DE102015015227A1

DE102015015227A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststoffprofils

Info

Publication number: DE102015015227A1
Application number: DE102015015227.0A
Authority: DE
Inventors: Klaus Jansen
Original assignee: Thomas GmbH and Co Technik and Innovation KG
Current assignee: Thomas GmbH and Co Technik and Innovation KG
Priority date: 2015-11-11
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2017-05-11
Also published as: WO2017080638A1; CN108472886A; RU2018120549A

Abstract

Kunststoffprofile werden überwiegend durchgehend in einem Strang mittels Pultrusion hergestellt. Dazu wird eine Vielzahl von Fasern durch eine Form geführt. Das die Form verlassende, ausgehärtete Kunststoffprofil wird durch eine, in Herstellungsrichtung betrachtet, vor der Form angeordneten Abzieheinrichtung durch die Form gezogen und dabei gleichzeitig abtransportiert. Dadurch lassen sich bei bekannten Verfahren nur Kunststoffprofile mit einer ebenen Oberfläche bilden. Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffprofilen (10) mit einer äußeren Wendel (12). Dazu ist es vorgesehen, dass eine Form (14) rotatorisch um das in der Form (14) gebildete Kunststoffprofil (10) gedreht wird und dabei eine axiale Relativbewegung des Kunststoffprofils (10) gegenüber der Form (14) stattfindet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffprofils mit mindestens einer äußeren Wendel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststoffprofils mit mindestens einer äußeren Wendel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Kunststoffprofile aus Kunststoff und einer durchgehenden Verstärkung aus Fasern, Geweben und/oder Gewirken, die in den Kunstsoff eingebettet sind, werden überwiegend durchgehend in einem Strang hergestellt. Dieses geschieht üblicherweise im Pultrusionsverfahren. Dazu wird der mindestens eine Strang durch eine Form hindurchgeführt. In oder vor der Form kann der Strang mit flüssigem Kunststoff versehen werden, der anschließend in der Form aushärtet. Das die Form verlassende, ausgehärtete Kunststoffprofil wird durch eine, in Herstellungsrichtung betrachtet, vor der Form angeordneten Abzieheinrichtung durch die Form gezogen und dabei gleichzeitig abtransportiert. Dadurch, dass das Kunststoffprofil von der Abzieheinrichtung durch die Form gezogen wird, lassen sich bei bekannten Verfahren der beschriebenen Art, insbesondere bei bekannten Pultrusionsverfahren, nur Kunststoffprofile mit einem durchgehenden, gleichen Querschnitt, dass heißt einer ebenen Oberfläche, bilden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von profilierten Kunststoffprofilen, bzw. Kunststoffprofile mit einer äußeren Wendel zu schaffen.
Ein Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 1 auf. Demnach ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Form wenigstens zweitweise rotatorisch um das in der Form gebildete Kunststoffprofil gedreht wird und dabei eine axiale Relativbewegung des Kunststoffprofils gegenüber der Form stattfindet. Bei der rotatorischen, axialen Bewegung wird die Verstärkung, insbesondere die Stränge, Gewebe und/oder dergleichen in ein hinteres Ende der Form eingeführt bzw. hineingezogen. Durch die wendelartige Gestalt, insbesondere durch ein Innengewinde in der Form wird somit die Verstärkung innerhalb der Form zu einem Kunststoffprofil mit einer äußeren Wendel ausgebildet. Dabei ist es denkbar, dass der Verstärkung direkt vor dem Einführen in die Form bzw. in der Form flüssiger Kunststoff zugeführt wird, damit das Profil nach dem Aushärten des Kunststoffes eine entsprechende Härte/Festigkeit aufweist. Das durch diese Verfahren gebildete eine Wendelung aufweisende Kunststoffprofil kann beispielsweise als Rebar zur Verstärkung von Betonstrukturen verwendet werden. Die Anwendung der Kunststoffprofile soll allerdings hierauf nicht eingeschränkt werden.
Insbesondere kann es des Weiteren vorgesehen sein, dass die Form periodisch rotatorisch auf dem, insbesondere stillstehenden, Kunststoffprofil gedreht und/oder periodisch translatorisch auf dem, insbesondere stillstehenden, Kunststoffprofil bewegt wird. Während die Form sich periodisch, taktweise relativ zu dem Kunststoffprofil dreht und dabei insbesondere entgegen der Herstellungsrichtung des Kunststoffprofils, axial bewegt wird, sind die einzuführenden Verstärkungen, insbesondere die Stränge, Gewebe oder dergleichen unter Spannung zu halten, damit diese nicht der Drehung der Form folgen sondern über die Form ”rutschen”. Vielmehr kann es vorgesehen sein, dass durch das Spannen der Verstärkungen diese geradezu gezwungen werden, über die Form zu rutschen. Je nach Ausgestaltung und Anforderungen an das zu bildende Kunststoffprofil kann die Verstärkung zumindest teilweise schräg oder von der Achse des Profils leicht versetzt in die Form eingeführt werden. Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass die Verstärkung sich zusammen mit der Form und/oder zusammen mit dem Kunststoffprofil dreht. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass mindestens die das Innere des Profils bildende Fasern mit der Form mitgedreht werden, damit diese in dem Profil unidirektional ausgerichtet sind. Diese Unidirektionalität der inneren Fasern tragen zur Stabilität des gesamten Profils bei. Die äußeren, die Wendelung des Profils bildenden, Fasern sind eher polydirektional, d. h. ondulierend, ausgerichtet. Aufgrund der rotatorischen Bewegung der Form um das Kunststoffprofil können auch Profile mit mehreren Nestern, insbesondere Formnestern, hergestellt werden. Da sich bei diesem Verfahren nicht notwendigerweise alle Fasern bzw. Materialdepots während der Herstellung des Kunststoffprofils rotatorisch mit der Form um das Profil drehen müssen, können auch mehrere Formnester parallel auf einer Vorrichtung bzw. einer Maschine genutzt werden. Dadurch lässt sich die Produktivität des Verfahrens erheblich erhöhen.
Während der Herstellung des Kunststoffprofils schraubt sich die Form periodisch, taktweise über geringe Drehwinkelbereiche entgegen der Herstellungsrichtung über die Verstärkung. Dadurch, dass sich die Form über die Verstärkung bzw. über das in der Form gebildete Kunststoffprofil dreht, erfolgt stets eine gleichermaßen periodische translatorische Bewegung der Form relativ zum Kunststoffprofil, und zwar entgegen der Herstellungsrichtung. Ein Vorteil dieses periodisch, taktweise erfolgenden Herstellungsverfahrens des Kunststoffprofils besteht darin, dass die Zeit zum Aushärten des Kunststoffes innerhalb der Form verlängert wird. Um das Aushärten des Profils weiter zu beschleunigen, kann es vorgesehen sein, dass das Profil während der Pultrusion mittels eines Lasers erwärmt bzw. erhitzt wird.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der periodischen, taktweisen Bewegung der Form kann im Wesentlichen darin gesehen werden, dass zwischen den Bewegungsabläufen, dass heißt, während Momenten der Ruhe bzw. des Stillstandes der Form, diese in gleichem Maße in Herstellungsrichtung bewegt werden kann, wie sie zuvor entgegen der Herstellungsrichtung bewegt wurde. Auf diese Weise beschreibt die Form in einem absoluten Raum lediglich eine Vor- und Zurückbewegung entlang des Kunststoffprofils, während das Kunststoffprofil während des Herstellungsprozesses durch die Form hindurch wandert.
Bevorzugt kann ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung darin gesehen werden, dass die Form diskontinuierlich bzw. schrittweise in bzw. entgegen des Uhrzeigersinns um das Kunststoffprofil gedreht und diskontinuierlich bzw. schrittweise axial auf dem Kunststoffprofil hin- und herbewegt wird, wobei vorzugsweise nur während einer Rückwärtsbewegung der Form entgegen einer Herstellungsrichtung und nur während des Drehens der Form in eine Richtung eine Relativbewegung der Form zum Kunststoffprofil erfolgt. Das Kunststoffprofil wird nur bei der Bewegung der Form entgegen der Herstellungsrichtung durch die Drehung der Form relativ zum Kunststoffprofil ausgebildet. Beim Vorfahren der Form in Herstellungsrichtung, um die Form in eine Ausgangsstellung zurückzubringen, erfolgt keine Relativbewegung zwischen der Form und dem Kunststoffprofil. Somit erfolgt eine Ausbildung des Kunststoffprofils nur bei Relativbewegung zwischen dem Profil und der Form. Die Schrittweite bzw. die Größe des Winkels, um welchen die Form schrittweise über das Kunststoffprofil gedreht wird, hängt weitestgehend von der Art der Form sowie von dem verwendeten Material ab. Vorzugsweise beträgt der Winkel zwischen 5 und 30 bzw. 5 und 20, insbesondere 5 bis 10 Grad. Die gleichzeitig dabei erfolgende translatorische Bewegung der Form entgegen der Herstellungsrichtung muss der Wendelung der Form angepasst sein. Somit ist die translatorische Bewegung der Form abhängig von der Steigung der Wendelung.
Des Weiteren kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Form entlang des Verlaufs des Kunststoffprofils relativ auf demselben bewegt wird, insbesondere dass die Kunststoffprofile während der Bewegung der Form von mindestens einem Haltemittel festgehalten werden. Dabei ist die Form ausreichend lang zu wählen, so dass nachdem in das hintere Ende der Form die Verstärkung und/oder der flüssige Kunststoff eingeführt wurde, an einem vorderen Ende der Form das wenigstens größtenteils ausgehärtete Kunststoffprofil austritt. Dadurch wird die Bewegung der Form entlang des Kunststoffprofils durch selbiges stabilisiert, indem die Form über das ausgehärtete Kunststoffprofil gedreht wird. Dabei erfolgt eine relative Drehung der Form zu dem Kunststoffprofil nur bei der Ausbildung des Kunststoffprofils entgegen der Herstellungsrichtung. Während des Vorbewegens der Form in Herstellungsrichtung erfolgt keine Relativbewegung zwischen der Form und dem Kunststoffprofil.
In Herstellungsrichtung betrachtet vor der Form bzw. vor dem vorderen Ende der Form ist erfindungsgemäß mindestens ein Haltemittel positioniert. Dieses Haltemittel besteht vorzugsweise aus zwei Hälften, so dass es das fertige Kunststoffprofil erfassen, aber auch freigeben kann. Dabei sind Aufnahmeflächen der Haltemittelhälften derart ausgebildet, dass sie in die Wendelung des Kunststoffprofils greifen oder das Kunststoffprofil ergreifen können, ohne die fertig ausgebildete Wendelung zu beschädigen. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht es vor, dass das Haltemittel ortsfest ist und lediglich die Form relativ zu dem Haltemittel entlang des Kunststoffprofils hin- und herbewegt wird.
Ein bevorzugtes weiterführendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann es vorsehen, dass die Form zum Entformen bzw. Ausstoßen eines neu hergestellten Abschnitts des Kunststoffprofils gegen die Herstellungsrichtung auf dem dabei stillstehend gehaltenen Kunststoffprofil eine bestimmte Strecke zurückbewegt wird, wodurch nach und nach bei jedem Arbeitstakt ein Stück des Kunststoffprofils aus der Form heraustritt. Während das Kunststoffprofil durch das mindestens eine Haltemittel fixiert wird und so jegliche Eigenbewegung des Kunststoffprofils unterbunden wird, dreht sich die Form in der oben beschriebenen Art und Weise über das Kunststoffprofil bzw. über die Verstärkung. Sobald die Form einen vorgegebenen Winkelbereich von beispielsweise 10° abgefahren hat und sich dabei entsprechend zurückbewegt hat, stoppt die Form in ihrer Bewegung. Während dieser Bewegung tritt genau die Länge des ausgehärteten Kunststoffes an dem vorderen Ende aus der Form, die zeitgleich am hinteren Ende der Form in diese hineingeführt wurde.
Bevorzugt kann es ein folgender Fertigungsschritt vorsehen, dass mindestens ein Haltemittel in Phasen, in denen die Form stillsteht, außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil gebracht wird und die Form mit dem Kunststoffprofil in Herstellungsrichtung zum Haltemittel vorbewegt wird, wobei vorzugsweise die Form und das Kunststoffprofil beim Vorbewegen gleichsinnig gedreht werden. Sobald somit das taktweise Erstellen des Kunststoffprofils abgeschlossen ist, stoppt die Bewegung und das Kunststoffprofil bewegt sich mitsamt der Form in Fertigungsrichtung durch das geöffnete Haltemittel. Sobald sich das vordere Ende der Form vor dem geöffneten Haltemittel befindet, stoppt die Bewegung und das Haltemittel erfasst das Kunststoffprofil wieder. Während dieses Vorbewegens der Form mitsamt des Kunststoffprofils wird zusätzliche oder neue Verstärkung von dem Verstärkungsdepot bzw. von der Spulen abgezogen. Dabei ist stets darauf zu achten, dass die Verstärkung eine gewisse Spannung aufweist. Um zu vermeiden, dass während dieses Vorbewegens sich die Struktur bzw. das Muster, mit welchem die Verstärkung, insbesondere die gewebeartige Verstärkung in die Form geführt wird, nicht verändert, kann es erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass sich bem Vorbewegen der Form mitsamt des Kunststoffprofils sowohl die Form als auch das Kunststoffprofil gleichsinnig drehen, und zwar entgegen der vorherigen Drehbewegung. Dabei kann es außerdem auch vorgesehen sein, dass sich das Materialdepot bzw. die Spule der Bewegung anschließt und ebenfalls eine Kreisbahn relativ zu der Achse des Kunststoffprofils beschreibt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass es beim Einführen der Verstärkung in die Form zu ungewollten Stauchungen, Verspannungen oder dergleichen kommt.
Des Weiteren kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass im Anschluss an das Zurückbewegen der Form das sich außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil befindende Haltemittel in die Nähe des vorderen Endes der Form bewegt wird, vorzugsweise relativ zum dabei stillstehenden Kunststoffprofil, und zum Erreichen einer Ausgangsstellung die Form, das Haltemittel und das Kunststoffprofil in Herstellungsrichtung bewegt werden. Somit wird bei Erstellung eines Profilabschnittes das geöffnete Haltemittel entgegen der Herstellungsrichtung auf das vordere Ende der Form zubewegt und vor diesem Ende wieder in Kontakt mit dem Kunststoffprofil gebracht. Sodann werden das Haltemittel mitsamt der Form und dem Kunststoffprofil unterstütz durch das Haltemittel in Herstellungsrichtung vorbewegt.
Bevorzugt kann es die vorliegende Erfindung des Weiteren vorsehen, dass mindestens zwei Haltemittel periodisch auf dem Kunststoffprofil, tandem- bzw. pilgerschrittartig, hin- und herbewegt werden, wobei ein erstes Haltemittel beim Zurückbewegen außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil gebracht wird, während das Kunststoffprofil durch ein zweites Haltemittel in Herstellungsrichtung durch die sich rotierende Form gezogen wird und im Folgenden das Kunststoffprofil durch das erste Haltemittel durch die Form gezogen wird, während das zweite Haltemittel außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil zurückbewegt wird. Der Vorteil dieses speziellen Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Form lediglich eine Rotation vollzieht und sich das Kunststoffprofil wenigstens nahezu kontinuierlich durch die ortsfeste Form bewegt. Es findet somit nachwievor eine Relativbewegung zwischen der Form und dem Kunststoffprofil statt, allerdings ohne dass sich die Lage der Form im Raum ändert. Durch das fortwährende Ziehen der Haltemittel an den Kunststoffprofilen erfolgt eine kontinuierliche Herstellung des Kunststoffprofiles. Je nach Aushärtungsgrad bzw. Material, welches für die Herstellung des Kunststoffprofiles verwendet wird sowie nach Art der Form, ist die Geschwindigkeit der Herstellung zu regeln. Es ist außerdem denkbar, dass der Form mehr als zwei Haltemittel zugeordnet werden, um die kontinuierliche Herstellung des Kunststoffprofils in kleineren Schritten und somit genauer zu gestalten.
Insbesondere kann es des Weiteren vorgesehen sein, dass durch Einbringen eines Kerns bzw. eines Formkerns oder eines Dorns in die Form, wobei der Kern vorzugsweise an die Bewegung der Form gekoppelt ist, ein Hohlprofil mit mindestens einer äußeren Wendel hergestellt wird. Durch die Art und Form des Kerns kann die Art des Hohlprofils im Wesentlichen gesteuert werden. Der Kern wird dabei entweder dem hinteren Ende der Form und/oder dem vorderen Ende der Form zugeführt, so dass während des Aushärtens des Kunststoffprofils in der Form das Innere des Profils durch den Kern geformt wird.
Eine Vorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 10 auf. Demnach ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Form rotatorisch um das in der Form gebildete Kunststoffprofil drehbar und axial auf dem Kunststoffprofil entlang bewegbar ist. Dazu ist es notwendigerweise vorgesehen, dass die Form rotationssymmetrisch ausgebildet ist und der zu bildenden Wendelstruktur des Kunststoffprofils entspricht. Je nach Art bzw. Wendelung der Form ist die axiale Bewegung der Form relativ zu dem Kunststoffprofil zu steuern. Dabei kann es vorgesehen sein, dass sich die Form durch die Wendel selbstständig über die Verstärkungen zieht und somit eine translatorische Bewegung bewirkt oder die Form zusätzlich angetrieben wird, so das eine unterstützende Bewegung entlang des Kunststoffprofils vorliegt. Bei der Wendelung kann es sich um eine beliebige Schraubenstruktur, wie beispielsweise eine Trapezgewindeschnecke, handeln.
Bevorzugt kann es die vorliegende Erfindung weiter vorsehen, dass in Herstellungsrichtung gesehen vor der Form mindestens ein, vorzugsweise zwei Haltemittel für das aus der Form ausgetretene fertige Kunststoffprofil angeordnet sind und das mindestens ein Haltemittel zur Herstellung einer lösbaren Greifverbindung mit dem fertigen Kunststoffprofil außerhalb der Form, insbesondere vor der Form ausgebildet ist. Dazu ist es vorgesehen, dass das Haltemittel mindestens zwei Haltemittelhälften aufweist, die relativ zueinander auseinander- und zusammenbewegbar sind, so dass das Kunststoffprofil freigebbar und erfassbar ist. Dabei ist es vorgesehen, dass die Haltemittelhälften der Wendelung des Profils entsprechen oder derartig ausgebildet sind, dass sie das Profil in einem ausreichenden Maße erfassen können, ohne die Wendelung dabei zu beschädigen.
Die Erfindung kann es weiter vorsehen, dass mindestens ein Haltemittel relativ zum Kunststoffprofil bewegbar ist, vorzugsweise zwei Haltemittel relativ zum Kunststoffprofil bzw. zur Form periodisch im Wechsel bewegbar sind. Dazu kann es vorgesehen sein, dass die Form und/oder das mindestens eine Haltemittel auf jeweils einem eigenen Schlitten angeordnet sind, wobei vorzugsweise die separaten Schlitten in Richtung des Kunststoffprofils hintereinander angeordnet sind.
Sowohl der Form und/oder dem mindestens einen Haltemittel ist jeweils ein Antrieb zugeordnet. Durch diesen Antrieb lassen sich die Form und/oder die Haltemittel relativ zu dem Kunststoffprofil bewegen. Dabei können sowohl Drehungen in, als auch entgegen des Uhrzeigersinns durchgeführt werden. Des Weiteren können die Form und/oder das mindestens eine Haltemittel einen weiteren Antrieb aufweisen, insbesondere einen Linearantrieb, der eine axiale Bewegung relativ zu dem Kunststoffprofil ermöglicht. Somit können sowohl die Form als auch die Haltemittel auf dem Kunststoffprofil hin und her, als auch in beide Richtungen gedreht werden. Durch diese Flexibilität lässt sich das Kunststoffprofil unter anderem auch im sogenannten Pilgerschrittverfahren herstellen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann es vorsehen, dass in die Form ein Kern, insbesondere ein Formkern oder ein Dorn, zur Erstellung eines Hohlprofils einbringbar ist, wobei der Kern insbesondere an die Bewegung der Form gekoppelt ist. Dieser Kern ist vorzugsweise von dem hinteren Ende der Form aus dieser zuführbar, kann allerdings auch von der gegenüberliegenden Seite, nämlich von dem vorderen Ende der Form in selbige einführbar sein.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1a eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ausgangsstellung,
1b die Vorrichtung der 1a nach einem ersten Arbeitsschritt, der auf die Ausgangsstellung folgt,
1c die Vorrichtungen der 1a und 1b nach einem zweiten Arbeitsschritt,
1d die Vorrichtungen der 1a bis 1c nach einem dritten Arbeitsschritt,
2a ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ausgangsstellung,
2b die Vorrichtungen der 2a nach einem ersten Arbeitsschritt,
2c die Vorrichtungen der 2a und 2b nach einem zweiten Arbeitsschritt,
2d die Vorrichtungen der 2a bis 2c nach einem dritten Arbeitsschritt,
3a ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ausgangsstellung,
3b die Vorrichtungen der 3a nach einem ersten Arbeitsschritt, und
3c die Vorrichtungen der 3a und 3b nach einem zweiten Arbeitsschritt.
Die Figuren zeigen stark schematisiert und auf die wesentlichen Merkmale beschränkt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die auch zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient. Bei dieser Vorrichtung handelt es sich im Wesentlichen um eine Pultrusionsvorrichtung für ein Kunststoffprofil 10 mit mindestens einer äußeren Wendel 13. Das Kunststoffprofil 10 weist eine durchgehende Verstärkung 11 und einen die Verstärkung 11 umgebenden Kunststoff auf, bei dem es sich vorzugsweise um ein Duroplast handeln kann. Bei diesem nur schematisch gezeigten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass die Verstärkung 11 aus mehreren endlosen Strängen 12 aus vorzugsweise hochzugfesten Fasern, beispielsweise Kohlefasern, besteht. Das Kunststoffprofil 10 kann aber auch beliebige andere Verstärkungen aufweisen, wie beispielsweise Gewebe und/oder Gewirke bzw. Kombinationen der Stränge 12 mit Geweben und/oder Gewirken. Auch ist die Erfindung nicht auf die in den Figuren gezeigten Stränge 12 beschränkt.
Mit der in den Figuren dargestellten Vorrichtung und dem Verfahren lassen sich durch Pultrusion Kunststoffprofile 10 mit mindestens einer Wendel 13 herstellen. In den Figuren ist exemplarisch ein Kunststoffprofil 10 mit einer einfachen Wendel 13 gezeigt. Es ist aber auch denkbar, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren Kunststoffprofile 10 herzustellen, die über eine weitaus komplexere Profilierung bzw. Wendelung verfügen, wie beispielsweise einer Doppelwendelung.
Die in den 1a bis 1d dargestellte Vorrichtung weist im Wesentlichen eine Form 14 und ein Haltemittel 15 auf. Das Haltemittel 15 weist zwei Haltemittelhälften 16 und 17 auf, die quer zu einer Herstellungsrichtung 18 bewegbar sind. Bei dem in der 1a dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Haltemittel 15 in Herstellungsrichtung 18 vor der Form 14 bzw. vor dem vorderen Ende 19 der Form 14 positioniert.
Der Form 14 ist ein Antrieb 20 zugeordnet, der die Form 14 axial um das Kunststoffprofil 10 drehen kann. Erfindungsgemäß ist es weiter vorgesehen, dass der Form 14 ein weiterer nicht dargestellter Antrieb zugeordnet ist, der die Form 14 mitsamt des Kunststoffprofils 10 in Herstellungsrichtung 18 vor und zurück bewegen kann. Bei diesem weiteren Antrieb kann es sich beispielsweise um einen Linearantrieb handeln. Es kann des Weiteren vorgesehen sein, dass auch dem mindestens einem Haltemittel 15 ein derartiger Linearantrieb zugeordnet ist. Außerdem ist es denkbar, dass auch dem Haltemittel 15 ein Antrieb zum Drehen relativ zum Kunststoffprofil zugeordnet ist.
Die in den Figuren dargestellte Verstärkung 11, insbesondere die Stränge 12, sind auf einem nicht dargestellten Materialdepot bzw. einer oder mehreren Spindeln oder Spulen gelagert. Dieses Materialdepot kann sich entweder mit der Bewegung des Kunststoffprofils mitbewegen oder stillstehen. Wesentlich für die Erfindung ist jedoch, dass die Stränge 12 stets eine gewisse mechanische Spannung aufweisen.
Die Form 14 und das Haltemittel 15 befinden sich in der 1a in einer Grundstellung. Aus dieser Stellung wird das Kunststoffprofil 10 durch das Haltemittel 15 bzw. die beiden Haltemittelhälften 16 und 17 fixiert, so dass es sich nicht translatorisch oder rotatorisch bewegen kann. Im Folgenden wird die Form 14 durch den Antrieb 20 drehend angetrieben und gleichzeitig entgegen der Herstellungsrichtung 18 auf dem Kunststoffprofil 10 zurückbewegt (siehe Pfeil 21). Bei dieser Drehung der Form 14 auf dem Kunststoffprofil 10 werden einzelne Stränge 12 in ein hinteres Ende 22 der Form 14 eingeführt. Bei diesem Einführen kann es sich auch um ein Einziehen der Stränge 12 in die Form 14 handeln, bedingt durch die rotatorische Bewegung der selbigen (siehe Pfeil 23). Durch diese überlagerte rotatorische und translatorische Bewegung der Form 14 auf dem Kunststoffprofil 10 härtet das Kunststoffprofil 10 bzw. die Stränge 12 mitsamt dem flüssigen Kunststoff innerhalb der Form 14 aus. Im gleichen Maße wie sich die Form 14 in Richtung 21 zurückbewegt, tritt am vorderen Ende 19 der Form 14 das ausgehärtete Kunststoffprofil 10 aus der Form 14 aus. Nachdem sich die Form 14 relativ zu dem Kunststoffprofil 10 um einen vorgegebenen Winkelbereich gedreht hat, stoppt die Bewegung der Form 14 relativ zu dem Kunststoffprofil (1b). Die Form 14 befindet sich nun in ihrer äußersten Position. Im Folgenden werden die beiden Haltemittelhälften 16, 17 quer zur Herstellungsrichtung 18 bewegt bzw. geöffnet (siehe Pfeile 24), so dass das Kunststoffprofil 10 freigegeben wird.
Gemäß der 1c wird nun die Form 14 zusammen mit dem Kunststoffprofil 10 in Herstellungsrichtung 18 verschoben (siehe Pfeil 25). Bei diesem Verschieben bewegt sich das Kunststoffprofil 10 relativ zu der Form 14 nicht. Das vordere Ende 19 der Form 14 wird direkt hinter dem Haltemittel 15 in Herstellungsrichtung 18 positioniert. Sodann werden die Haltemittelhälften 16, 17 wieder zusammengefahren (siehe Pfeile 26), so dass das Kunststoffprofil 10 wieder ergriffen wird. In dieser Stellung befindet sich die Form 14 und das Haltemittel 15 wieder in der Grundstellung und die Herstellung beginnt gemäß der 1a von Neuem. Wenn man die 1d mit der 1a vergleicht, so sieht man, dass in Herstellungsrichtung 18 das Kunststoffprofil 10 ein Stück weiter aus dem Haltemittel 15 hervorgetreten ist. Dieser während eines Herstellungszyklus entstandene Abschnitt des Kunststoffprofils 10 ist der Anschauung halber sehr lang gewählt. Erfindungsgemäß ist es vielmehr vorgesehen, dass die hergestellten Abschnitte pro Herstellungszyklus wesentlich kürzer sind, insbesondere nur einen Bruchteil eines vollem Umlaufs der Wendel 13 entsprechen.
Das in den 2a bis 2d dargestellte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt im Wesentlichen ein ähnliches Herstellungsverfahren, wie zuvor anhand der 1a bis 1d beschrieben. Daher sollen Gegenstände, die identisch mit denen in den 1a bis 1d sind, bzw. die die gleiche Funktionalität aufweisen, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet werden.
Bei der Herstellung des Kunststoffprofils 10, welches mindestens eine Wendel 13 aufweist, ist es von äußerster Wichtigkeit, dass es bei der Bildung der Wendel 13 zu keinen Verspannungen oder dergleichen kommt. Dazu kann es die vorliegende Erfindung vorsehen, dass gemäß der 2c beim Vorbewegen der Form 14 in Herstellungsrichtung 18 die Form 14 und das Kunststoffprofil 10 gleichsinnig gedreht werden. Die Drehung erfolgt dabei gegensinnig zu der Drehung während des Einführens der Stränge 12 (2a, Pfeil 23). In der 2c ist sowohl die Drehung der Form 14 als auch des Kunststoffprofils 10 schematisch durch Pfeile 27 dargestellt. Durch dieses gemeinschaftliche Drehen des Kunststoffprofils 10 und der Form 14 bewegen sich diese relativ zueinander nicht. Die Stränge 12 werden dabei entweder mit gedreht oder nicht. Der letzte Herstellungsschritt 2d ist mit dem der 1d identisch, so dass ein neuer Zyklus gemäß der 2a gestartet werden kann.
Bei dem in den 3a bis 3c dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden ebenfalls Elemente, die mit den 1a bis 1d bzw. 2a bis 2d identisch sind, gleich bezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel führt die Form 14 lediglich eine rotatorische Bewegung relativ zu dem Kunststoffprofil 10 aus, während das Kunststoffprofil 10 in Herstellungsrichtung 18 durch die Form 14 geführt wird. Für das Durchführen bzw. für das translatorische Durchbewegen des Kunststoffprofils 10 durch die Form 14 sind dem in der 3a dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Haltemittel 28 und 29 zugeordnet. Diese Haltemittel 28, 29 weisen genau wie das zuvor beschriebene Haltemittel 15 jeweils zwei Haltemittelhälften 30, 31 bzw. 32, 33 auf. Die in den 3a bis 3c dargestellten Haltemittel 28, 29 sind relativ zu dem Kunststoffprofil 10 entlang der Herstellungsrichtung 18 hin- und herbewegbar.
In der 3a sind die Form 14 sowie die Haltemittel 28 und 29 in einer Grundstellung dargestellt. Für die Herstellung des Kunststoffprofils 10 mit mindestens einer äußeren Wendel 13 wird das Kunststoffprofil 10 durch die Haltemittel 28, 29 in Herstellungsrichtung 18 gezogen (siehe Pfeile 34, 35). Dabei führt die Form 14 lediglich eine drehende Bewegung aus (siehe Pfeil 23), während das Kunststoffprofil 10 durch die Form 14 gezogen wird. Nachdem die Haltemittel 28, 29 das Kunststoffprofil 10 über eine bestimmte Distanz in Herstellungsrichtung 18 bewegt haben, treten die Haltemittelhälften 30, 31 des Haltemittels 20 außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil 10 (3b) und bewegen sich entgegen Herstellungsrichtung 18 auf das vordere Ende 19 der Form 14 zu (Pfeil 35).
Vor dem vorderen Ende 19 der Form 14 treten die Haltemittelhälften 30, 31 des Haltemittels 28 wieder in Kontakt mit dem Kunststoffprofil 10 und bewegen dieses wiederrum in Herstellungsrichtung 18 vor (3c). Währenddessen treten die Haltemittelhälften 32, 33 des Haltemittels 29 außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil 10 und bewegen sich auf das Haltemittel 28 zu.
Im nächsten Schritt wird das Kunststoffprofil 10 wiederum von dem Haltemittel 29 erfasst und in Herstellungsrichtung 18 bewegt, während sich das Haltemittel 29 wieder in Richtung des vorderen Endes 19 der Form 14 bewegt. Durch dieses Wechselnde Erfassen des Kunststoffprofils 10 durch die Haltemittel 28, 29 kann das Kunststoffprofil 10 kontinuierlich durch die Form 14 bewegt werden. Dies gestaltet sich als besonders vorteilhaft, da keinerlei Unterbrechungen in dem Herstellungsprozess entstehen.
Bezugszeichenliste

10: Kunststoffprofil
11: Verstärkung
12: Strang
13: Wendel
14: Form
15: Haltemittel
16: Haltemittelhälfte
17: Haltemittelhälfte
18: Herstellungsrichtung
19: vorderes Ende
20: Antrieb
21: Pfeil
22: hinteres Ende
23: Pfeil
24: Pfeil
25: Pfeil
26: Pfeil
27: Pfeil
28: Haltemittel
29: Haltemittel
30: Haltemittelhälfte
31: Haltemittelhälfte
32: Haltemittelhälfte
33: Haltemittelhälfte
34: Pfeil
35: Pfeil

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffprofils (10) mit mindestens einer äußeren Wendel (13), wobei eine durchgehende Verstärkung (11) aus Strängen (12), Geweben und/oder dergleichen durch eine Form (14) geführt und in der Form (14) im Kunststoff eingebettet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (14) wenigstens zeitweise rotatorisch um das in der Form (14) gebildete Kunststoffprofil (10) gedreht wird und dabei eine axiale Relativbewegung des Kunststoffprofils (10) gegenüber der Form (14) stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (14) periodisch rotatorisch auf dem, insbesondere stillstehenden, Kunststoffprofil (10) gedreht und/oder periodisch translatorisch auf dem, insbesondere stillstehenden, Kunststoffprofil (10) bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (14) diskontinuierlich bzw. schrittweise in bzw. entgegen des Uhrzeigersinns um das Kunststoffprofil (10) gedreht und diskontinuierlich bzw. schrittweise axial auf dem Kunststoffprofil (10) hin- und herbewegt wird, wobei vorzugsweise nur während einer Rückwärtsbewegung der Form (14) entgegen einer Herstellungsrichtung (18) und nur während des Drehens der Form (14) in eine Richtung eine Relativbewegung der Form (14) zum Kunststoffprofil (10) stattfindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (14) entlang des Verlaufs des Kunststoffprofils (10) relativ auf demselben bewegt wird, insbesondere das Kunststoffprofil (10) während der Bewegung der Form (14) von mindestens einem Haltemittel (15, 28, 29) festgehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (14) zum Entformen bzw. Ausstoßen eines neu hergestellten Abschnitts des Kunststoffprofils (10) gegen die Herstellungsrichtung (18) auf dem dabei stillstehenden gehaltenen Kunststoffprofil (10) eine bestimmte Strecke zurückbewegt wird, wodurch nach und nach bei jedem Arbeitstakt ein Stück des Kunststoffprofils (14) aus der Form (14) heraustritt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Haltemittel (15, 28, 29) in Phasen, in denen die Form (14) stillsteht, außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil (10) gebracht wird und die Form (14) mit dem Kunststoffprofil (10) in Herstellungsrichtung (18) zum Haltemittel (15, 28, 29) vorbewegt wird, wobei vorzugsweise die Form (14) und das Kunststoffprofil (10) beim Vorbewegen gleichsinnig gedreht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an das Zurückbewegen der Form (14) das mindestens eine sich außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil (10) befindliche Haltemittel (15, 28, 29) in die Nähe eines vorderen Endes (19) der Form (14) bewegt wird, vorzugsweise relativ zum dabei stillstehenden Kunststoffprofil (10) und zum Erreichen einer Ausgangsstellung die Form (14), das Haltemittel (15, 28, 29) und das Kunststoffprofil (10) in Herstellungsrichtung (18) bewegt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Haltemittel (28, 29) periodisch auf dem Kunststoffprofil (10) hin- und herbewegt werden, wobei ein erstes Haltemittel (28) beim Zurückbewegen außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil (10) gebracht wird, während das Kunststoffprofil (10) durch ein zweites Haltemittel (29) in Herstellungsrichtung (18) durch die sich rotierende Form (14) gezogen wird und im folgenden das Kunststoffprofil (10) durch das erste Haltemittel (28) durch die Form (14) gezogen wird, während das zweite Haltemittel (29) außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil (10) zurückbewegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Einbringen eines Kerns in die Form (14), wobei der Kern vorzugsweise an die Bewegung der Form (14) gekoppelt wird, ein Hohlprofil mit mindestens einer äußeren Wendel (13) hergestellt wird.
Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststoffprofils (10) mit mindestens einer äußeren Wendel (13) mit einer Form (14), in der eine durchgehende Verstärkung (11) des Kunststoffprofils (10) in flüssigem Kunststoff einbettbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (14) rotatorisch um das in der Form (14) gebildete Kunststoffprofil (10) drehbar und axial relativ auf dem Kunststoffprofil (10) entlangbewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Herstellungsrichtung (18) gesehen vor der Form (14) mindestens ein, vorzugsweise zwei, Haltemittel (15, 28, 29) für das aus der Form (14) ausgetretene fertige Kunststoffprofil (10) angeordnet sind und das mindestens eine Haltemittel (15, 28, 29) zur Herstellung einer lösbaren Greifverbindung mit dem fertigen Kunststoffprofil (10) außerhalb der Form (14), insbesondere vor der Form (14), ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Haltemittel (15, 28, 29) relativ zum Kunststoffprofil (10) bewegbar ist, vorzugsweise zwei Haltemittel (15, 28, 29) relativ zum Kunststoffprofil (10) bzw. zur Form (14) periodisch im Wechsel bewegbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (14) mit einer Wendelung des herzustellenden Kunststoffprofils (10) korrespondiert, vorzugsweise der Wendelung des herzustellenden Kunststoffprofils (10) entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (14) und/oder das mindestens eine Haltemittel (15, 28, 29) auf jeweils einem eigenen Schlitten angeordnet sind, wobei vorzugsweise die separaten Schlitten in Richtung des Kunststoffprofils (10) hintereinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (14) und/oder das mindestens eine Haltemittel (15, 28, 29) jeweils durch einen Antrieb (20) drehbar und/oder durch einen weiteren Antrieb, insbesondere einem Linearantrieb, axial relativ zu dem Kunststoffprofil (10) antreibbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in die Form (14) ein Kern zur Erstellung eines Hohlprofils einbringbar ist, wobei der Kern an die Bewegung der Form (14) gekoppelt ist.