DE102010061311A1 - Plastic component has main portion that is in shape of cubic, cylindrical, profiled or polygonal, and overload protection element provided with axles - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Bauteile aus Kunststoff-Recyclat mit einer Überlastsicherung für den Fall, dass ein zufälliger oder ein durch Überlastung entstehender Bruch des Bauteiles auftritt, wobei die Überlastsicherung ein Auseinanderfallen der Bruchstücke verhindern soll.The invention relates to components made of plastic recyclate with an overload protection in the event that a random or caused by overloading breakage of the component occurs, the overload protection to prevent falling apart of the fragments.
Die Herstellung voluminöser Bauteile aus Kunststoff-Recyclat ist bekannt. Bekannt sind auch die Nachteile der angewendeten Verfahren, vor allem die Gefahr der Ausbildung von Blasen und Lunkern durch gasendes Kunststoff-Recyclat.The production of bulky components made of plastic recyclate is known. Also known are the disadvantages of the methods used, especially the risk of the formation of bubbles and voids by gassing plastic recyclate.
Es ist bekannt, dass Blasen und Lunker vor allem durch dem Recyclat anhaftende Feuchtigkeit und verschiedene fremde Reststoffe entstehen. Feuchtigkeit und Reststoffe werden beim Plastifizierungsprozess im Extruder über den Siedepunkt bzw. die Gasungstemperatur erhitzt, sodass beim Eintritt in die Form und der damit einhergehenden Entspannung der Formmasse eine Expansion enthaltener Gasblasen auftritt.It is known that bubbles and voids are mainly caused by the recyclate adhering moisture and various foreign residues. Moisture and residues are heated above the boiling point or the gassing temperature during the plasticization process in the extruder, so that an expansion of contained gas bubbles occurs on entry into the mold and the associated relaxation of the molding compound.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist in
Bei den so hergestellten Bauteilen besteht deshalb ein Risiko, dass sie in ihren Festigkeitskennwerten stärkeren Schwankungen unterliegen, als nach üblichen Verfahren aus reinen Ausgangsstoffen erzeugte Teile.The components produced in this way therefore run the risk of being subject to greater fluctuations in their strength characteristics than parts produced from pure starting materials by conventional methods.
Es wäre möglich durch entsprechend große Dimensionen der Teile Risiken einer Überlastung auszuschließen. Letztlich wäre dies allerdings unökonomisch.It would be possible by correspondingly large dimensions of the parts to exclude risks of overloading. Ultimately, this would be uneconomical.
Um das Risiko etwaiger zufälliger Brüche zu vermindern oder bei Überlastungs brüchen zu verhindern, dass die Bruchstücke der Teile auseinander fallen, sind keine Lösungen bekannt.In order to reduce the risk of accidental breaks or to prevent overburden fractures that the fragments of the parts fall apart, no solutions are known.
Das Fehlen entsprechender Lösungen ist insbesondere deshalb von Nachteil, da Teile, die durch ein Druckintrusionsverfahren aus Kunststoff-Recyclat erzeugt werden, in vielen Fällen herkömmliche Bauteile ersetzen könnten. Dem stehen jedoch in Einzelfällen Bau- und Zulassungsvorschriften entgegen.The lack of appropriate solutions is particularly disadvantageous because parts that are produced by a Druckintrusionsverfahren made of plastic recyclate, could replace conventional components in many cases. In individual cases, however, this is precluded by construction and licensing requirements.
Im Besonderen betrifft dies Bahnschwellen, wobei die herkömmlichen Holz- und Betonschwellen durch solche aus Kunststoff-Recyclat ersetzt werden können. Dies ist wegen Bauvorschriften der Bahngesellschaften derzeit nicht möglich.In particular, this concerns railway sleepers, whereby the conventional wooden and concrete sleepers can be replaced by those of plastic recyclate. This is currently not possible because of building regulations of the railway companies.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Bauteil vorzuschlagen, das den Bestimmungen der Bahngesellschaften entspricht, indem es eine Überlastungssicherung vorsieht. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, Elemente und Anordnungen vorzuschlagen, mit denen eine solche Überlastungssicherung bei Bauteilen beliebiger Verwendung ausgeführt werden kann. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Kunststoff-Recyclat mit Überlastungssicherungen vorzuschlagen.It is therefore an object of the invention to propose a component that complies with the provisions of railway companies by providing an overload protection. It is another object of the invention to provide elements and arrangements with which such overload protection can be performed in components of any use. Furthermore, it is an object of the invention to provide methods for producing components made of plastic recyclate with overload fuses.
Diese oben stehende Aufgabe wird gelöst mit einem Bauteil aus Kunststoff-Recyclat mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Schutzanspruches 1 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes dieses Schutzanspruches. Neben- und nachgeordnete Schutzansprüche beschreiben Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bauteils aus Kunststoff-Recyclat, die jedoch den Schutzbereich nicht auf diese beschränken.This above object is achieved with a component made of plastic recyclate with the features of the characterizing part of the protection claim 1 in conjunction with the features of the preamble of this protection claim. Secondary and secondary protection claims describe embodiments of the inventive component made of plastic recyclate, but do not limit the scope of protection on this.
In der nachstehenden Beschreibung, den Ausführungsbeispielen und den Patentansprüchen werden die verwendeten Begriffe mit folgendem Bedeutungsinhalt verwendet:
Kunststoff-Recyclat – ist ein Gemisch von Kunststoffresten, wie Foliereste, Verpackungsreste, Reste technischer Kunststoffteile und dergleichen, wobei das Gemisch auch Fremdbestandteile, Bestandteile von so genannten technischen oder Konstruktionsplastwerkstoffen sowie Anhaftungen von Inhaltsresten und dergleichen enthalten kann. Bestandteile der Recyclat-Kunststoffmassen sind vor allem LDPE, HDPE, PP, PS und gegebenenfalls ABS.In the following description, the working examples and the claims, the terms used are used with the following meaning:
Recycled plastic - is a mixture of plastic residues, such as film residues, packaging residues, residues of technical plastic parts and the like, wherein the mixture may also contain impurities, components of so-called technical or construction plastic materials as well as residues of residues and the like. Components of the recycled plastic materials are above all LDPE, HDPE, PP, PS and optionally ABS.
Überlastsicherung – ist ein Element, das dazu dient, die Bauteilfestigkeit zu erhöhen, wenigstens aber dafür sorgt, dass im Fall eines Bruches die Bruchstücke noch für einige Zeit zusammengehalten werden.Overload protection - is an element that serves to increase component strength, but at least ensures that, in the event of breakage, the fragments are held together for some time.
Bauteil – ist ein geometrischer Körper, dem eine Überlastsicherung zugeordnet ist und der aus Kunststoff-Recyclat durch Druckintrusion geformt ist.Component - is a geometric body, which is assigned an overload protection and which is formed from plastic recyclate by pressure intrusion.
Nach der Erfindung wird ein Bauteil aus Kunststoff-Recyclat in einer Intrusionsform ausgeformt. Dabei wird eine Überlastsicherung in die Intrusionsform eingebracht und von der einfließenden Formmasse vollständig umschlossen.According to the invention, a component made of plastic recyclate is formed in an intrusive form. In this case, an overload protection is introduced into the intrusion mold and completely enclosed by the inflowing molding material.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann vorsehen, dass in dem ausgeformten Teil ein Tunnel oder eine Einschnürung ausgeformt wird und die Überlastsicherung nach dem Ausformen mit dem Formteil verbunden wird. A further embodiment of the invention can provide that a tunnel or a constriction is formed in the molded part and the overload protection is connected to the molded part after the molding.
Im Fall eines Tunnels kann die Überlastsicherung eine Spindel sein, die endseitig verschraubt oder verstemmt ist.In the case of a tunnel, the overload protection may be a spindle which is screwed or caulked at the end.
Werden Einschnürungen im Profil des Bauteils vorgesehen, kann eine Umreifung oder eine Einspannung in einem Rahmen als Überlastsicherung ausgeführt sein.If constrictions are provided in the profile of the component, strapping or clamping in a frame can be designed as an overload protection.
Gewöhnlich werden jedoch Ausführungsformen bevorzugt, bei denen das die Überlastsicherung gebende Element oder eine Mehrzahl davon beim Intrusionsvorgang in das auszuformende Bauteil integriert werden.However, embodiments are usually preferred in which the overload protection element or a plurality of them are integrated during the intrusion process in the auszuformende component.
Die Überlastsicherung kann im Bauteil symmetrisch, asymmetrisch, überkreuzt oder in räumlicher Verteilung angeordnet sein. Abhängig von der Art des auszuformenden Bauteils kann eine Überlastsicherung so ausgelegt sein, dass sie das Bauteil in einer Achse oder auch in mehreren Achsen gegen Überlastungen und Brüche sichert.The overload protection can be arranged in the component symmetrical, asymmetrical, crossed or in spatial distribution. Depending on the type of component to be formed, an overload protection can be designed so that it secures the component in an axis or in several axes against overloads and fractures.
Das in das Bauteil eingeformte, die Überlastsicherung bildende Element kann eine Schnur, eine Knotenschnur, ein Seil, ein Netz, ein textiles Flächengebilde, eine Kette, Bewehrungsstahl, Spannstahl oder eine Spindel sein.The overload protection element formed in the component may be a cord, a cord, a rope, a net, a fabric, a chain, reinforcing steel, prestressing steel or a spindle.
Die oben beschriebenen Elemente können zur Erreichung eines erhöhten Formschlusses im Bereich ihrer Enden oder auch in ihrem Verlauf eine Verdickung, einen Knoten, eine Schlaufe, einen Knebel, eine Biegung, ein Gewindeende oder einen unregelmäßigen Verlauf haben. So wird sichergestellt, dass unabhängig von der Art einer möglichen Zerstörung des Bauteils ein Zusammenhalt der Bruchstücke bis zum Ersatz des Bauteils sichergestellt ist.The elements described above may have a thickening, a knot, a loop, a toggle, a bend, a threaded end or an irregular course to achieve an increased positive engagement in the region of their ends or in their course. This ensures that, regardless of the type of possible destruction of the component, a cohesion of the fragments is ensured until replacement of the component.
Das mit den oben beschriebenen Mitteln und nach den beschriebenen Ausgestaltungsformen ausgerüstete Bauteil kann eine Bahnschwelle, ein Träger, eine Diele, ein Hohlprofil, ein Mast oder ein Pfahl sein.The component equipped with the means described above and the embodiments described may be a railway sleeper, a carrier, a board, a hollow profile, a mast or a pile.
Ist die Überlastsicherung asymmetrisch angeordnet und wurde sie zugleich unter Vorspannung eingeformt, kann die Gestaltfestigkeit des Bauteils über die Werkstoffkennwerte des Bauteils hinaus noch erhöht werden.If the overload protection is arranged asymmetrically and at the same time it was formed under prestressing, the structural strength of the component can be increased beyond the material characteristics of the component.
Das Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit einer Überlastsicherung mit den oben beschriebenen Eigenschaften und Ausgestaltungsformen sieht vor, dass in einem ersten Arbeitsschritt in eine Intrusionsform eine Überlastsicherung eingelegt wird. Die eingelegte Überlastsicherung wird an ihren Enden fixiert, damit die einströmende Formmasse keine ungewollten Lageänderungen der Überlastsicherung. bewirkt.The method for producing a component with an overload protection with the above-described properties and embodiments provides that in an initial step in an intrusive form an overload protection is inserted. The inserted overload protection is fixed at their ends, so that the incoming molding compound no unwanted changes in position of the overload protection. causes.
Nach dem Einlegen der Überlastsicherung wird in einem nachfolgenden Arbeitsschritt die Intrusionsform geschlossen und mit einer Fülleinrichtung verbunden.After inserting the overload protection, the intrusion mold is closed and connected to a filling device in a subsequent step.
Danach wird die Form über ein Druckintrusionsverfahren gefüllt und bei Erreichen des maximalen Füllungsgrades der Druck noch wesentlich erhöht, damit die Form vollständig ausgefüllt und Blasen und Lunker weitgehend vermieden werden. In diesem Zustand wird nachfolgend die Intrusionsform verschlossen und von der Fülleinrichtung abgenommen.Thereafter, the mold is filled via a Druckintrusionsverfahren and increased significantly when reaching the maximum degree of filling the pressure, so that the mold completely filled and bubbles and voids are largely avoided. In this state, the intrusive mold is subsequently closed and removed from the filling device.
Im Anschluss daran wird mit der gefüllten Form ein Abkühlungszyklus ausgeführt, wobei je nach Erfordernis das Bauteil im teil- oder vollständig abgekühlten Zustand der Form entnommen wird.Subsequently, a cooling cycle is carried out with the filled mold, wherein the component is removed in the partially or fully cooled state of the mold as required.
Eine Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass nach dem Einlegen und der Lagefixierung der Überlastsicherung eine erhöhte Zugspannung derselben eingestellt wird.An embodiment of the method provides that after inserting and fixing the position of the overload protection an increased tension of the same is set.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Ausführungsbeispiele und Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to some embodiments and drawings. Showing:
Ein quaderförmiges Bauteil
Die Überlastsicherung
Die Überlastsicherung
Eine Überlastsicherung, wie sie
An ihren Enden
Es ist möglich, auch eine Mehrzahl Überlastsicherungen in ein quaderförmiges Bauteil einzubringen.
Auf der Intrusionsseite eines solchen quaderförmigen Bauteils
Unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Fixierungspunkte können verschiedene Verläufe der Überlastsicherungen realisiert werden. Sie können diagonal, v-förmig, x-förmig oder im Zentrum des quaderförmigen Bauteils
Bei einem quaderförmigen Bauteil
Die Überlastsicherung
Es ist ebenso möglich, Überlastsicherungen in Bauteile einzubringen, die nicht quaderförmig sind.It is also possible to introduce overload protection in components that are not parallelepipedic.
Ebenso ist es möglich, Überlastsicherungen in Bauteile einzubringen, die eine Hohlform haben. Hierbei können die einzusetzenden Mittel in Abhängigkeit von der Wandstärke der Hohlform und den technischen Anforderungen aus dem oben beschriebenen Spektrum der Mittel gewählt werden.It is also possible to introduce overload protection in components that have a hollow shape. Here, the means to be used can be selected depending on the wall thickness of the mold and the technical requirements of the range of means described above.
Wird dabei gleichzeitig mit Vorspannung gearbeitet, können Gestaltabweichungen, zum Beispiel Abweichungen von der Geradheit, solcher Bauteile durch gezieltes Erzeugen von Spannungszuständen verhindert oder auch ausgeglichen werden.If this is done simultaneously with bias, shape deviations, for example, deviations from the straightness, such components can be prevented by targeted generation of stress states or even compensated.
Die Erfindung hat also den Vorteil, dass sie eine Möglichkeit schafft, durch Druckintrusion geformte Bauteile aus Kunststoff-Recyclat mit einer integrierten Überlastsicherung zu versehen. Sie hat weiter den Vorteil, dass sie Verfahren vorschlägt, mit denen solche Überlastsicherungen beim Formgebungsprozess in die Bauteile integrierbar sind.The invention thus has the advantage that it provides a way to provide molded plastic recyclate components by pressure intrusion with an integrated overload protection. It also has the advantage that it proposes methods with which such overload protection can be integrated into the components during the molding process.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Quaderförmiges BauteilRectangular component
- 22
- ÜberlastsicherungOverload protection
- 33
-
Ende der Überlastsicherung [
2 ]End of the overload protection [2 ] - 44
-
Ende der Überlastsicherung [
2 ]End of the overload protection [2 ] - 55
- Knotennode
- 66
- Knotennode
- 77
- Obere EbeneUpper level
- 88th
- Mittlere EbeneMiddle level
- 99
- Untere EbeneLower level
- 1010
- Linke EbeneLeft level
- 1111
- Mittlere EbeneMiddle level
- 1212
- Rechte EbeneRight level
- 1313
- Quaderförmiges BauteilRectangular component
- 1414
- Angusssprue
- 1515
- Befestigungspunktattachment point
- 1616
- Quaderförmiges BauteilRectangular component
- 1717
- ÜberlastsicherungOverload protection
- 1818
- Arretierunglock
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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