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Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Profilstrangteilen
mit einem Schaumstoffkern und einem Mantel Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zum kontinuierlichen Herstellen von Profilstrangteilen, insbesondere für Masten,
Pfosten, Bauelemente und dgl., mit einem Schaumstoffkern und einem Mantel, wobei
der Mantel in Bahnform zum und zwischen Formblockketten in einer dem Endprodukt
entsprechenden Form weitergeführt und das Schaumstoffmaterial in den Mantel vor
dessen Eintritt zwischen die Formblockketten eingespritzt und zwischen diesen zum
Aufschäumen gebracht trd.
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Es ist ein Verfahren dieser Art bekannt (deutsche Patentschrift 859
122), bei dem wenigstens zwei Hünfolien im Abstand von.inander von Rollen abgewickelt
und zwischen Formblockketten durchgeführt werden, woboi das Schaumstoffgrundmaterial
in den Zwischenraum zwischen den Hüllfolienbahnen einsespritzt wird. Die Formblockketten
sind in einer Heizkaor untergebracht. Das Schaumatoffgrundmaterial
schäumt
durch die Wärmeeinwirkung zwischen den Hüllfolienbahnen auf und preßt diese gegen
die Formblockketten, die damit die äußere Form des Produketes bestimmen.
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Im einfachen Falle ist das Endprodukt dieses bekannten Verfahrens
ein Formkörper aus Schaumstoff, der an zwei sich gegenüberliegenden Außenseiten
einen Folienbelag aufweist. Zur Bildung eines geschlossenen Mantels ist es bei dem
bekannten Verfahren erforderlich, entweder eine der Hüllfolien breiter als die andere
zu wählen und an den Seiten des Profilstrangteiles umzufalten, oder für die Seitenflächen
zusätzliche Hüllfolienbänder zuzuführen und zwei weitere, seitlich verlaufende Formblockketten
zur Führung dieser Hllfolien anzuordnen. Die Herstellung eines vollständig ummantelten
Profilstrangteiles nach diesem Verfahren erfordert somit aufwendige und komplizierte
Vorrichtungen. Der Mantel der nach diesem Verfahren entstehenden Profilstrangteile
kann lediglich als Oberflächenschutz und Isolierung dienen, jedoch keine nenenavsrte
Verbesserung der Festigkeit des Endproduktes bewirken.
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Bei dem gleichen genannten Verfahren (deutsche Patentschrift 859
122) ist ferner die Herstellung nichtummantelter Profilstrangteile aus Schaumstoffgrundmaterit
mit Hilfe von Hüllfolien vorgesehen. Dabei übernehmen die Hüllfolien in der oben
geschilderten Weise den Transport und die Begrenzung des Schaumstoffgrundmaterials
zwischen den Formblockketten und werden von dem fertigen Profiletrangteil wieder
abgelöst. Für diese Variation des bekannten Verfahrens ist die Möglichkeit vorgesehen,
jede Hüllfolie als endloses Band auszubilden. Auf die Verwendung weiterer, aeitlich
angeordneter Begrenzungsbänder und der zugehörigen Formblockketten kann auch bei
diesem
Verfahren nicht verzichtet werden, wenn eine exakte seitliche
Begrenzung des Profilstranteiles erforderlich ist. Zum Herstellen eines nicht-ummantelten
Profilstrangteiles nach dem geschilderten Verfahren ist somit eine Vorrichtung erforderlich,
die wenigstens zwei, gegebenenfalls sogar vier endlose Hüllfolienbänder sowie eine
gleiche Anzahl umlaufender Formblockketten aufweist. Eine solche Vorrichtung ist
kostspielig, schwierig in der Herstellung und im Betrieb, insbesondere durch die
große Zahl der notwendigen Antriebgeinrichtungen auch störanfällig, und erfordert
überdies viel Platz.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs beschriebenen
Art zu entwickeln, das mit einfacheren Mitteln das Herstellen von Profilstrangteilen
mit günstigen Festigkeitseigenschaften ermöglicht.
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Die Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß
als Mantel ein kontinuierlich unmittelbar vor seiner Verwendung hergestelltes Band
aus in wesen tlichen zu einander parallelen Glasfasersträngen, die vor dem Eintritt
zwischen die Formblockketten durch ein Bad aus härtbarem Kunststoff, vorzugsweise
Polyester, geführt werden, verwendet und bei seinem Eintritt zwischen die Foriblockkotten
zu einem dem Profil des zu erzeugenden Profilstrangteiles entsprechenden Hohlprofil
gebo£en ird, und daß beim Durchlaufen zwischen den Formblockketten der Kunststoff
ausgehärtet und die freien Enden des Mantels miteinander infolge der Aushärtung
verbunden werden.
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Das Endprodukt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Profilstrangteil
mit einem Mantel aus in Längsrichtung verlaufenden Glasfasern, die dem Endprodukt
vorteilhafte Festigkeitseigenschaften verleihen, die durch Hüllfolienmäntel nicht
zu erreichen sind. Der aus nur einer Bahn geformte Mantel, dessen eine Nahtstelle
durch das Verbinden während des Aushärteprozesses als solche nicht in Erscheinung
tritt, weist über den ganzen Querschnitt ein homogenes Gefüge und dementsprechend
gleichbleibende Festigkeitseigenschaften auf. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Profilstrangteile weisen somit ein besonders günstiges Verhältnis
zwischen ihrem Gewicht und ihrer Festigkeit auf.
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Sie sind als Masten, Pfosten und andere Bauelemente überall dort in
günstiger Weise verwendbar, wo das Gewicht eine Rolle spielt. Die in weiten Grenzen
beliebige Querschnittsgestaltung sowie die infolge des strangförmigen Herstellens
zweckentsprechend wählbare Länge stellen weitere Vorteile des Endprodukt es des
erfindungsgemäßen Verfahrens dar.
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Überdies kommt das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber dem eingangs
geschilderten Verfahren mit nur zwei Formblockketten aus und liefert trotzdem ein
völlig ummanteltes Endprodukt. Die Vorrichtung für dieses Verfahren ist somit einfach
und weniger störanfällig.
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Dem Profilstrang kann wenigstens während eines Teilbereiches des
Weges zwischen den Formblockketten Wärme zugeführt werden, wenn damit einerseits
das Aufschäumen und Verfestigen des Schaumstoffgrundmaterials und andererseits das
Aushärten des die Glasfaserstränge verbindenden Kunststoffes vorteilhaft verbessert
und beschleunigt wird.
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Eine hinsichtlich der Oberflächen- und Festigkeitseigenschaften des
Endproduktes vorteilhafte Erweiterung des Verfahrens sieht vor, daß der Glasfaserstrang
anschließend an das Kunststoffbad durch eine ein gleichmäßiges Tränken bewirkende
Ablenkvorrichtung geführt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird vor Eintritt des Mantels zwischen die Formblockketten eine weitere Folie, beispielsweise
Papier, sich an die Innenseite des Mantels anlegend zugeführt. Diese Folie wirkt
als Isolierung zwischen dem Schaumstoffkern und dem Mantel und verhindert unerwünschte
chemische Reaktionen der beiden Werkstoffe miteinander.
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Die Folie wird durch den Druck des Schaumstoffkernes gegen den Mantel
gepreßt und bedarf keiner weiteren Befestigung.
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Da sie gleichzeitig mit der Bahn für den Mantel zum Profil geformt
wird, also keine zusätzlichen Vorrichtungen erfordert, ist die Isolierung auf einfache
Weise zu erreichen.
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Die Erfindung schafft auch eine Vorrichtung zum konti nuierlichen
Herstellen von Profilstrangteilen. Sie ist gekennzeichnet durch ein Paar antreibbarer,
endloser Formblockketten, deren gleichlaufende Trümer einander unmittelbar so benachbart
sind, daß die einander gegenüberliegenden Formblöcke zwischen sich einen dem Querschnitt
des Endproduktes entsprechenden Formkanal bilden, sowie durch eine dem Eingang des
Formkanals vorgelagerte Lagereinrichtung tür von einer Rolle abzuziehende Glasfaserstränge,
ein von den Glasfasersträngen durchlaufenes Kunststoffbad und eine Einführeinrichtung
für Schaumstoffgrundmaterial mit einem Mundstück, das sich in der Nähe der Eintrittsstelle
der Glasfaserstränge in den Formkanal befindet.
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Die den Formkanal bildenden Trimer der Formblockketten sind auf einfache
Weise an ihrer Au#enseite abstützbar, um den beim Aufschäumen entstehenden Innendruck
aufnehmen zu können. Ferner sind sie in einfacher Weise so fest zusammenpreßbar,
daß keine Dichtigkeitsprobleme auftreten. Demgegenüber ist das Bilden eines dichten
Formkanals mittels vier umlaufender Plattenbänder wie sie bei dem oben geschilderten
bekannten Verfahren (deutsche Patentschrift 859 122) verwendet werden, mit großen
Schwierigkeiten verbunden. Die Formblockketten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
gewährleisten einen gleichbleibenden Querschnitt des Endproduktes. Ferner lassen
sich nur mit den erfindungsgemäß dicht schließenden Formblöcken Ausbiegungen oder
Knickungen der Mantelfolie vermeiden, durch die die Festigkeitseigenschaften des
Glasfasermantels erheblich vermindert würden.
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Vorteilhaft können im Kunststoffbad mehrere die Glasfaserstränge
umlenkende Rollen oder Walzen angeordnet sein.
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Die Durchlaufzeit und -strecke wird so bei platzsparender Größe des
Kunsbstoffbades auf einfache Weise verlängert.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung für das erfindungsgemäße
Verfahren sind zwischen dem Kunststoffbad und den Formblockketten als Ablenkvorrichtung
quer zum Glasfaserstrang und von diesem umschlungen mehrere Walzen zueinander parallel
und in etwa einer Ebene angeordnet. Sie erzwingen eine starke Krümmung des Glasfaserbandes
und damit einen Anlegedruck, der ein gleichmäßiges Durchtranken der Glasfaserstränge
mit dem Kunststoff bewirkt.
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Wenn der Schaumstoffkern vom Mantel isoliert werden soll, kann in
einfacher Weise vor dem Eingang des Formkanals eine Lagereinrichtung für eine Papierrolle
und eine das Papier an die Innenseite des Mantels anlegende Zuführeinrichtung angeordnet
sein.
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Bei einer vorteilhaften Weiterentwicklung der erfindungzgemä#en Vorrichtung
ist im Bereich der Formblockketten eine endlos umlaufende Folie aus nicht am Kunststoff
des Mantels haftendem, hitzebeständigem Werkstoff so angeordnet, daß das Arbeitstrum
der Folie sich außen an den Mantel anlegend mit diesem den Formkanal durchläuft
und nach dem Passieren des Formkanals sich vom Mantel des Profilstrangkörpers abwickelt
und zurückläuft. Die Führungs- und Umlenkeinrichtungen für die endlos umlaufende
Folie erfordern wenig Platz. Sie ersparen dafür einen Isolierbelag auf den Formblockketten,
dessen Wartung und Erne@rung schwieriger und kostspieliger ist als das Anbringen
einer neuen umlaufenden Folie, Darüberhinaus bewirkt die umlaufende Folie eine zusätzliche
Sicherung gegen ein Verformen des Mantels in den Fugen zwischen den Formblöcken,
dessen Nachteile vorstehend bereits genannt wurden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, die
als Ausführungsbeispiel die Herstellung eines erfindungzgemä#en Profilstrangteiles
mit kreisföriigem Querschnitt darstellt. Es zeigen: Fig. 1 schematisch die Seitenansicht
einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines Profilstrangteiles g « äß
der Erfindung,
Fig. 2 eine perspektivische, teilweise schematisierte
Daratellung eines Teilbereiches der Vorrichtung entsprechend den Begrenzungslinien
II-II, und des Herstellungsproduktes in den entsprechenden Zwischenstadien, Fig.
3 einen Schnitt durch das Herstellungsprodukt im Zwißchenstadium nach der Schnittlinie
III-III in Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt durchdas Herstellungsprodukt im Zwischenstadium
gemäß der Schnittlinie IV-IV nach Fig. 2, Fig. 5 die Draufsicht auf einen Teilbereich
der Vorrichtung entsprechend den Begrenzungslinien II-II in Fig. 1, Fig. 6 eine
teilweise seitliche Schnittansicht der Vorrichtung nach Fig. 5 entsprechend der
Schnittlinie VI-VI in Fig. 5, und Fig. 7 einen Vertikal schnitt durch den Formkanal
der Vorrichtung entsprechend der Schnittlinie VII-VII in Fig. 5.
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Den Hauptteil der Vorrichtung bildet ein Formkanal 1, der, wie aus
Fig. 5 ersichtlich, durch einander unmittelbar benachbarte Trümer 2a,und 3a zweier
Formblockketten 2 und 3 gebildet wird Jede der Formblockketten besteht aus gelenkig
aneinandergefügten Formblöcken 2b und 3b, die um Führungsorgane 4 Y 55 6 und 7 herum
in einer Ebene auf je einer geschlossenen rshn in Form eines langgestreckten Ovals
geführt werden. Die Formblöcke können aus Kunststoff oder Metall, vorzugsweise aus
Leichtmetall, hergestellt werden. Sie enthalten Profilausnehmungen 2c bzw.
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3c, die sich in den einander benachbarten Arbeitstrümern 2a und 3a
zu einem geschlossenen Querschnitt von beispielsweise kreisförmiger Form ergänzen.
Die Formblockketten werden gegenläufig zueinander im Sinne der Pfeile A und B angetrieben,
so daß die Arbeitstrümer 2a und 3a in gleicher Richtung nebeneinander herlaufen.
Der Antrieb der Formblockketten 2 und 3 erfolgt durch Stützrollen 8, die@ beiderseits
der Arbeitstrümer 2a und 3a angeordnet sind und im Bereich des Formkanals 1 die
Formblöcke 2b und 3b zusaenhalten. Die Stützrollen8 sind mittels Achszapfen 9a und
9b in einer durch vier Winkelschienen 10 gebildeten Tragkonstruktion gelagert, wie
in Fig, 7 erkennbar. Die oberen Winkelschienen 10 sind in Abständen durch Bügel
11 miteinander verbunden. Die unteren Winkelschienen 10 stehen durch eine Gleitplatte
12 in Verbindung, auf denen die Arbeitstrümer 2a und 3a der Formblockketten 2 und
3 laufen.
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An den unteren Achszapfen 9a der Stützrollen 8 sind Kettenritzel 13
befestigt. Diese Kettenritzel 13 werden über eine Kette 14 von einem Hauptkettenrad
15 aus angetrieben, das seinerseits drehfest auf einer Welle 16 eines Antriebsmotors
17 sitzt. Auf diese Weise wird der synchrone Umlauf der Formblockketten 2,3 zugleich
mit dem Zußammenhalt der Formblöcke im Bereich des Formkanals 1 gewährleistet.
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Im Sinne der Bewegungsrichtung des Herstellungsverfahrens, die in
den Fig. 1,2 und 5 durch einen Pfeil O angezeigt wird, vor dem Formkanal sind weitere
Bestandteile der Vorrichtung angeordnet: Eine Lagereinrichtung 18 für eine Rolle
19 aus Glasfasersträngen 20, ein Kunstatoffbad 21 mit die Glasfaserstränge 20 umlenkenden
Walzen 22,
eine Ablenkvorrichtung 23 mit Rollen 24, eine weitere
Lagereinrichtung 25 für eine Papierrolle 26 sowie eine Einführeinrichtung 27 für
Schaumstoffgrundmaterial mit einem Mundstück 28.
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Ein weiterer Bestandteil der Vorrichtung besteht aus einer endlos
umlaufenden Folie 29 aus hitzebeständigem, am Kunststoff des Bades 21 nicht haftendem
Werkstoff, und den Umlenk- und Führungselementen 30 für die endlose Folie 29. Die
Folie 29 und ihre Umlenkelemente 30 sind im Bereich des Formkanals derart angeordnet,
daß das in der Arbeitsrichtung C bewegte Trum der Folie 29 innerhalb des Formkanals
läuft.
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Mit der bisher beschriebenen Vorridtung wird auf folgende Weise ein
kontinuierlicher Profilstrangteil erzeugt: Von der Rolle 19 werden Glasfaserstränge
20abgezogen und, gegebenenfalls über eine Führungsrolle 31, zum Kunststoffbad 21
geführt. Das Kunststoffbad 21 enthält einen aushärtbaren Kunststoff, beispielsweise
Polyester. Innerhalb des Kunststoffbades werden die Glasfaserstränge durch die Walzen
22 mehrfach umgelenkt, wodurch sie von allen Seiten gleichmäßig mit dem Polyester
in Berührung kommen. Anschließend an das Kunststoffbad läuft das auf diese Weise
entstandene glasfaserverstärkte Kunststoffband über die Rollen 24 der Ablenkvorrichtung
23. Durch die starke Umschwingung jeder dieser Rollen wird eine gute und gleichmäßige
Tränkung der Glasfaserstränge mit dem Kunststoff erreicht. Das Ergebnis ist eine
glasfaserverstärkte Kunststoffolie, die sich nocht nicht verfestigt hat. Auf die
weiterlaufende Folie legt sich nunmehr die von der Papier
rolle
26 abgezogene Papierbahn. Die beiden aufeinanderliegenden Bahnen 20 und 26 werden
nunmehr in den Formkanal 1 gezogen und dabei zu einem Hohlprofil gebogen.
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Der Biegeprozeß beginnt bereits vor Eintritt in den Formkanal wie
es in Fig. 2 perspektivisch dargestellt ist.
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In die Rinne, die die Folien vor dem Formkanal bilden wird mittels
der Einführeinrichtung 27 mit Mundstück 28 das Schaumstoffgrundmaterial zugeführt.
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Im Inneren des Formkanals, der durch eine nicht gezeichnete Heizeinrichtung
erwärmt wird, schäumt das Schaumstoffgrundmaterial auf und drückt die Folie fest
an die Innenwandungen der Formblockketten und aneinander. Gleichzeitig härtet der
Kunststoff der Glasfaserfolie aus und verfestigt sich zu einem starren Mantel um
den Schaumstoffkern. Die wandernden Formblockketten schieben das so entstehende
Profilstrangteil 32 weiter.
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Vor dem Eintritt der Glasfaserfolie und der Papierfolie in den Formkanal
legt sich an die spätere Außenseite der Glasfaserfolie, also an die der Papierfolie
entgegengesetzte Seite, eine endlos umlaufende Folie aus nicht mit dem Kunststoff
verklebendem, hitzebeständigem Material.
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Diese Folie wird in gleicher Weise vor Eintritt in den Formkanal und
in diesem gebogen wie die anderen Folien.
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Sie wandert mit durch den Formkanal und 3öst sich von dem fertigen
Profil strang nach dem Austritt aus dem Formkanal, worauf sie unterhalb des Formkanals
zurückgeführt wird. Das Zuführen und Ablösen der Folie 29 ist ebenfalls in Fig.
2 dargestellt, wobei auf die Darstellung der Führungselemente 30 verzichtet wurd.
Der besseren Anschaulichkeit
halber ist in den Fig. 3 ein Schnitt
durch die den Formkanal zugeführten, bereits aufgewülbten Folien sowie in Fig. 4
ein Schnitt durch das fertige Profilstrangteil 32 mit sich ablösenden Folie 29 in
größerem Maßstab gezeigt.
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Das fertige Profilstrangteil 32 weist, wie in den Fig. 4 und 7 ersichtlich,
einen Schaumstoffkern auf, umgeben zunächst von der Papierfolie 26 und dem Außenmantel
20 aus der glasfaserverstärkten Kunststoffolie 20.
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Die Erfindung ist nicht auf das gezeichnete Ausführungsbeispiel beschränkt.
Die beschriebene Vorrichtung kann zur Er eung von Profilstrangteilen beliebigen
Profiles verwendet werden, bei Einsetzen einer Kernform in den Formkanal auch zur
Iferstellung von Hohlprofilen. Die Papierfolie 26 erübr gt sich, wenn der Kunststoff
für den Glasfasermantel und das Schaumstoffgrundmaterial keiner trennenden Zwischenschicht
bedürfen. Anstelle der endlosen Folie die als Gleitmittel innerhalb des Formkanals
wirkt, können die Profilausnehmungen der Formblöcke mit einem Belag versehen werde
der nicht mit dem Kunststoff des Mantels verklebt.
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Sämtliche aus der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden
Merkmale und Verfahrensschritte, einschließlich der konstruktiven Einzelheiten,
können in beliebigen Kombinationen erfindungswesentlich sein.