieren, Zuschlagstoffen und eines Polymerisationsstarters, in eine Giessform eingefüllt und zur Polymerisation gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das nach dem Vergiessen der Mischung und nach Ablauf der exothermen Reaktion gebildete Bauteil durch Wärmezufuhr von Aussen wieder erwärmt und nach einer bestimmten Haltezeit der Temperatur kontrolliert abgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmezufuhr erfolgt, während das Bauteil sich in der Giessform befindet.

3. Verfahren nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmezufuhr nach dem Entformen des erkalteten Bauteiles erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschlagstoffe vor dem Einfüllen erwärmt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Form zusätzlich vorgewärmt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil mit einem Temperaturgradienten von 2 bis 10 C pro Stunde auf eine Temperatur von mindestens 60 C, jedoch höchstens auf eine Temperatur die 40 C über der maximalen Gebrauchstemperatur liegt, erwärmt wird und bis zu 6 Stunden auf dieser Temperatur gehalten wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil mit einem Temperaturgradienten von 1 bis 5 C pro Stunde abgekühlt wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen, insbesondere von Maschinenständern aus Polymerbeton, wie es im Oberbegriff von Anspruch 1 gekennzeichnet ist.

Die Herstellung von Bauteilen, insbesondere von Maschinenständern für Werkzeugmaschinen aus Polymerbeton ist bekannt (z. B. EPA-A2- 0046 272).

Es hat sich jedoch gezeigt, dass Eigenspannungen und/ oder eine nicht vollständig abgeschlossene Polymerisation bei Bauteilen aus Polymerbeton beim Auftreten von erhöhten Temperaturen zu Verzug und Massabweichungen im k Bereich führen. Insbesonders bei Maschinenständern für Werkzeugmaschinen sind derartige Veränderungen unerwünscht, da sie zur Verschlechterung der Werkstück Herstellgenauigkeit der Werkzeugmaschine führen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung richtet sich auf ein Verfahren der eingangs genannten Art, mittels welchem das Entstehen bleibender Deformationen bzw. Massänderungen bei Erwärmung der Bauteile aus Polymerbeton wesentlich reduziert bzw. verhindert werden sollen.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mittels den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Verfahrensmerkmale sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Durch die Erwärmung des Bauteils zusätzlich zu der exothermen Reaktion bei der Polymerisation werden die im Bauteil vorhandenen Eigenspannungen durch kaltes Fliessen der Matrix abgebaut und/oder eingefrorene Reaktivität aus- reagiert.

Die Zufuhr der Wärme kann gemäss Anspruch 2 erfolgen, wenn sich das Bauteil noch in der Form befindet, wobei diese noch während oder nach Beendigung der exothermen Reaktion bzw. auch noch während oder nach Beendigung der Erstarrung des Bauteiles erfolgen kann.

Gemäss Anspruch 3 kann das abgekühlte und erstarrte Bauteil aus der Form entnommen und nachträglich einer Wärmezufuhr ausgesetzt werden, wobei es anschliessend nach einer bestimmten Haltezeit der Temperatur kontrolliert abgekühlt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.

Beispiel 1 Zur Herstellung eines Bauteiles mit hohen Anforderungen an die Form und Massstabilität während dessen Gebrauchs, z. B. eines Werkzeugmaschinenständers, wird eine Mischung eines Kunstharzes, wie z. B. ein Methylmethacrylatharz, mit Dimethylanilin als Beschleuniger und mit Zuschlag- bzw. Füllstoffen, wie z. B. Sand, Kies, Schotter oder ähnlichen Materialien unter Zugabe eines Polymerisationsstarters bzw. eines Startersystems, wie z. B. Benzoylperoxid oder einem organischen Peroxyd und einem aromatischen tertiären Amin hergestellt in eine Giessform entsprechend der Form des Bauteiles eingefüllt und vorzugsweise durch Vibration verdichtet. Der Zuschlagstoff kann auch vor Herstellung der Mischung zusätzlich erwärmt werden, und/oder es kann die gesamte Form erwärmt werden.

Hierbei setzt die Polymerisation des Kunstharzes ein, wobei aus den flüssigen Monomeren das die Festigkeit des Bauteiles ergebende Polymernetzwerk entsteht und gleichzeitig dabei eine exotherme Reaktion abläuft. Noch während oder nach dem Ablauf der exothermen Reaktion kann von aussen, z. B. durch eine heizbare Giessform, Wärme zugeführt werden. Dies fördert bzw. setzt eine unterbrochene Polymerisation wieder in Gang.

Das Bauteil kann dabei auf eine Temperatur, welche in einem Bereich zwischen einer Temperatur von 60 C und einer Temperatur welche 40 - C über der maximalen Gebrauchs- temperatur liegt gebracht und bis zu 6 Stunden auf dieser Temperatur gehalten werden. Die Aufheizung erfolgt mit einem Temperaturgradienten von 2 bis 10 C/Std. im Formteil.

Anschliessend erfolgt eine gezielt gesteuerte Abkühlungsphase, wobei im Bauteil mit einem Temperaturgradienten von 1 bis 5 C/h abgekühlt wird, welcher z. B. durch die Formheizung bzw. eine Kühlung steuerbar ist.

Danach kann das erkaltete und erstarrte Bauteil entformt werden.

Beispiel 2 Bei dieser Verfahrensvariante wird das Bauteil ohne zusätzliche Wärmezufuhr in der Giessform hergestellt, so dass es nach dem normalen Ablauf der Polymerisation und der Erstarrung aus der Form entnommen wird. Anschliessend oder nach einem gewissen Zeitraum wird das Bauteil erwärmt, was z. B. in einem Temper-Ofen erfolgen kann.

Erwärmungstemperatun Zeitdauer und Ablauf der kontrollierten Abkühlung können dabei entsprechend den in Beispiel 1 angegebenen Angaben erfolgen.

Durch die sogenannte Temperung des Bauteils aus Polymerbeton werden die Eigenspannungen abgebaut und es können keine bzw. nur unerheblich bleibende Massänderungen des Bauteiles bei Temperaturänderungen während dessen Verwendung entstehen. welche über den durch den sehr niedrigen Wärme-Ausdehnungskoeffizienten entstehenden Massänderungen liegen.

**WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.