DE1193666B - Verfahren zum Herstellen von faserverstaerkten, insbesondere glasfaserverstaerkten Hohlkoerpern - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von faserverstaerkten, insbesondere glasfaserverstaerkten HohlkoerpernInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
B29d
Deutsche KI.: 39 a3- 23/00
Nummer: 1193 666
Aktenzeichen: D 34816 X/39 a3
Anmeldetag: 25. November 1960
Auslegetag: 26. Mai 1965
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von faserverstärkten, insbesondere glasfaserverstärkten
Hohlkörpern, bei dem auf einen Kunststoffschlauch mit Kunstharz getränktes Verstärkungsmaterial aufgebracht, durch eine Folienumhüllung
abgedeckt und der so gebildete Strang in einer Form durch inneren Überdruck aufgeweitet und gehärtet
wird. Ein Verfahren dieser Art ist bekannt, und zwar verläuft es in folgender Weise: Von einer Rolle wird
ein Strang eines Glasfasergewebes mit einem innen liegenden Kunststoffschlauch abgezogen und über
Rollen in ein Tränkbad eingeleitet. In dem Tränkbad sind einige Rollenpaare angeordnet, um das Glasfasergewebe
gut durchzukneten. Hinter dem letzten Rollenpaar wird ein Gasdruck eingeleitet, um den
Schlauch aufzuweiten. Der mit dem getränkten Fasergewebe umgebene Schlauch erhält hierdurch
seine endgültige Form. Er durchläuft zunächst einen Abstreifer und wird in einer hierauf folgenden Einrichtung
mit Folie belegt oder umwickelt. In diesem Zustand durchläuft er eine Härteform und eine
Nachhärteeinrichtung, hinter der der Schlauch dann fertig vorliegt.
Wenngleich dieser Vorschlag einleuchtend erscheint, hat er doch einige bedenkliche Nachteile.
Zunächst wird es sehr schwierig sein, das Vorprodukt herzustellen, nämlich den mit dem Glasfasergewebe
bedeckten Schlauch in der Weise, daß er in diesem Zustand von einer Rolle abgezogen werden
kann. Das Glasfasergewebe als solches kann nicht als Schlauch hergestellt werden, denn es wäre ausgeschlossen,
daß man in einen Schlauch aus Glasfasergewebe einen Kunststoffschlauch einbringen
könnte. Das Gewebe muß also irgendwie auf den Schlauch aufgebracht und mit ihm so verbunden
werden, daß es sich nicht löst. Das bedeutet zumindest einen zusätzlichen Arbeitsgang. Weiter erscheint
bedenklich, daß man bei diesem Verfahren mit Lufteinschlüssen in dem getränkten Glasfasergewebe
rechnen muß, da keine erkennbare Möglichkeit besteht, etwaige Lufteinschlüsse zu beseitigen.
Schließlich ist es unzweckmäßig, den Schlauch bereits vor der Belegung mit der Folie aufzuweiten.
Das Glasfasergewebe hat keinen großen inneren Zusammenhalt. Es ist also zu befürchten, daß es sich zu
stark aufweitet. Es dann in der beheizten Form wieder so weit zusammenzudrücken, daß das gewünschte
Profil entsteht, dürfte schwerlich möglich sein. Man erkennt also, daß diesem Verfahren einige
schwerwiegende Mängel anhaften. Es läßt sich jedoch durch die Erfindung zu einem sehr brauchbaren
Verfahren umgestalten, und zwar dadurch, daß der Verfahren zum Herstellen von faserverstärkten,
insbesondere glasfaserverstärkten Hohlkörpern
insbesondere glasfaserverstärkten Hohlkörpern
Anmelder:
Deutsche Tafelglas Aktiengesellschaft Detag,
Fürth (Bay.), Nürnberger Str. 21
Fürth (Bay.), Nürnberger Str. 21
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Roderich W. Gräff, Darmstadt
Kunststoffschlauch im flachgedrückten Zustand mit dem Verstärkungsmaterial und der Folienumhüllung
versehen wird. Damit sind all die erwähnten Schwierigkeiten und Nachteile des bekannten Verfahrens
beseitigt.
Das Vorprodukt liegt bei diesem Verfahren nicht fertig vor, sondern wird aus dem flachgedrückten
Kunststoffschlauch mit getränktem Fasermaterial und den Deckfolien gebildet. Damit ist zunächst die
Schwierigkeit des bekannten Verfahrens in der Herstellung des Vorprodukts beseitigt. Die Herstellung
des Vorprodukts ist bei der Erfindung in die Herstellung des Hohlkörpers einbezogen. Es ist bereits
mit Folie bedeckt, bevor es aufgeweitet wird.
Das Aufweiten selbst geschieht erst in der Form, also nicht, wie bei dem bekannten Verfahren, bereits
vorher. Die Deckfolien bieten zwar schon einen hinreichend großen Widerstand, so daß eine Aufweitung
vor der Form in zulässigen Grenzen gehalten werden könnte. Aber sicherer läßt sich die Formgenauigkeit
erreichen, wenn das Aufweiten erst in der Form geschieht.
Geht man von dem flachgedrückten Schlauch aus, so ist es weiter möglich, alle Luftreste, die im fertigen
Produkt stören würden, durch einen Quetschvorgang zu entfernen, was, wie gesagt, beim bekannten Verfahren
nicht möglich ist.
Zusammenfassend kann also festgestellt werden, daß das Verfahren gemäß der Erfindung nicht nur in
der Durchführung einfacher ist, sondern auch Hohlkörper höherer Güte ergibt.
509 577/406
Als Werkstoffe für dpi Kunststoffschlauch und die
Trennfolien seien beispielsweise Zellglas, Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohol erwähnt.
Die Dehnungsfähigkeit dieser Kunststoffe ist vor allem für die nachstehend noch im einzelnen beschriebene
Herstellung konisch ausgebildeter Hohlprofile von Bedeutung*
Als Verstärkungseinlagen für die Hohlprofile können die üblichen Materialien, beispielsweise Glasseidengewebe
oder Giasseidenmatten, verwendet werden. Die Tränkung dieser flächigen Gebilde erfolgt
ebenfalls mit an sich bekannten flüssigen Harzvorkondensaten, z. B. auf der Basis der Pheno- und
■Aminoplaste, Epoxydharze oder Polyester, die sich
in der Wärme, gegebenenfalls unter Zusatz von Katalysatoren, aushärten lassen. Durch Abstimmung
von Katalysator, Aktivator, Temperatur, Länge des Formenraums und Äbzugsgeschwindigkeit kann das
Verfahren in kontinuierlicher .Weise so geführt werden,
daß beim Verlassen der Form das Harz völlig ausgehärtet und demnach auch ein in sich festes
•Hohlprofil erhalten wird, das auf die gewünschten Längen abgeschnitten werden kann.
Zum Aufweiten des flachgedrückten abgedeckten Schlauches kann man, wie bei dem bekannten Verfahren,
ein Druckgas "einführen. Das setzt allerdings einen gasdichten Abschluß des Schlauchendes voraus.
Das Aufbringen des Verschlusses und dessen Abnahme nach Herstellung einer gewissen Rohrlänge
erfordert jeweils eine Stillsetzung der Anlage. Man kann jedoch voll kontinuierlich arbeiten, wenn
man an Stelle eines Gasdruckes ein fließfähiges Gut, . etwa Sand, einfüllt Es ist dabei nur erforderlich, den
Schlauch in senkrechter oder geneigter Lage zu bilden. Bei diesem Verfahren wird jeweils das fertige
Schlauchende in einer bestimmten Länge abgeschnitten, ohne daß der Produktionsablauf unterbrochen
wird, was nicht möglich ist, wenn jeweils ein Verschluß abgenommen und wieder aufgesetzt
werden muß.
Von den zahlreichen Möglichkeiten in der Durchführung des neuen Verfahrens seien nur einige erwähnt,
die besonders wesentlich sind.
Der Kunststoffschlauch dient häufig nur zur Form-
. bildung des Rohres, das durch das faserverstärkte • Kunstharz gebildet wird. Sollte es wünschenswert
sein, daß er im Kunststoffrohr fest verankert ist, so wählt man für ihn einen Werkstoff, der mit dem
Kunstharz eine Haftverbindung eingeht. Das gleiche . gilt für die Deckfolie. Legt man Wert darauf, daß sie
mit dem Kunststoffrohr zusammenhält, so wird auch für sie ein Werkstoff gewählt, der am Kunstharz
haftet.
Die Aufbringung des kunstharzgetränkten Ver- : Stärkungsmaterials auf den flachgedrückten Schlauch
läßt sich herstellungsmäßig besonders gut durchführen, wenn man es in zwei Bahnen unterhalb und
oberhalb des flachgedrückten Schlauches aufbringt. Es ist das einfacher, als wenn man den Schlauch in
eine feste Bahn einschlägt. Die Deckfolien werden . zweckmäßig ebenfalls in zwei Bahnen aufgelegt, doch
läßt es sich apparativ ohne Schwierigkeiten ermöglichen, den flachgedrückten, mit dem Fasermaterial
bedeckten Schlauch in eine Folie einzuschlagen. In jedem Falle ist es zweckmäßig, sich nicht mit dem
Auflegen oder Einschlagen zu begnügen, sondern die freien Kanten der Deckfolien zu verkleben oder zu
verschweißen.
Der Werkstoff des. flachgedrückten Schlauches hat eine gewisse Elastizität. Zu scharf darf man ihn beim
Falten nicht zusammendrücken, damit keine Knickfalten entstehen. Er wird also nach dem Zusammendrücken
bis zu einem gewissen Grad federn und dabei Luft einsaugen. Man möchte ihn jedoch nach
Möglichkeit in völlig zusammengedrücktem Zustand verarbeiten. Das läßt sich erreichen, wenn man vor
dem Aufbringen der oberen Lage die etwa in
ίο ihm enthaltene Luft durch Walzendruck herausquetscht.
Der Ausgangspunkt des Verfahrens gemäß der Erfindung, nämlich der flachgedrückte Kunststoffschlauch,
ermöglicht nun ein Herstellungsverfahren, das mit dem bekannten Verfahren nicht durchführbar
wäre, nämlich die Herstellung von Hohlkörpern mit mehreren voneinander getrennten Einzelräumen.
Es ist hierfür nur erforderlich, eine entsprechende Anzahl von flachgedrückten Kunststoffschläuchen
zusammenzufassen, die jeweils durch eine Schicht aus Kunstharz getränktem Verstärkungsmaterial voneinander
getrennt sind. Beim gleichzeitigen Aufweiten dieser Schläuche erhält man dann beispielsweise
ein Rohr mit einer Mehrzahl voneinander getrennter Kanäle.
Durch Variieren verschiedenartiger Verstärkungsmaterialien lassen sich nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren beliebig dickwandige und feste Hohlprofilkörper herstellen. Es ist auch möglich, bestimmte
Stellen, beispielsweise die Enden des Profils, im Vergleich zu den übrigen Profilabschnitten stärker auszubilden
oder mit einer dickeren Verstärkungseinlage zu versehen. Es lassen sich erfindungsgemäß auch
komplizierte, beispielsweise vieleckige Hohlprofile mit großem Querschnitt herstellen, da sich der
Kunststoffschlauch bzw. die Stapelschichten durch Anwendung des Überdrucks im Schlauchinneren
jeder noch so komplizierten Form anpassen.
An Hand der Zeichnung sollen nachfolgend einige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens
beschrieben werden. Es zeigt
Fig. 1 in schematischer Schnittdarstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens unter Verwendung eines Druckgases zur Erzeugung eines Überdruckes innerhalb
des Kunststoffschlauches,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der
Fig.1,
F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine Form zur Durchführung einer anderen Ausführungsform der
Erfindung unter Verwendung eines fließfähigen Gutes zur Aufweitung des Kunststoffschlauches, wobei
der Stapel bereits in der Form aufgeweitet ist, F i g. 4 bis 7 Schnitte durch einzelne Formen mit
verschieden gestaltetem Formenraum zur Herstellung von Hohlprofilen mit besonderer Querschnittsform,
wobei auch der bereits aufgeweitete Stapel im Schnitt erkennbar ist,
F i g. 8 den Längsschnitt durch eine Form, mit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren konisch
ausgebildete Kunststoff-Hohlprofile hergestellt werden können,
F i g. 9 einen Querschnitt durch eine Form, innerhalb der unter Verwendung des in
Fig. 10 im Schnitt dargestellten Stapels Kunststoff-Hohlprofile
mit neben- und übereinanderliegenden, durch Zwischenwände voneinander getrennten
Kanälen hergestellt werden, wobei auch der bereits
in der Form aufgeweitete Stapel im Schnitt dargestellt ist, und
Fig. 11 bis 15 der Fig. 9 bzw. 10 entsprechende
Darstellungen, wobei im Falle der Fig. 13 bis 15 das Hohlprofil mit einem als offenes Profil ausge- -5
bildeten seitlichen Ansatz versehen ist.
Die zur Bildung des der Form zuzuführenden Stapels benötigten Werkstoffbahnen werden von den
Rollen 1,1', 2,11 und 3 abgezogen. Um die einzelnen
Bahnen in die gewünschte Lage zueinander zu bringen, wird der Unterlage 4, auf der der Stapel gebildet
wird, zunächst von der Rolle 1 die Trennfolie 5 zugeführt. Auf diese Trennfolie wird von der
Rolle 2 das harzgetränkte Verstärkungsmaterial 6 geleitet, auf das dann der flachgedrückte Schlauch 7
von der Rolle 3 her zugeführt wird. Durch den Druck der Walze 8 werden die Lagen 5, 6 und 7
gegeneinandergedrückt, wodurch gleichzeitig in dem Schlauch 7 enthaltene Luft ausgetrieben wird. Der
hinter der Walze 8 eine flache Bahn bildende Schlauch 7 wird dann durch eine weitere von der
Rolle 2' abgezogene Bahn aus harzgetränktem Verstärkungsmaterial 6' und diese wiederum durch eine
weitere Trennfolie 5' abgedeckt, die von der Rolle 1' abgewickelt wird. In die Zuführung der Bahnen 6', 5'
sind Führungsrollen 9,10 eingeschaltet.
Vermittels der Walzenpaare 11,1Γ und 12,12'
wird überflüssiges Harz abgequetscht und die in dem Harz noch eingeschlossene Luft ausgetrieben. Vermittels
der Walzenpaare 11,11' bzw. 12,12' kann
auch eine Verschweißung der Folienränder durchgeführt werden. Hinter dem Walzenpaar 12,12' gelangt
der Stapel in die Form 13, innerhalb der dieser in dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
durch Einleiten von Druckgas in das Innere des Schlauches 7 aufgeweitet wird. Das Druckgas wird
über die Leitung 14, die durch den Verschlußkopf 15 für das bereits ausgehärtete, endseitig offene Profil
hindurchgeführt ist, eingeleitet. Vermittels des Walzenpaares 16,16' wird das aus der Form 13 heraustretende
und bereits erhärtete Profilteil kontinuierlich abgezogen. Der Arbeitsprozeß braucht nur
dann unterbrochen zu werden, wenn ein Stück des erhärteten Profils hinter der Form 13 abgeschnitten
und dementsprechend die Zuführung 14 bzw. der Abschlußkopf 15 vorübergehend abgenommen werden
muß.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel,
bei dem die Form 13 schräg angeordnet ist, wird der von unten in die Form eingeführte Stapel
vermittels eines in das Innere des Schlauches 7 eingeführten fließfähigen Gutes 17 aufgeweitet.
Die in Fig. 8 dargestellte Form zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient zur Herstellung
eines Hohlprofils mit sowohl konischen als auch zylindrischen Abschnitten. Dementsprechend
weist auch der Formenraum in Längsrichtung über gewisse Strecken einen sich verändernden und dann
wieder einen konstanten Querschnitt auf.
Wie aus den Fig. 10 und 12 ersichtlich, werden bei der Herstellung der in den Fig. 9 bzw. 11 außer
der Form gezeigten Profile zwischen den übereinanderliegenden Schläuchen 7 Bahnen 6" aus harzgetränktem
Verstärkungsmaterial eingezogen.
Um die in den Fig. 13 und 15 gezeigten Profile zu erhalten, muß, wie aus Fig. 14 erkennbar, die
durch den Schlauch 7 gebildete Bahn schmäler gehalten werden als die aus dem harzgetränkten Verstärkungsmaterial
und den Trennfolien bestehenden Bahnen.
Die Verschweißung der Ränder der Trennfolien 5, 5' ist in den Fig. 2, 10, 12 und 14 mit 18
bezeichnet. _..'."..
Claims (10)
1. Verfahren zum Herstellen von faserverstärkten, insbesondere glasfaserverstärkten Hohlkörpern,
bei dem auf einen Kunststoffschlauch mit Kunstharz getränktes Verstärkungsmaterial
aufgebracht, durch eine Folienumhüllung abgedeckt und der so gebildete Strang in einer Form
durch inneren Überdruck aufgeweitet und ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kunststoffschlauch im flachgedrückten Zustand mit dem harzgetränkten Verstärkungsmaterial und der Folienumhüllung versehen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das harzgetränkte Verstärkungsmaterial
in zwei Auflagen oberhalb und unterhalb des flachgedrückten Schlauches aufgebracht
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Kanten der Deckfolie
oder Deckfolien durch Verkleben oder Verschweißen miteinander verbunden werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der flachgedrückte Schlauch vor dem Aufbringen der oberen Bahn aus Verstärkungsmaterial
durch Walzendruck entlüftet wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kunststoffschlauch aus einem Werkstoff besteht, der beim Aushärten des Kunstharzes
mit diesem eine Haftverbindung eingeht.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Deckfolien aus einem Werkstoff bestehen, der mit dem Kunstharz eine Haftverbindung
eingeht.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Aufweiten des flachgedrückten
Schlauches dienende innere Überdruck durch ein in das Innere des Schlauches eingefülltes fließfähiges Gut erzeugt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von Hohlkörpern mit Stegen, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Mehrzahl von Kunststoffschläuchen im flachgedrückten Zustand zwischen mit flüssigem Kunstharz getränkten Faserbahnen
eingebettet wird und jeder der Schläuche durch inneren Überdruck aufgebläht wird, wobei zwischen
den Schläuchen liegende getränkte Faserstofflagen zu Stegen geformt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von Hohlkörpern mit Verbindungsstegen, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere im Abstand voneinander angeordnete flach liegende Kunststoffschläuche
durch gemeinsame Bahnen von mit flüssigem Kunstharz getränktem Fasermaterial bedeckt werden und jeder der Schläuche in einem
eigenen Formnest aufgebläht wird und die zwischen zwei Schläuchen liegenden Bahnteile zu
Stegen geformt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der
oberen Deckfolie aus dem Strang etwaige Lufteinschlüsse und überschüssiges Harz abgequetscht
werden.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr. 201288; USA.-Patentschrift Nr. 2756 458;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1796 920.
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1796 920.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
509 577/406 5.64 © Bundesdruckerei Berlin
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