DE1193666B - Verfahren zum Herstellen von faserverstaerkten, insbesondere glasfaserverstaerkten Hohlkoerpern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

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

Anmelder:

Deutsche Tafelglas Aktiengesellschaft Detag,
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)

Patentansprüche:

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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 577/406 5.64 © Bundesdruckerei Berlin