DE1504717A1

DE1504717A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von faserverstaerkten Kunststoffprofilen,insbesondere solchen,die einen sich verjuengenden Querschnitt aufweisen,mit Hilfe eines Dornes

Info

Publication number: DE1504717A1
Application number: DE1964P0035176
Authority: DE
Inventors: Eugen Meyer; Eduard Singer
Original assignee: Mancar Trust
Current assignee: Mancar Trust
Priority date: 1964-09-29
Filing date: 1964-09-29
Publication date: 1971-11-18
Also published as: US3455765A; FR1456975A; BE690524A; DE1504717B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von faserverstärkten Kunststoffprofilen, insbesondere solchen, die einen sich verjüngenden Querschnitt aufweisen, mit Hilfe eines Domes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffprofilen, insbesondere solche, die einen sich verjüngenden Querschnitt aufweisen, mit Hilfe eines Domes sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bereits bekannt, Kunststoffprofile, wie z.B. Bohre, mit Fasern, beispielsweise mit Glasfasern, zu versehen und dadurch die Festigkeitseigenschaften des Werkstückes erheblich zu verbessern. Die vorliegende Erfindung hat sich unter anderem zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, mit denen insbesondere solche Kunststoffprofile

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hergestellt werden können, die einen sich verjüngenden Querschnitt aufweisen. Bei solchen Profilen kommt es insbesondere darauf an, die die Zugkräfte aufnehmenden Längsfasern auch "bei sich veränderndem Querschnitt mit etwa gleicher oder mit einer vorgegebenen Dichte einzubringen. Dadurch wird es beispielsweise möglich, bei einem sich konisch verjüngenden Rohr in etwa einem Körper gleicher Festigkeit herzustellen.

Es gehört weiter zur Aufgabe der Erfindung, einen mit sich verjüngendem,Querschnitt versehenen, unausgehärteten Kunststoffschlauch noch weiter zu unterschiedlichen Profilen, beispielsweise zu sich verjüngenden Winkel-, T-Rechteckprofilen usw. zu verformen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die nachfolgenden Verfahrensschritte vor;

a) mit Kunststoff benetzte oder zu benetzende Längsfasern werden auf die Mantelfläche eines Domes aufgebracht, wobei diese Längsfasern zusammen mit dem Dorn fortbewegt werden;

b) auf die Längsfaser werden nach ihrem Aufbringen auf den Dorn mit Kunststoff benetzte oder zu benetzende Querfasern gewickelt j

c) während des Arbeitshubes des Domes werden zusätzliche Längsfasern auf den Dorn aufgelegt;

d) der durch die Verfahrensschritte a bis c auf dem Dorn erzeugte Kunststoffschlauch wird ggf. nach Aushärten von

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dem.Dorn abgezogen.

Zweckmässigerweise können die Längafasern vor dem Aufbringen auf den Dorn mit unausgehärtetem Kunststoff od. dgl. benetzt werden. Zur Durchführung des Verfahrens schlägt die Erfindung eine Vorrichtung vor, die einen den Dorn umgreifenden Fadenverteiler besitzt, an dem zahlreiche in Ruhestellung bzw. in unterschiedlichen Arbeitsstellungen einstellbare Fadenführer für die Längsfasern angeordnet sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung seien anhand von Ausführungsbeispielen der Vorrichtung näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellungsweise und unterschiedlichen Maßstäben:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Herstellen von Hohlprofilen mit sich verjüngendem Querschnitt,

Fig. 2 einen Teil der Vorrichtung entsprechend Fig. 1, bei der noch eine Profilierungsvorrichtung eine Vorschubeinrichtung sowie eine Haspel vorgesehen sind,

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt gehaltene Ansicht des Fadenverteilers,

Fig. 4 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht des Fadenverteilers,

Fig. 5 eine Rückansicht des Fadenverteilers, bei dem einzelne Fadenführer in Arbeitsstellung und andere in Ruhestellung stehen,

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Fig. 5a und

Fig. 5b Einzelheiten des Fadenverteilers,

Fig. 6 eine der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ähnlicher Vorrichtung, bei welcher der Arbeitsgang gerade beginnt,

Fig. 7 einen Querschnitt durch einen dreiteiligen Dorn, auf dem sich ein Kunststoffschlauch befindet,

Fig. 7a zeigt eine Teilansicht eines Bornes, auf dem sich ein teilweise im Schnitt dargestellter Kunststoffschlauch befindet, der in Längsrichtung eine unterschiedliche Dicke aufweist;

Fig. 8a eine Seitenansicht und

Fig. 8b eine Vorderansicht einer Profilierungseinrichtung zum Herstellen eineg Winkelprofiles;

Fig. 9 ein Stück eines KunststoffSchlauches, das schon etwas die Form eines Winkelprofiles angenommen hat und

Fig. 9a ein fertiges Winkelprofil aus faserverstärktem Kunststoff, bei dem die ehemalige Innenwandung des Kunststoffrohres zur Verdeutlichung noch strichpunktiert angedeutet worden ist,

Fig. 10 ein Kastenprofil,

Fig. 11 ein Flachprofil, das in

Fig. 11a im vergrösserten Maßstab dargestellt ist, die Fig. 12 bis

Fig. 19 weitere Werkstückprofile,

Fig. 20 den Längsschnitt eines Schlauches mit sich verjüngendem Querschnitt,

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Fig. 21 und

Pig. 21a ein Winkelprofil mit sich verjüngendem Querschnitt,

Pig. 22 eine Seitenansicht einer mit Förderbändern versehenen Profilierungseinriehtung,

Fig. 23 einen Schnitt durch die Profilierungseinrichtung

nach Fig. 22 entsprechend der Schnittlinie XXIII-XXIII,

Fig. 24 und

Fig. 25 Einzelheiten einer Profilierungseinrichtung,

Fig. 26 eine Profilierungseinrichtung zur Erzeugung eines Kastenprofiles entsprechend Fig. 10.

In Fig. 1 ist eine im ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Herstellen von faserverstärkten Kunststoffprofilen in Seitenansicht dargestellt. Dabei sind der Maschinenständer mit 2, der zweiteilige Dorn mit 3 und der Fadenverteiler im ganzen mit 4 bezeichnet, Der Dorn 3 besteht in Fig. 1 aus dem hinteren Dorn 3a und dem sich daraln teleskopartig führenden vorderen Dorn 3b, der einen geringeren Durchmesser als der hintere Dorn 3a besitzt. Dieser ist an der Übergangsetelle 5 mit einer kreisringförmigen Abschrägung versehen, die einen weicheren Übergang der Mantelfläche des vorderen Domes 3b zur Mantelfläche des hinteren Domes 3a schafft. Sowohl der vordere Dorn 3b als auch der hintere Dorn 3a stehen über ein Gestänge 6 bzw. 7 mit einer (nicht gezeichneten) Verstelleinrichtung in Verbindung, welche die Dorne in ihrer Achsrichtung verschieben können. Der hintere Dorn

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3a ist in Führungen 8 gelagert.

Einen wesentlichen Teil der Erfindung stellt der Fadenverteiler 4 dar, der in den Fig. 3 bis 5 zu sehen ist. Er besitzt einen Ring 9 t in dem zahlreiche Fadenführer 10 radial verschiebbar gelagert sind. Jeder Fadenführer 10 weist an seinem inneren Ende eine Öse 11 auf, die die Fäden führt. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass in aller Regel nicht einzelne Fäden, sondern ganze unverzwirnte Büschel von Glasfasern od.dgl. durch eine öse 11 eines Fadenführers 10 hindurch geleitet werden und derartige Büschel in dieser Anmeldung kurz mit "Fäden" 12 bzw. 15 bezeichnet und dargestellt werden. Die Fig. 5a und 5"b zeigen in stark vergrössertem Maßstab, wie ein einzelnes Fadenbüschel 12 durch die Öse 11 hindurchgeführt wird und danach einen vorgegebenen Mantelabschnitt des Domes 3 bedeckt. Gegebenenfalls können die Fadenführer 10 in mehreren Reihen 13 hintereinander im Ring 9 des Fadenverteilers 4 hintereinander angeorde|Q,t sein. In der Fig. 5 sind einige Fadenführer 10a in Arbeitsstellung und andere Fadenführer 10b in Ruhestellung eingezeichnet. Die in Arbeitsstellung befindlichen Fadenführer 10a befinden sich in der Nähe des Dornes 3 und durch ihre Ösen laufen Fäden 12 auf die Mantelfläche des Dornes 3. Auch in den Ösen 11 der in Ruhestellung befindlichen Fadenführer 10b befinden sich Fäden 12, deren Enden jedoch nicht bis zur Mantelfläche des Dornes 3 reichen. Die Fadenführer 10 sind in dem Ring 9 radial ver-

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stellbar gelagert und es ist eine (in den Pig» 3 und 5 nicht dargestellte) Verstelleinrichtung 9c für die fadenführer 10 vorgesehen.

Wenn man beispielsweise mit einem zweiteiligen Dorn 3a und 3b, der in Pig. 1 dargestellt ist, arbeiten will, kamdies folgendermassen vor sich gehen: Zunächst sind beispielsweise nur 32 Fadenführer 10a in Arbeitsstellung. Jeder Fadenführer hat, wenn der Dorn3b einen Durchmesser von 50 mm aufweist, einen radialen Abstand von der Dornachse von 26 mm. Die 2ahl der in Arbeitsstellung befindlichen Fadenführer ergibt sich aus dem Umfang des Domes 3b und der gewünschten Belegungsdichte., In dieser Stellung fährt zunächst der vordere Dorn 3b vor, bis der hintere Dorn 3a durch den Fadenverteiler 4 hindurchtritt ο Dieser hintere Dorn 3a soll beispielsweise einen Durchmesser von etwa 70mm haben, so dass zum Abdecken seines Umfanges etwa 44- Fäden 12 erforderlich sind. Die in Arbeitsstellung befindlichen 32 Fadenführer nehmen beim Eintritt des Domes 3a in den Fadenverteiler einen Abstand von etwa 36mm von der Dornachse ein und 12 bisher in Ruhestellung befindliche Fadenführer 10 gehen ebenfalls auf diesen Abstand. Die aus den neu hinzukommenden Fadenführern heraushängenden Enden der Fäden 12 können beispielsweise von Hand oder mit einem pinzettenartigen Werkzeug auf den Dorn aufgebracht werden und werden dann von den übrigen, bereits mit Kunststoff od.dgl. versehenen längsfäden 12 mitgenommen. Die Längsfäden 12 werden nämlich z.B. unmittelbar nach ihrem Durchtritt durch die ösen 12 mit unausgehärtetem Kunststoff, Harz od.dgl. Werkstoff zur

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Herstellung der Kunststoffprofile besprüht, wie im folgenden noch näher ausgeführt wird. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass eine . Reihe 13 von Fadenführern 10 mit einer eigenen Verstelleinrichtung 9c für diese Fadenführer versehen ist. Wenn man dann die erst im Verlaufe des Arbeitsprozesses auf den Dorn aufzulegenden Fäden 12 durch die Fadenführer dieser Reihe 13 betätigt, kann man durch eine einzige Verstellbewegung die nachträglich in Arbeitsstellung zu bringenden Fadenführer betätigen. Entsprechendes gilt auch für die Zurücknahme der zuerst mit einem geringen und später mit einem grösseren Abstand von der Dornachse anzuordnenden Fadenführer 10. Bei dieser Anordnung ist also eine einfache abschnittweise Steuerung der Fadenführer möglich. Unmittelbar vor dem Fadenverteiler 4 sind noch weitere Fadenführer 14 für Querfäden 15 vorgesehen (Fig· I).

In Fig. 2 ist ein zweiieiliger Dorn 3c, 3d dargestellt, der ein konisches Aussenprofil aufweist. Bei dieser Figur ist dort zwischen einer Haspeleinrichtung 16 und dem Dorn noch eine Prbfilierungseinrichtung 17 schematised angedeutet, die noch im einzelnen beschrieben wirj ferner ist dort noch eine Vorschubeinrichtung 16a sowie eine Schneideinrich» rung 16b eingeordnet.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung können mehrteilige Dorne 3 Verwendung finden. In Fig. 7 ist beispielsweise ein aus 3 Teilen 3e, 3f und 3g bestehender, im schlanken

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Teil 3g zylindrisch und im übrigen konisch ausgebildeter Dorn zu sehen.

Der Fadenverteiler 4 ist in einer Halterung 18 leicht auswechselbar gelagert. Bei der Vorrichtung sind mehrere auswechselbare Fadenverteiler vorgesehen, je nachdem, in welchen Durchmesserbereich gearbeitet werden soll und wieviel Fadenführer dazu der Fadenverteiler aufweisen muss. Ein Fadenverteiler mittlerer Grosse hat beispielsweise etwa 200 Fadenführer 10.

Die Vorrichtung 1 besitzt hinter dem Fadenverteiler 4 Sprühdüsen 19» aus welchen der Werkstoff, aus dem die Kunststoffprofile hergestellt werden solH^rauf die Fäden 12 bzw. 15 aufgesprüht werden kann. In der Nähe der Sprühdüsen sind ferner noch Luftdüsen 20 vorgesehen, mit denen man den hinter dem Fadenverteiler im Entstehen begriffene» Kunststoffschlauch anblasen kann. Duroh Wahl einer geeigneten Temperatur der aus den, Luftdüsen 20 austretenden Luft kann man die Viskosität des aufgesprühten Kunststoffes od.dgl. beeinflussen.

Bie Anfertigung von auf Dornen 3 herstellbaren Kunststoffprofilen kann folgendermassen erfolgen« Längefäden 12 werden durch die ösen 11 der Fadenführer 10 eingeführt. und zunächst mit der Haspeleinrichtung 16 verbunden. Man ver-bindet vorteilhafterweise so viele Fäden 12 mit der Has-

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peleinrichtung 16, wie zur geringsten Belegung des Dornes notwendig sind» In den Ösen 11 der übrigen Fadenführer werden auch Längsfäden eingelegt und dort in Bereitschaft gehalten. Dann werden die mit der Haspeleinrichtung 16 in Verbindung stehenden Längsfäden auf den Dorn aufgebracht und die Düse 19 beginnt, Kunststoff unmittelbar vor dem Fadenverteiler auf die dort befindlichen Längsfäden zu sprühen,während diese Längsfäden 12 zusammen mit dem vorderen Dornteil 3a sich nach vorne bewegen. Gleichzeitig werden dabei Querfäden 15 über die erste Lage der Längsfäden gewickelt. Die Dichte der Quer- und Längsfäden kann man in weiten Grenzen wählen und den Festigkeitsbedürfnissen der anzufertigenden Kunststoffprofilen anpassen. Die Benetzung der Querfäden 15 kann sowohl direkt durch Sprühdüsen 19 als auch indirekt erfolgen, indem auf die Längsfäden soviel Kunststoff aufgespritzt wird, dass die Querfäden 15 beim Aufwickeln auf den Dorn genügend Kunststoff vorfinden. Gegebenenfalls kann man durch Anblasen des im Entstehen begriffenen KunststoffSchlauches 21 die Viskosität des noch unausgehärteten Kunststoffes in gewünschter Weise beeinflussen. Während des Arbeitshubes des Domes 3» beispielsweise, wenn das hintere Ende des vorderen Dornteils 3a den Fadenverteiler 4 erreicht, werden zusätzliche Längsfasern auf den Dorn aufgebracht. Die dazu notwendigen Massnahmen am Fadenverteiler wurden vorstehend schon beschrieben. Gegebenenfalls kann man mehrere Lagen von Längs- und Querfäden nacheinander auf den Dorn aufbringen. Dabei kann auch die Dichte bzw. die Stärke der einzelnen Lagen in unterschiedlichen Bereichen variieren, (vgl. Fig. 7a).

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Wenn die anzufertigenden Kunststoffprofile auf dem Dorn 3 bereits die gewünschte Form erhalten haben, wird der auf dem Dorn 3 befindliche Kunststoffschlauch 21 ausgehärtet und vom Dorn abgezogen. Beim ersten Kunststoffschlauch übernimmt die Haspeleinrichtung 16 den Vorschub der längsfäden und später auch den Vorschub des Rohlings. Nach dem Anlaufen des Arbeitsprozesses wird die Seilwinde 16 durch eine (nur schematisch dargestellte) Vorschubeinrichtung bekannter Bauart ersetzt", die den Vorschub des Rohlings und der damit noch in Verbindung stehenden Längsfäden, die das nächste Stück des KunststoffSchlauches 21 bilden, bewirkt. Wenn ein Kunststoffschlauch, wie vorstehend erwähnt, ausgehärtet und vom Dorn abgezogen wird, führt man den Dorn 3 in seine Ausgangsstellung zurück. Die nicht zur Belegung des vorderen Dornes 3b erforderlichen Längsfäden 12 werden unterbrochen, so dass nur noch die zur Belegung dieses vorderen Domes 3b erforderlichen Längsfäden 12 von dem vorher festgestellten Rohling bzw. von der Haspeleinrichtung 16 in Arbeiterichtung gezogen und mit dem wiederum vorgehenden vorderen Dornteil 3b in Verbindung gebracht werden.

Selbstverständlich können auch Dorne mit durchgehender Mantelfläche Verwendung finden und Rohre od.dgl. mit konstantem Querschnitt auf diese Art und Weise angefertigt werden.

Wenn ein rohrartiges Kunststoffprofil ohne weitere anschliessende Verformung schon auf dem Dorn 3 angefertigt werden kann, bew/ickelt man zweckmässigerweise den Dorn schon vor Auf-

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gäbe der ersten Schicht der Längsfäden mit einer Trenn*- folie, die beispielsweise aus Zellophan bestehen kann und das Abziehen des fertigen Kunststoffrohres erleichtern soll. Konische Rohre, sich verjüngende Hohlprofile U.dgl. kann man nach den bisher beschriebenen Verfahrensschritten auf der ebenfalls schon beschriebenen Vorrichtung herstellen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sollen noch weitere Profile, wie sie in den Fig. 10 bis 19 dargestellt sind, sowie sich verjüngende Profile angefertigt werden. Dazu ist an der erfindungsgemässen Vorrichtung eine im ganzen mit 17 bezeichnete Profilierungseinrichtung vorgesehen, die, in Arbeitsrichtung gesehen, dem Dorn nachgeschaltet ist. Pig. 8a und 8b zeigen in schematischer Darstellung eine Profilierungseinrichtung 17» die beheizbar ist. In den Pig.

24 und 25 sind beheizbare Backen dargestellt, die zwischen sich eine Höhlung freilassen, welche der Umrissform eines herzustellenden, doppel-T-förmigen Kunststoffprofiles 23 entspricht. Die Pig. 24 gibt einen Teil der Profilierungseinrichtung wieder, auf dem eine Vorprofilierung des Kunststoffschlauches 21 vorgenommen werden kann* Dieser wird zunächst auf zwei feststehenden Führungsbacken 24 geführt, während die zwischen diesen Führungsbacken befindlichen Teile des KunststoffsohlaucheB 21 mittels sich verengender Seitenbacken

25 nach innen gedrängt werden« Die Verdrängung kann sowohl· durch entsprechende Profilierung der Seitenbaoken in Längs-

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richtung als auch durch eine entsprechende Hubbewegung der Seitenbaeken 25 erfolgen. Am Ende der Vorprofilierungseinrichtung gemäss Fig. 24 hat der Kunststoffschlauch 21 ■bereits einen Querschnitt, der dem vorgesehenen Doppel-ll·- Profil angenähert ist. Eine der Fig. 25 entsprechende Profilierungseinrichtung, die eine entsprechende Einlaufmünddung "besitzt, kann dann die endgültige Verformung vornehmen. Auch hier ist das Erreichen der endgültigen Umrissform der zwischen den Backen verbleibenden Höhlung sowohl durch eine passende Profilierung der einzelnen Backen 22 in Längsrichtung als auch durch eine Verstellbewegung quer zur Vorschubrichtung des herzustellenden Kunstatoffprofiles möglich.

In Pig. 26 ist in sehematischer Darstellung eine Profilierungseinrichtung wiedergegeben, mit der ein kastenförmiges Hohlprofil entsprechend der Mg. 10 angefertigt werden kann. Im Inneren der dort im ganzen mit 26 bezeichneten Profilierungseinrichtung befindet sich ein Kern 27 von rechteckigem Querschnitt, über den der Kunststoffschlauch 21 hinwegläuft. Parallel zu den Seitenflächen des Kernes 21 und mit einem der Hohlprofinraaduag entsprechenden Entfernung davon laufen endlose Bänder 28, die beispielsweise aus Stahl bestehen und beheizt sein können. Bei der Verwendung einer derartigen Profilierungseinrichtung kann das fertige Kunststoffprofil mit vergleichsweise scharfen Kanten ausgebildet sein. Verwendet man dagegen bereits einen rechteckigen Dorn 3 und erzeugt die Kunetstoffprofile ohne nachfolgende Profi-

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lierung erhält man stärker abgeflachte Längskanten am fertigen Kunststoffprofil. Es kann vorteilhaft sein, einen in einer Profilierungseinriehtung 26 weiter zu bearbeitenden Kunststoffschlauch 21 vorher auf einem rechteckigen Dorn anzufertigen. In J¹Ig. 26 sind noch strichpunktiert Trennfolien 29 eingezeichnet, die aus klebebehinderndem Material, beispielsweise aus Zellophan bestehen.

In Pig. 11a ist ein Kunststoffprofil mit Vollrechteckquerschnitt in stark vergrössertem Maßstab dargestellt, bei dem durch kleine Kreise die Anordnung der Querfäden und durch Kreuze die lage der Längsfäden dargestellt ist. Die strichpunktierte Linie in der Längsmittelebene des Profiles deutet die ehemalige Innenwandung des Kunststoffschlauches an. Beim fertigen Profil haben sich die gegenüberliegenden Abschnitte der Innenwandung vollkommen miteinander verschweisst. Selbstverständlich kann man ein Flachprofil entsprechend der Fig. 11a auch mit sich verjüngendem Querschnitt herstellen, wenn man einen sich konisch verjüngenden Kunststoffschlauch zusammenfaltet. Fig. 11a zeigt auch gut, dass man die durch Querfäden 15 bzw. Längsfäden 12 bestehenden Schichten entsprechend den für die Festigkeit des Baukörpers erwünschten Bedingungen gestalten kann. Wenn beispielsweise starke Zugkräfte am Rande des Profiles auftreten, kann man in dieser Gegend starker Zugbeanspruchung dicke Schichten mit Längsfäden 12 einarbeiten. Entsprechen-

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des gilt in Bereichen, wo, beispielsweise durch inneren Überdruck innerhalb eines hohlen Kunststoffprofiles , starke tangential gerichtete Zugkräfte auftreten. Dort verstärkt man die durch die Querfäden 15 gebildeten lagen.

In den Fig. 22 und 23 ist eine dort im ganzen mit 30 bezeichnete Profilierungseinrichtung dargestellt, die zwei endlos umlaufende Bänder 31 aufweist, die im rechten Winkel zueinander angeordnet sind und ein Kunststoffprofil 32 gegen eine feststehende Leiste 33 andrücken. Eine Profilierungseinrichtung kann sowohl aus im wesentlichen feststehenden Backen, so wie sie in ]?ig. 17 dargestellt ist, aus einer Anordnung entsprechend den Fig. 22 und 23 mit umlaufenden Bändern als auch aus einer aus den vorerwähnten beiden Anordnungen kombinierten Einrichtung bestehen.

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InOfig. 21 und 21a sind die Torderansicht und eine Seitenan* sieht eines winkelförmigen Kunststoffprofiles dargestellt, das einen sich verjüngenden Querschnitt aufweist. Ein derartiges Kunststoffprofil kann man aus einem Kunststoffschlauch von konischem Längsschnitt herstellen, wie es Fig. 20 darstellt.

Erwähnt sei noch, dass in der aus der Luftdüse 20 ausströmenden Warmluft sowohl eine Erwärmung des unausgehärteten Kunststoffes als auch ein Entfernen von flüchtigen Bestandteilen, z.B. Weichmachern erreicht werden kann. Oft ist es zweekmässig, auch Borne, die im wesentlichen keine sich

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verjüngede Querschnittsform aufweisen, leicht konisch auszubilden, um ein besseres Abziehen des Kunststoffschlatiches 21 zu erreichen.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind die Fadenführer 14 für die Querfäden 15 verdrehbar angeordnet, so dass sie um den Dorn 3 rotieren und die Fäden 15 auf die Mantelfläche des Domes auftragen können. Zweckmässigerweise kann man die Fadenführer 14 sowie die Sprüh- und lüftdüsen 19 und 20 zusammen an einem koaxial zur Dornachse gelagerten Drehkopf 36 anordnen. Dieser Drehkopf trägt dann auch auf einer Scheibe die Spulen 38, von denen die Querfäden 15 zu den Fadenfährern 14 gelangen. Der Dorn 3 selbst führt keine Drehbewegung, sondern lediglich eine axiale Bewegung aus, die von den längsfäden 12 mit-gemacht wird.

Der Beginn eines Arbeitsganges soll hier noch einmal eingehender erläutert werden:

Beim Beginn eines Herstellungsvorganges werden zunächst die auf dem vorderen Dorn 3b aufzubringen Längsfäden 12 beispieleweise mit Hilfe eines Seiles mit einer Haspeleinrichtung 16 verbunden, die in grösserer Entfernung - etwa

20 ι - von dem Fadenführer 4 entfernt aufgestellt ist. Mit einem auf den Vorschub des Domes 3 abgestimmten Vorschub zieht dann die Haspel die mit ihr zunächst in Verbindung stehenden Iiängsfäden vor, wobei der schon beschriebene Herstellungsvorgang des Kunststoffschlauches 21 beginnt. Wenn eine Profilierung des vom Dorn abgezogenen KunststoffSchlauches

21 stattfinden soll, ist zwischen der vordersten Stellung

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des Domes und der Haspeleinrichtung 16 eine Profilierungseinrichtung 17 vorgesehen, durch die die Längsfäden 12 zunächst hindurchgeführt worden sind. Die Profilierungseinrichtung arbeitet entweder eng mit einer Trokkenanlage zusammen oder enthält selbst die notwendigen Vorrichtungen zum Trocknen des Kunststoffschlauches bzw. Profiles, so dass dort die Polymerisation des Kunststoffes stattfinden kann.

Zwischen der Haspeleinrichtung 16 und dem Dorn bzw. zwischen der Haspeleinrichtung und der Profilierungseinrichtung 17 ist noch eine stark schematisiert dargestellte Vorschubeinrichtung 16a sowie eine Trennvorrichtung 16b vorgesehen. Wenn beispielsweise das erste auf dem Dorn hergestellte, rohrartige Kunststoffprofil die Profilierungseinrichtung als ausgehärtetes Werkstück verlässt, gelangt es in die Vorschubeinrichtung 16a, die von nun an den Vorschub für den weiteren Herstellungsprozess übernimmt. Die Längsfäden 12, die zu Anfang des Herstellungsprozesses auf den vorderen Dornteil 3b aufgelegt wurden, bleiben nämlich dauernd mit dem jeweils bis zu Vorschubeinrichtung reichenden Teil des Kunststoffprofiles in Verbindung. Nach der Vorschubeinrichtung 16a ist noch eine Trenneinrichtung vorgesehen· Diese soll Kunststoffprofilstücke ι von vorgegebener Länge von dem aus der Vorschubeinrichtung 16a herauskommenden Strang abtrennen. Nach dem Anlaufen des Herstellungsverfahrens übernimmt also die Vorschubeinrichtung 16a die vorstehend beschriebenen Punktion der Haspeleinrichtung 16. Die Verbindung von den Anfängen des Längsfäden 12 mit der

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riohtung 16 wird unterbrochen und die Haspel selbst aus dem Arbeitsprozess ausgeschaltet.

Die Scheibe 39» welche die Spulen 40 für die Längsfäden 12 trägt, ist zwar an dem Ständer 41 drehbar, jedoch feststellbar gelagert. Das ermöglicht eine gute Zugänglichkeit der Scheibe 39 und erleichtert das Auswechseln der Spulen 40. Diese können jedoch auch mit lotrechter Achse ortsfest in der Nähe des Fadenführers 4 angeordnet sein.

Wenn zylindrische Rohre mit einer glatten Innenwand hergestellt werden sollen, belegt man den Dorn zweckmässigerweise mit einer Trennfolie, die beispielsweise aus Zellophan bestehen kann und vor dem Auftragen*von Kunststoff auf den Dorn aufgebracht werden. Dabei bverwendet man einen beispielsweise von einer Rolle abziehbaren Zellophanstreifen, dessen Breite wenigstens so gross wie der Umfang des Dornes ist. Dieser Zellophanstreifen wird vor Beginn des Arbeitsprozesses auf den Anfang des vordersten Dornes aufgetragen, so dass er ihn einhüllt. Dazu kann auch eine Bandbreite vorgesehen werden, die etwas grosser, beispielsweise 2 cm, als der Dornumfang ist, so dass es eine Überlappung gibt. Diesea Band läuft dann mit dem Dorn und den Längsfäden beim Vorschub vor. Es erleichtert das Abziehen eines Kunststoffprofiles von einem zylindrischen Dorn und schafft eine glatte Innenwand. Das Anlegen des als Trennfolie dienenden Zello-

pbmbandes an die Mantelfläche des Dornes geschieht mit Hilfe * Längs- oder Querfäden 12 bzw. 15 sowie vor dem Auftragen

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bekannter Vorrichtungen.

Gegebenenfalls kann die Trennfolie bereits mit Kunststoff beschichtet werden, so dass wenigstens ein Teil der darauf aufgetragenen Längs- bzw. Querfäden 12 bzw. 15 dadurch bereits mit Kunststoff benetzt werden.

Wenn ein fertiger Teil des Kunststoffprofiles den Arbeitsprozess als Rohr verlassen hat, kann die Trennfolie beispielsweise durch Wasser von der Innenseite des Rohrs abgelöst werden.

In aller Regel werden die Querfäden nicht mit Kunststoff imprägniert oder besprüht, Ihre Benez^ng kann durch das Aufrollen auf die mit Kunststoff versehenen Längsfäden erfolgen.

Die Längsfäden können beispielsweise durch die schon erwähnten Sprühdüsen 19» 19a mit flüssigem Kunststoff versehen werden. Eine andere Möglichkeit zur Benetzung der Längsfäden 12 besteht darin, dass eine (nicht gezeichnete) Aufgabevorrichtung vorgesehen ist, die am Umfang des Dornes 3 auf die Trennfolie flüssigen Kunststoff aufträgt. Die Aufgabevorrichtung kann beispielsweise unmittelbar vor der Aufgabestelle der Längsfäden 12 mittels einer Federung leicht auf der Trenafolie, die den Dorn einhüllt, aufsitzen. Unmittelbar hinter der aufgetragenen Kunststoffschicht legen sich dann die Längsfäden in diese Kunststoffschicht. Falls erforderlich, kann eine solche Beschichtung mehrere Male wiederholt werden,

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so dass Kunststoff auf die erste lage der Längsfäden aufgetragen wird und dann eine weitere Lage von Längsfäden - ggf. unter Zwischenfügung von Querfäden - aufgetragen wird.Selbstverständlich kann man hier auch zusätzlich den Kunststoffschlauch mit Düsen 19 ansprühen. Erforderlichen-falls kann man den Dorn 3 oder auch die Profilierungseinrichtung 1?i von innen her durch einen Warmluftstrom erwärmen. Bei einem herzustellenden Kunststoffprofil mit durchgehender Höhlung kann die warme Luft beispielS" weise einfach vorne abströmen.

Pur geschlossene Profile ohne Höhlung ist im Innern des Domes 3 ein ggf. noch etwas in den fertigen Kunststoffschlauch hineinragender Abzugskanal vorzusehen. Gegebenenfalls kommt hier noch eine Erwärmung von aussen hinzu, beispielsweise durch Warmluft oder Wärmestrahler.

Erwähnt seipioch, dass eine als Trennfolie dienende Schicht auch auf den Dorn 3 aufgespritzt werden kann.

Eine sehr wichtige, erfindungsgemässe Weiterbildung des Verfahrens geht dahin, dass ein vorderer Dorn 3 oder auch mehrere vorne angeordnete Dornteile aus dem schon genügend ausgehärteten Kunststoffschlauch 21 nach rückwärts herausgezogen werden, während der gesamte Rohling noch in der Fertigung ist, also beispielsweise das Auftragen der längs- und Querfäden und des Kunststoffes auf den rückwärtigen Dorn 3a noch stattfindet. Die gesamte Länge des herzustellenden

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Kunststoffrohres braucht sich nicht auf dem,gesamten Dorn 3 zu befinden, da der Vorderteil des in Herstellung befindlichen Kunststoffrohres bereits genügend ausgehärtet ist, 80 dass kein Dorn mehr zu seiner Halterung notwendig ist. So können mehrere, sich konzentrisch nebeneinander führende Dornteile nacheinander vorgeschoben, mit Päden belegt und nach rückwärts bereits aus dem genügend gehärteten Rohrteil herausgezogen werden, während sich der Arbeitsprozess auf dem jeweils letzten, im Bereich der Fadenführer 10; 14 Düsen 19 usw. befindlichen Dornteil stattfindet, seiiliesglich kann auch der letzte Dornteil zurückgezogen werden, während der erste Dorn noch soweit vor allen zurückgezogenen Dornen vorstehen bleibt, dass auf ihn der Arbeitsprozess kontinuierlich weitergeführt werden kann.

Die Weiterführung des Arbeitsprozesses beginnt dann wieder mit der im vordersten Dorn entsprechenden Zahl der Längsfäden 12.

Als Kunststoff verwendet man bei dem erfindungsgemässen Verfahren z.B. Polyester oder Epoxidharz. Als Bindemittel für die Päden können auch andere Bin&mittel mit oder oh^ Füllstoff verwendet werden.

Als Päden dienen meist unverzwirnte Glasfaserbüsehel, Gegebenenfalls können auch Metalldrähte zur Armierung dienen.

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In Fig. 25 sind die zur Heizung der Backen dienenden Heizleitungen mit 35 bezeichnet.

Die mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten hohlen Kunststoffprofile können als Träger oder Maste von angenähert gleicher Festigkeit Verwendung finden. Irisbesondere ist eine Anwendung dort vorteilhaft, wo neben den dem Kunststoff spezifischen Eigenschaften noch besondere Festigkeit und/oder eine besondere Profilgebung erwünscht ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von faserverstärkten Kunststoffprofilen, insbesondere solchen, die einen sich verjüngenden Querschnitt aufweisen, mit Hilfe eines Domes, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

a) mit Kunststoff benetzte oder zu benetzende Längsfäden (12) werden "auf die Mantelfläche des Domes (3) aufgebracht, wobei diese Längsfäden zusammen mit dem Dorn vorbewegt werdenj

b) auf die Längsfäden (12) werden mit Kunststoff benetzte oder zu benetzende Querfäden (15) aufgewickelt;

c) während des Arbeitshubes des Domes (3) werden ggf. zusätzliche Längsfäden auf den Dorn aufgelegtj

d.) der durch die Verfahreneschritte a bis c auf dem Dorn erzeugte Kunststoffschlauch (21) wird ggf. nach Aushärten vom Dorn (3) abgezogen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsfäden (12) vor und/oder beim Aufbringen auf den Dorn (3) mit unausgehärtetem Kunststoff od.dgl. benetzt werden.

3* Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

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die Benetzung der Längsfäden (12) und ggf. der Qe*rfäden (15) unmittelbar hinter Fadenführern (10) mittels wenigstens einer Sprühdüse (19) od.dgl. erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Benetzung der Querfäden (15) mittelbar durch den den Längsfäden (12) aufgegebenen Kunststoff od.dgl. bewirkt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf dem Dorn (3) aufgebrachte Folie eine Kunststoffschicht trägt, die wenigstens zum teilweisen Benetzen der aufzubringen Fäden (12 oder 15) dient. , .

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass hinter einem'Fadenverteiler die Viskosität des Kunststoffes od.dgl. durch Anblasen mit Heissluft reguliert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lagen von Längs- und/oder Querfäden (12· 15) auf dem Dorn (3) aufgetragen bzw.

. aufgewickelt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7_f dadurch

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gekennzeichnet, dass der Dorn (3) über seinen umfang mit unterschiedlichen Dicken belegt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Dorn (5) abgezogene Kunststoffschlauch (21) zusammengefaltet und zu einem Profil verformt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dass die bei Beginn eines Arbeitshubes erforderlichen Längsfäden (12) mit einer Vorschubeinrichtung ,z.B. einer Haspeleinrichtung (16) in Verbindung stehen, während die im Verlaufe des Arbeitshubes zusätzlich aufgebrachten längsfäden (12) vom vorgehenden Dorn (3) und den darauf befindlichen Längs- und/oder Querfasern (12; 15) mitgenommen werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in das Kunststoffprofil als Armierung dienende Längs- und^oder Querfäden (12 bzw. 15) aus Metalldraht eingefügt werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dorne und ggf. Höhlungen innerhalb der Kunststoffprofile von innen, beispielsweise mit Warmluft, erwärmt werden.

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13» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem rückwärtigen Dornteil (3a) einem vorderen (3b) und ggf. mittleren Dornteilen, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Dornteil bis in die Anlaufstellung und ggf. die mittleren D'ornteile noch weiter zurück in eine Bereitschaftsstellung. vorOfbereits genügend erhärteten • Kunststoffschlauch (21) zurückgezogen werden, während die weitere Herstellung des KunststoffSchlauches noch auf dem rückwärtigen Dornteil (3a) stattfindet, wobei nach der Fertigstellung des Kunststoffschlauchabschnittes auf dem rückwärtigen Dornteil (3a) dieser auch in die Bereitschaftsstellung zurückgezogen wird und die Herstellung des nächsten Kunststoffprofiles kontinuierlich auf dem aus der Bereitschaftsstellung ein wenig hervorragenden, in der Anlaufsteilung befindlichen vorderen Dorn (3b) weitergeführt wird.

14. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen den Dorn (3) umgreifenden ladenverteiler (4) besitzt, an dem zahlreiche in Ruhestellung bzw. in unterschiedlichen Arbeitsstellungen einstellbare Fadenführer (10) für die längsfäden (12) angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,

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dass im Fadenverteiler (4) fadenführer (10) in mehreren Reihen (13) hintereinander angeordnet sind,

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Reihe (13) von Fadenführern (10) eine besondere Verstelleinrichtung für diese fadenführer zugeordnet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Fadenverteiler (4) weitere Fadenführer (14) für Querfäden (15) vorgesehen s ind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (3) gegenüber dem Fadenverteiler (4) vor- und zurückverfahrbar angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (3) mehrteilig ausgeführt ist und sich vorzugsweise Dorne geringeren Durchmessers (3b) in Dornen (3a) grösseren Durchmessers konzentrisch führen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass vom Dorn (3a) grösseren Durchmessers zum Dorn (3b) kleineren Durchmessers

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abgeschrägte Übergangsstellen (5) od.dgl. vorgesehen sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Dorne (3) ein konisches Aussenprofil besitzen.

22. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Verstelleinrichtung für Dorne (3) aufweist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass an den Dornen (3) eine Einrichtung zum Erwärmen dieser Dorne von innen her vorgesehen ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, Ättrch gekennzeichnet, dass der Dorn (3) zur Beheizung Warmluftkanäle aufweist .und vorzugsweise selbst als Warmluftkanal ausgebildet ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass am Dorn (3) Warmluftabführkanäle vorgesehen sind.

26. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Padenverteiler (4)

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leicht auswechselbar in einer Halterung (18) gelagert ist und bei der Vorrichtung (1) mehrere Fadenverteiler unterschiedlicher Arbeitsbereiche vorgesehen sind.

27. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Fadenverteiler wenigstens eine Sprühdüse (19) vorgesehen ist, aus welcher Kunststoff, Harz od.dgl. Werkstoff zum Anfertigen der Kunststoffprofile auf die soeben auf den Dorn aufgebrachten Fäden (12 bzw. 15) aufgesprüht werden kann.

28. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Fadenverteiler wenigstens eine Luftdüse (20) angeordnet ist, mittels welcher der unmittelbar hinter dem Fadenverteiler (4) entstehende Kunststoffschlauch (21) angeblasen werden kann.

29· Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Haspeleinrichtung zum Vorziehen von Längsfäden (12) aufweist.

30, Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorrichtung (1) •ine Profilierungseinrichtung (17? 26} 30) für den Kunststoffschlauch (21) vorgesehen ist, die sich zwischen

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-30-dem Fadenverteiler und der Haspeleinrichtung befindet.

31· Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Fadenverteiler (4) und der Haspeleinrichtung (16) bzw. einer Vorschubeinrichtung wenigstens eine Heizeinrichtung für den Kunststoffschlauch (21) vorgesehen ist, die ggf. innerhalb der Profilierungseinrichtung (17; 26· 30) untergebracht ist.

32. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass bei ihr eine Einrichtung zum Imprägnieren der Längs- und/oder Querfäden (12; 15) mit Kunststoffharz od.dgl. vorgesehen ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungseinrichtung vorzugsweise beheizbare Backen (22) od.dgl. aufweist, die zwischen sich eine der Umrissform der herzustellenden Kunststoffprofile entsprechende Höhlung frei lassen.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33,. dadurch gekennzeichnet, dass die Backen (22) od.dgl. der Profilierungseinrichtung einstellbar und leicht auswechselbar in einer Halterung angeordnet sind.

35· Vorrichtung nach Anspruch 30 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungeeinrich-

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tung mehrere umlaufende, vorzugsweise geheizte Bänder (28) aufweist.

36. Vorrichtung nach Anspruch 30 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Profilierungseinrichtung ein feststehender, mehrflächiger Kern (27) sowie zu dessen Seiten parallele Bänder (28) zum Andrücken des Kunststoffschlauches (21) vorgesehen sind.

37. Vorrichtung nach Anspruch 33 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Höaung zwischen den Backen od.dgl. (22; 28) am dem Fadenverteiler (4) zugewandten Backenende der Umrissform des Kunststoffschlauches (21) entspricht, vorzugsweise dort eine Einlaufmündung besitzt und zum haspelseitigen Backenende hin kontinuierlich in die endgültige Umrissform des herzustellenden Kunststoffprofiles übergeht.

38. Vorrichtung nach Anspruch 35, daoder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bänder (28) in ihrer Lage zueinander von dem durchlaufenden Kunststoffprofil abhängig veränderbar angeordnet sind.

39. Vorrichtung nach Anspruch 30 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungseinrichtung ein Vorpr/ofilierungsgerät (24; 25) aufweist.

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40. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Fadenführer (14) für die Querfäden (15) koaxial zur Dornachse drehbar gelagert sind.

41. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühdüse (19 bzw. 19a) und ggf. die Luftdüse (20) koaxial zur Dornachse drehbar gelagert sind.

42. Vorrichtung nach Anspruch 40 und 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenführer (14) für die Querfäden, die Sprühdüsen - (19) und ggf. die Luftdüse (20) an einem gemeinsamen Träger angeordnet sind, der koaxial zur Dornachse drehbar gelagert ist.

43. Vorrichtung nach Anspruch 40 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Fadenführern (14) für die Querfäden (15) eine koaxial zur Dornachse drehbar gelagerte Scheibe vorgesehen ist, die vorzugsweise mit dem Träger in Verbindung steht und Spulen für die Querfäden (15) trägt.

44. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass - in Vorschubrichtung der Längsfäden gesehen - hinter dem Dorn bzw. hinter einer Profilierungseinrichtung (17) eine Vorschubeinrichtung

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zum Weitertransport der Kunststoffprofile vorgesehen ist.

45. Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass hinter der Vorschubeinrichtung eine Schneideinrichtung zum Abtrennen fertiger Kunststoffprofile vom im Arbeitsverfahren befindlichen Strang vorgesehen ist.

Patentanwalt

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