DE1191556B

DE1191556B - Process for the continuous production of fiber-reinforced, in particular glass fiber-reinforced, hollow profiles made of plastic

Info

Publication number: DE1191556B
Application number: DED36371A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Roderich W Graeff
Original assignee: DETAG; Flachglas Wernberg GmbH
Current assignee: DETAG; Flachglas Wernberg GmbH
Priority date: 1961-06-21
Filing date: 1961-06-21
Publication date: 1965-04-22

Description

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von faserverstärkten, insbesondere glasfaserverstärkten Hohlprofilen aus Kunststoff Die kontinuierliche Herstellung von Hohlprofilen aus Kunststoff ist verhältnismäßig leicht und einfach, wenn ein einfacher Kunststoff als Ausgangsmaterial dient. Man kann das Hohlprofil entweder im Extruderverfahren herstellen, oder man kann, wenn es sich um die Herstellung eines Rohres handelt, einen Folienstreifen zuführen, der zum Rohr gebogen und an den Kanten verschweißt wird. Die kontinuierliche Herstellung von Hohlprofilen aus Kunststoff wird dagegen wesentlich schwieriger, wenn das Ausgangsmaterial ein mit flüssigem härtbarem Kunststoff getränktes Fasermaterial ist, das zunächst formunbeständig ist und erst im Anschluß an die Formgebung durch einen Härtungsvorgang seine Formstabilität erlangt. Schon die intermittierende Herstellung von Hohlkörpern aus einem solchen Material ist schwierig; für die kontinuierliche Herstellung ist überhaupt noch kein Vorschlag bekanntgeworden. Es gibt nur einen älteren, noch nicht bekannten Vorschlag für ein solches kontinuierliches Herstellungsverfahren, nämlich den, einen Kunststoffschlauch in zusammengedrücktem Zustand in mit Harz getränktes Verstärkungsmaterial einzubetten, den so gebildeten Strang mit Folie zu umhüllen und dann den innerhalb des getränkten Verstärkungsmaterials liegenden Kunststoffschlauch durch einen durch ein gasförmiges oder fließfähiges Druckmedium erzeugten inneren Überdruck aufzuweiten, worauf dann der gebildete Hohlkörper bis zur Formbeständigkeit ausgehärtet wird.Process for the continuous production of fiber-reinforced, in particular Glass fiber reinforced hollow profiles made of plastic The continuous production of hollow sections made of plastic is relatively easy and simple if a simple plastic is used as the starting material. You can use the hollow profile either Manufacture in the extruder process, or you can, if it is a matter of manufacture of a pipe is to feed a strip of film, which is bent to the pipe and attached the edges are welded. The continuous production of hollow profiles Plastic, on the other hand, becomes much more difficult if the starting material is one with liquid, curable plastic is soaked fiber material that initially does not retain its shape is and only after the shaping by a hardening process its dimensional stability attained. Even the intermittent manufacture of hollow bodies from such Material is difficult; there is no at all for continuous production Proposal has become known. There is only one older, not yet known, proposal for such a continuous manufacturing process, namely, a plastic hose embedded in the compressed state in reinforcement material impregnated with resin, to wrap the strand formed in this way with foil and then the inside of the soaked Reinforcement material lying plastic hose through a through a gaseous or flowable pressure medium to expand internal overpressure, whereupon the hollow body formed is cured until it is dimensionally stable.

Es ist das wohl der erste brauchbare Vorschlag für die kontinuierliche Herstellung von Hohlkörpern aus faserverstärktem Kunststoff.It is probably the first useful suggestion for the continuous Manufacture of hollow bodies made of fiber-reinforced plastic.

Das Verfahren gemäß der Erfindung geht von dem gleichen Grundgedanken aus, nämlich Einbettung eines flachgedrückten Kunststoffschlauches in mit flüssigem härtbarem Kunstharz getränktes Fasermaterial und Aufweitung des Kunststoffschlauches, jedoch wird gemäß der Erfindung die Aufweitung nicht durch Einführen eines inneren Überdruckes in den Kunststoffschlauch hervorgerufen, sondern mechanisch über einen Dorn, über den der Strang, bestehend aus dem Kunststoffschlauch mit seiner Beschichtung, gezogen wird, wodurch der Strang zum Hohlprofil aufgeweitet wird. Auf dem Dorn wird der gebildete Hohlkörper mindestens bis zur Formbeständigkeit gehärtet. The method according to the invention is based on the same basic idea from, namely embedding a flattened plastic tube in with liquid Hardenable synthetic resin soaked fiber material and expansion of the plastic tube, however, according to the invention, the expansion is not achieved by introducing an internal Overpressure caused in the plastic hose, but mechanically via a Mandrel over which the strand, consisting of the plastic tube with its coating, is pulled, whereby the strand is expanded to the hollow profile. On the thorn will the hollow body formed is hardened at least to dimensional stability.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß der Dorn als solcher in der Herstellung von Kunststoffschläuchen bereits vorgeschlagen wurde, aber nicht zur Bildung des Hohlprofils, das vielmehr in einem vorgeschalteten Arbeitsgang hergestellt wird, sondern lediglich zur Glättung des gebildeten Rohres und zu seiner Kalibrierung. Bei der Erfindung dagegen ist der Dorn unmittelbar das Werkzeug, durch das der zunächst flache Strang zum Hohlkörper umgewandelt wird. Der Dorn kann entweder ein starrer oder nachgiebiger Körper sein. Der nachgiebige Körper ist dort vorzuziehen, wo es erwünscht ist, daß der Anpreßdruck regelbar ist. It should be noted at this point that the mandrel as such has already been proposed in the manufacture of plastic hoses, but not to form the hollow profile, which is rather produced in an upstream operation is used, but only to smooth the pipe formed and to calibrate it. In the invention, however, the mandrel is directly the tool through which the first flat strand is converted to hollow body. The mandrel can either be a rigid one or be yielding body. The yielding body is preferable where it is it is desirable that the contact pressure can be regulated.

Da, wie bereits erwähnt, der Formung ein Härten folgen muß, ist in einer Weiterbildung der Erfindung der Dorn mit einer Heizeinrichtung versehen. Since, as already mentioned, the shaping must be followed by hardening, in According to a further development of the invention, the mandrel is provided with a heating device.

Es ist unter Umständen erforderlich, kontinuierliche Formkörper mit inneren Stegen herzustellen. It may be necessary to use continuous moldings to produce inner bars.

Auch das ermöglicht die Erfindung, und zwar dadurch, daß eine Mehrzahl von Schläuchen in zusammengedrücktem Zustand in Harz getränktes Fasermaterial eingebettet und jeder der Schläuche über einen getrennten Dorn aufgeweitet wird, wobei zwischen den Schläuchen liegende Faserstofflagen zu Stegen geformt werden.This is also made possible by the invention, namely by the fact that a plurality Fiber material soaked in resin by hoses in a compressed state and each of the tubes is expanded over a separate mandrel with between The fiber layers lying on the hoses are formed into webs.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrensganges, F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1, Fig.3 einen Schnitt längs der LinieIII-III der Fig. 1, F i g. 4 einige Querschnitte von Dornen, F i g. 5 die Darstellung eines Hohlprofils mit mehreren Abteilungen und Fig. 6 eine Abwandlung des Verfahrensganges nach Fig. 1. The invention will be explained with reference to the drawings. It shows F i G. 1 shows a schematic representation of the course of the process, FIG. 2 a section along the line II-II of FIG. 1, FIG. 3 shows a section along the line III-III of Fig. 1, Fig. 4 some cross sections of thorns, F i g. 5 the representation of a Hollow profile with several compartments and FIG. 6 a modification of the process sequence according to Fig. 1.

Das in F i g. 1 dargestellte Verfahren dient zur Herstellung von rohrförmigen Hohlprofilen aus glasfaserverstärkter Kunststoffolie. Zunächst verlaufen zwei Verfahrensschritte parallel zueinander. Von einer Rolle 1 wird eine Trennfolie 2 abgezogen und auf diese eine Glasfasermatte 3 aufgelegt, die von einer Rolle 4 abgenommen wird. Bei 5 wird die Glasfasermatte mit Harz, insbesondere mit Polyesterharz getränkt. Parallel zu diesem Arbeitsvorgang werden von den Rollen 6 und 7 Kunststoffolien 8 und 9 abgezogen. Hier beginnt jetzt eine für das neue Verfahren kennzeichnende Arbeitsweise. Am rechten Ende der Einrichtung liegt nämlich ein »schwimmender« Dorn 11, der über ein Band 12 bei 13 kopfseitig verankert ist. Der Dorn »schwimmt«, da er seitlich nicht abgestützt ist und auch durch sein Verankerungsorgan, das Band, keine ihn seitlich abstützende Kraft erhält. Von den beiden Kunststoffolien kommt die Folie 8 unter das Band 42 zu liegen, die Folie 9 auf das Band. Die beiden Folien schließen also das Band 12 zwischen sich ein und werden bei 10 zur Bildung eines Schlauches miteinander verschweißt. The in Fig. 1 illustrated method is used for the production of tubular hollow profiles made of glass fiber reinforced plastic film. First run off two process steps parallel to each other. A release film is made from a roll 1 2 peeled off and placed on this a glass fiber mat 3, which is from a roll 4 is removed. At 5, the fiberglass mat is coated with resin, in particular with polyester resin soaked. At the same time as this, rolls 6 and 7 are made of plastic sheeting 8 and 9 deducted. A characteristic of the new procedure now begins here Way of working. There is a "floating" thorn at the right end of the facility 11, which is anchored on the head side via a band 12 at 13. The thorn "floats" there it is not supported laterally and also by its anchoring organ, the tape, does not receive any laterally supporting force. Comes from the two plastic sheets the foil 8 to lie under the band 42, the foil 9 on the band. The two slides thus enclose the band 12 between them and become at 10 to form a Tube welded together.

Bei 14 kann noch ein Gleitmittel aufgegeben werden.At 14 a lubricant can be added.

Die überstehenden Folienränder werden anschließend an den Schweißvorgang abgeschnitten.The protruding edges of the film are then used in the welding process cut off.

Jetzt laufen die beiden bisher getrennt parallel nebeneinander verlaufenden Vorgänge zusammen. Now the two that have previously run separately and parallel to each other are running Operations together.

Das auf die Trennfolie 2 aufgebrachte und kunstharzgetränkte Material 3 legt sich von unten her gegen den Schlauch, während von oben her von der Rolle 15 Verstärkungsmaterial 16 aufgetragen wird, das bei 17 mit Kunstharz getränkt wird. Schließlich wird eine von der Rolle 18 abgezogene Trennfolie 19 aufgelegt, die bei 25 mit der Trennfolie 2 verschweißt wird, so daß ein Gebilde entsprechend Fig.2 entsteht, also ein flacher Schlauch, umhüllt von Verstärkungsmaterial und umgeben von Trennfolien. Die überstehenden Ränder der Trennfolien werden ebenfalls abgeschnitten.The material applied to the separating film 2 and impregnated with synthetic resin 3 lies against the hose from below, while from above from the roll 15 reinforcement material 16 is applied, which is soaked at 17 with synthetic resin. Finally, a separating film 19 pulled from the roll 18 is placed, which is shown in 25 is welded to the separating film 2, so that a structure according to FIG is created, i.e. a flat hose, encased and surrounded by reinforcement material of release films. The protruding edges of the separating foils are also cut off.

Nun kann die Bildung des eigentlichen Hohlprofiles erfolgen und zwar dadurch, daß das Gebilde über den Dorn 11 nach rechts abgezogen wird. Es bildet sich ein Hohlprofil entsprechend dem Querschnitt des Dornes 11, der rund sein, aber auch eine beliebig andere Form haben kann, wie sie beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist, ohne hierauf beschränkt zu sein. Die Form des gebildeten Hohlprofils, die sich bei einem runden Dorn ergibt, zeigt Fig. 3. Now the actual hollow profile can be formed in that the structure is withdrawn via the mandrel 11 to the right. It educates a hollow profile corresponding to the cross section of the mandrel 11, which may be round, but can also have any other shape, as shown, for example, in FIG is without being limited to it. The shape of the hollow profile that is formed with a round mandrel is shown in FIG. 3.

Das Verfahren läßt sich auch anwenden, wenn das Hohlprofil in einzelne Abteilungen unterteilt sein soll, wie es Fig. 5 zeigt. Hier kann man allerdings nicht mehr mit einem einfachen Dorn arbeiten, sondem benötigt eine der Zahl der Abteilungen entsprechende Anzahl von Dornen. Der Arbeitsvorgang ist aber der gleiche. The method can also be used when the hollow profile in individual Departments should be divided as shown in FIG. Here you can, however no longer work with a simple mandrel, but need one of the number of Departments corresponding number of thorns. But the process is the same.

Das in F i g. 1 dargestellte Verfahren arbeitet ohne Form. Es ist besonders für Bedarfsfälle geeignet, in denen es auf eine glatte Rohrinnenwand ankommt, beispielsweise für Schläuche zur Förderung von Flüssigkeit. The in Fig. The method shown in FIG. 1 works without a form. It is particularly suitable for cases where a smooth inner pipe wall is important, for example for hoses for pumping liquids.

Für die Herstellung von Hohlprofilen, bei denen auf eine gute Außenoberfläche Wert gelegt wird, kann man mit der Vorrichtung nach F i g. 6 arbeiten. For the production of hollow profiles that require a good external surface Value is set, you can with the device according to F i g. 6 work.

Hier wird der Schlauchkörper durch eine Form 20 geführt, während der Dorn durch einen aufblasbaren Körper 21, etwa aus Gummi, gebildet ist. In diesem Falle ist das Halteband 22 ein flacher Schlauch, dem an der Verankerungsstelle 23 Druckluft zugeführt. wird. Der Innendruck des aufblasbaren Körpers kann je nach den betrieblichen Bedingungen eingeregelt werden.Here the hose body is passed through a mold 20, during the The mandrel is formed by an inflatable body 21, for example made of rubber. In this Trap, the retaining strap 22 is a flat tube, the at the anchorage point 23 Compressed air supplied. will. The internal pressure of the inflatable body may vary depending on the operational conditions are regulated.

Man erkennt aus den beiden Beispielen, daß nach dem neuen Verfahren kontinuierliche Hohlprofile beliebiger Länge aus Kunststoff hergestellt werden könen, insbesondere verstärkte Hohlprofile, mit einer verhältnismäßig einfachen Apparatur. It can be seen from the two examples that according to the new process continuous hollow profiles of any length can be made of plastic, in particular reinforced hollow profiles, with a relatively simple apparatus.

Die Verwendung von Kunstharz, insbesondere Polyesterharz, setzt einen Härtungsvorgang unter Wärmezufuhr voraus. Dies bereitet keine Schwierigkeiten. Bei dem Verfahren nach F i g. 1 kann man den Dorn 11 mit einer elektrischen Heizeinrichtung ausrüsten, die bei 24 schematisch angedeutet ist. Die Zuleitung kann durch das Band 12 geführt werden. The use of synthetic resin, especially polyester resin, implies one Hardening process with supply of heat beforehand. This is not a problem. at the method according to FIG. 1 you can the mandrel 11 with an electric heater equip, which is indicated schematically at 24. The lead can be through the tape 12.

Bei dem Beispiel nach F i g. 6 wird die Außenform 20 beheizt. Um einen guten Wärmeübergang zu erzielen, kann man den Dorn 11 aus Metall herstellen; jedoch ist auch die Verwendung von Kunststoff für diesen Zweck denkbar.In the example according to FIG. 6, the outer mold 20 is heated. To one To achieve good heat transfer, the mandrel 11 can be made of metal; However the use of plastic for this purpose is also conceivable.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß das Verfahren horizontal durchgeführt werden kann, im Gegensatz zu dem erwähnten Verfahren, bei dem der Schlauch durch statischen Innendruck einer Flüssigkeit aufgeweitet wird und man infolgedessen sehr hohe Fertigungsräume benötigt. Another advantage of the invention is that the method can be carried out horizontally, in contrast to the aforementioned method which the hose is expanded by the static internal pressure of a liquid and as a result, very large production spaces are required.

Die Erfindung läßt sich aber auch noch in anderer Weise anwenden. Sie bietet nämlich die Möglichkeit, jetzt auch Hohlprofile nur aus Verstärkungsmaterial, also ohne den Innenschlauch aus Kunststoffolie herzustellen und damit neue Anwendungsmöglichkeiten für das glasfaserverstärkte Polyesterharz zu eröffnen. However, the invention can also be used in other ways. It offers the possibility to now also use hollow profiles made only of reinforcement material, So without producing the inner tube from plastic film and thus new application possibilities for the fiberglass reinforced polyester resin to open up.

Claims

Claims: 1. Process for the continuous production of fiber-reinforced, in particular glass fiber-reinforced hollow profiles made of plastic, in the case of which is soaked on a flat-folded plastic tube with liquid synthetic resin Reinforcement material applied, this covered by a film envelope and the flat strand formed in this way is widened to form a hollow profile, thereby marked e i c h n e t that the strand is fed to at least one mandrel, over the mandrel to the hollow profile is widened and hardened on the mandrel at least up to the dimensional stiffness.

2. The method according to claim 1, characterized in that the compressive force of the mandrel can be regulated during expansion and hardening.

3. The method according to claim 1, characterized in that for production a hollow body with inner webs a plurality of plastic tubes in flattened State embedded between fiber webs soaked with liquid, hardenable synthetic resin and each of the tubes is expanded over a separate mandrel with between Soaked fiber layers lying on the hoses are formed into webs.

4. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the mandrel is a deformable hollow body by expanding is made of flexible material.

5. mandrel for performing the method according to any one of the claims 1 to 3, characterized in that that the mandrel has a heating element.

6. Device for performing the method according to claim 1 and 3, characterized in that to form hollow bodies subdivided in the axial direction several of the number mandrels corresponding to the cavities are arranged.

Documents considered: USA patent NL 2140213.