DE1704949A1

DE1704949A1 - Verfahren zur Herstellung von Formteilen

Info

Publication number: DE1704949A1
Application number: DE19671704949
Authority: DE
Inventors: Artur Rudolf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-04-01
Filing date: 1967-04-01
Publication date: 1971-07-08
Also published as: CH463770A; FR1565738A; AT315477B; SE341467B

Description

25.3.1971 "'

Dr.R. ,jr./La./Za

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Firma -

Ing. A. Rudolf

Hermesdorf-Waldbröl/Rhld.

Verfahren zur Herstellung von Formteilen,

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen unter Verwendung von glasfaser-stabilisierten Kunstharzen.

Bei den bekannten Verfahren werden ein oder mehrere Glasfaserrovings durch ein Tränkbad geführt und anschließend durch eine verschieden geformte Düse_o Dabei wird der mitgenommene Harzanteil entsprechend vermindert«

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Dieser Strang wird beim sogenannten Wickelverfahren unter einer bestimmten veränderbaren Zugspannung auf den Kern einer Form aufgewickelt oder beim Profilziehen durch entsprechend geformte Werkzeuge gezogen, die durch Heizung während des fortlaufenden Ziehvorgangs zu einer ^ weitgehenden Polymerisation des Kunstharzes führen. Dieses Profilziehverfahren hat zwar den Vorteil, daß das Fertigprodukt in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt wird, besitzt aber demgegenüber den Nachteil, daß die Glasverteilung über den Querschnitt unregelmäßig ist, und die Oberfläche keinen hohen Ansprüchen genügt. Hinzu kommt - wie gefunden wurde -, daß der relative Glasfaser-Anteil nicht bis zum vorteilhaftesten Grade erhöht werden kann. Der Glasfaser-Anteil bestimmt aber im wesentlichen die Festigkeits- und Elastizitäts-

^w eigenschaften des Formteiles. Ein Optimu$u^des Verhältnisses Glas-Harz läßt sich bei diesem Verfahren nicht erreichen, weil die Zugkräfte bei hohen Glasgehalten so stark ansteigen, daß weder glatte Oberflächen noch eine gleichmäßige Glasverteilung im Inneren des Profils erzielbar sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gat-

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tungsgemäßes Verfahren anzugeben, "bei welchem nicht nur Formteile mit hochgradig glatter und gleichmäßiger Oberfläche hergestellt werden können, sondern auch solche Formteile, deren innere Festigkeit und Elastizität bis nahezu an die durch den Glasfaser-Anteil gegebenen Grenzwerte gesteigert werden kann.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die im Strangziehverfahren oder dergleichen kunstharzgetränkten Glasfaser-Rovings vor der Auspolymerisation des Kunstharzes in eine Form eingebracht und unter Vergrößerung des relativ zum Kunstharz vorliegenden Glasfaser-Anteiles ausgeformt werden.

Es it ferner von Vorteil., wenn das Ausformen innerhalb der Vertiefung eines mit dem Glasfaser-Kunstharzverbund zu bewehrenden Grundkörpers beispielsweise aus Holz erfolgt.

Schließlich ist es von Vorteil, wenn erfindungsgemäß die kunstharz-umkleideten Glasfaßer-Rovings in mehreren Lagen übereinander geschichtet in die Form einge-

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legt werden, wobei sich die Längsrichtung der Glasfaserstränge der einen Lage q.uer zu derjenigen der darübergesGhichteten Lage erstreckt.

Zufolge dieser Lösung ist ein Verfahren angegeben, L· welches die Herstellung hochgradig stabiler und

elastischer Formteile mit hochq.ualitativer Oberfläche gestattet. Es werden zunächst im Strangziehverfahren oder dergleichen kunstharz-getränkte Glasfaser-Stränge hergestellt. Vor dem Auspolymerisieren des Kunstharzes werden diese Stränge in die geeignete Form gelegt. Es wurde gefunden, daß diese Stränge verfahrenstechnisch bereits gut zu handhaben sind, so daß das Einlegen der Stränge in die Form keine Schwierigkeiten bereitet. Anschließend werden diese kunstharzgetränkten Glasfaser-Rovings durch Schließen der Form ausgeformt. Hierbei wird eine Vergrößerung des relativ zum Kunstharz vorliegenden Glasfaser-Anteiles vorgenommen, und zwar in einfachster Weise dadurch, daß beim Schließen der Form ein Teil des noch nicht auspolymerisierten Kunstharzes aus dem Forminnern herausgedrückt wird. Bei Herstellung verhältnismäßig langer

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Formteile empfiehlt sich hierfür die Lösung, den Formdeekel von der Mitte Jaer zum Ende hin kontinuierlich zu schließen, um so das Kunstharz in günstiger Weise von der Mitte her zu den Formenden zu pressen und
dort zum Austritt zu zwingen. Obwohl einzelne kunst-

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harz-getränkte Glasfaser-Stränge je für sich in die ^

Form eingelegt werden, entstehen durch das Ausformen unter Vergrößerung des relativen Glasfaseranteiles
überraschend homogene Formteile. Die Formteile besitzen auch eine sehr gute Oberfläche, die für nahezu sämtliche Einsatzzwecke keiner Nachbearbeitung mehr bedürfen. Über die relative Vergrößerung des Glasfaser-Anteiles kann insbesondere der Elastizitätsmodul des Formteiles variiert werden, weil im wesentlichen nur der Glasfaser-Anteil einen praktischen Einfluß ' ■■ i

auf die Festigkeit des Formteiles ausübt. Das. Formteil verbleibt bis zur vollständigen, jedenfalls bis nahezu zur vollständigen Auspolymerisation des Kunstharzes in der Form. Bei Übereinanderschichtung mehrerer kunstharz-umkleideter Glasfaser-Stränge in entsprechender erfindungsgemäßer Anordnung lassen sich zudem Formteile mit einer außerordentlich hohen Durchschlagfestigkeit herstellen, beispielsweise für schußsichere Bau-

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teile« Durch das Ausformen der Glasfaser-Kunstharz-Stränge innerhalb von Vertiefungen eines Grundkörpers, mit welchem Grundkörper diese Stränge bei der Auspolymerisation des Harzes gleichzeitig einen unlösbaren festen Verbund eingehen, können Grundkörper beispielsweise aus Holz oder dergleichen zur Erzielung hoher Festigkeit, insbesondere Bruchfestigkeit und zur Erzielung hoher Elastizitätsgrade bewehrt werden.

Gegenstand der Erfindung ist auf der beiliegenden Zeichnung erläutert.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zunächst kunstharz-getränkte Glasfaser-Rovings vorzugsweise Im Strangziehverfahren hergestellt. Solche kunstharz-getränkten Glasfaser-Stränge sind in den Abb. 1 und 2 dargestellt.

Abb. 1 zeigt einen entsprechenden Strang mit rundem

Querschnittj
Abb. 2 zeigt einen entsprechenden Strang mit ovalem Querschnitt.

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Das Volumenverhältnis Kunstharz zur Glasfaser ist bei diesen Strängen gemäß Abb. 1 und 2 noch so, daß im wesentlichen eine geschlossene Kunstharz-Mantelhülle des Glasfaser-Hovings vorliegt, auch wenn das Kunstharz noch nicht polymerisiert ist.

Ein oder mehrere Stränge gemäß Abb. 1 oder 2 werden Λ

nun vor der Polymerisation des Kunstharzes in eine entsprechende Form gelegt. Zur Herstellung von Leisten gemäß Abb. 3 und der einen Querschnitt gemäß Linie A-B hierzu darstellenden Abb. 4 werden beispielsweise drei Stränge gemäß Abb. 2 in eine Form eingelegt. In Abb. 4 ist diese Nebeneinanderlage der Stränge 1, 2 und 3 symbolisch dargestellt. Anschließend wird die Form geschlossen. Dies geschieht unter Vergrößerung des relativ zum Kunstharz vorliegenden Glasfaser-Anteiles,

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und zwar dadurch, daß, ausgehend von der Formmitte her, der Formdeckel zu den Stirnenden hin kontinuierlich geschlossen wird, wodurch sich an den Stirnenden kunstharz auspreßt. Nach anschließender Auspolymerisation des Kunstharzes entsteht ein in sich völlig homogenes Formteil gemäß Abb. 3, in welchem die symbolisch in Abb. 4 dargestellten Stränge 1, 2 und 3 einen völlig

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gleichmäßigen inneren Verbund zueinander eingenommen haben.

Abb. 5 und die einen Schnitt nach der Linie C-D hierzu darstellende Abb. 6 stellen ein aus drei Strängen gefe maß Abb. 1 hergestelltes Dreikant-Formteil dar. Zu diesem Zweck sind drei Stränge 4, 5, 6 gemäß Abb. 1 in die Form eingelegt. Nach gleichartigem Schließen der Form entsteht wieder ein in sich völlig homogenes Formteil.

Abb. 7 stellte ein in entsprechendem Verfahren hergestelltes U-Profil dar. Es sind mehrere Stränge 7, 8, 9, 10 und 11 gemäß Abb. 1 bzw. gemäß Abb. 1 und/oder Abb. in die Form eingelegt, so wie es symbolisch in der einen Querschnitt gemäß Linie E-F der Abb. 7 darstellenden Abb. 8 gezeigt ist.

Abb. 9 und 10 stellen ein Formteil dar, welches als Bogen zum Pfeilschießen ausgebildet ist. Das Formteil ist wiederum hergestellt durch Einlegen mehrerer Stränge ■ gemäß Abb. 2 und/oder Abb. 1 in eine Form. Abb. 9

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zeigt eine Ansicht dieses Bogens in gespannter Stellung. Abb» 10 zeigt eine vergrößerte Darstellung des mittleren, verdickten Bogenabsohnittes. TJm diesen verdickten Bogenabschnitt auszuformen, werden im Bereich dieses Bogenabsohnittes in die Form zusätzliche Stränge gemäß Abb. 1 und/oder Abb. 2 eingelegt» im Bereioh die- M ser Zone liegen dann, wie sich aus der einen Querschnitt nach der Linie G-H der Abb. 10 darstellenden Abb. 11 ergibt, die Stränge 12, 13, 14, 15 und 16; zweckmäßig laufen die Stränge 12, 13 und 14, bis zu den Bogenenden und 19 durch. Nur die Stränge 15 und 16 bilden eine mittlere Auffüllung des Verdickten Bogenabschnittes. Wiederum liegt nach Ausformen und Auspolymerisation des Harzes ein die einzelnen Stränge gleichmäßig enthaltender homogener Querschnitt vor. Bei dem in Abb. 13 dar-

gestellten Formteil, welches als schuß-sichere Tagel ausgebildet ist, sind die Kunstharzumkleideten Glasfaser-Stränge in mehreren Lagen 22, 23 und 24 übereinander geschichtet in die Form eingelegt. Das Ausformen erfolgt wieder in der vorerwähnten Weise unter relativer Vergrößerung des zum Kunstharz vorliegenden Glasfaser-Anteiles. Die Längsrichtung χ der Glasfaserstränge der

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einen Lage 22 verläuft quer zur Längsrichtung y der Glasfaseratränge der Lage 23 und diese wiederum quer zur Längsrichtung ζ der Grlasfaserstränge der Lage 24 usw.

^ Die AlDb. H bis 24 zeigen verschiedene Formteile, bei denen das Ausformen innerhalb der Vertiefung eines mit dem Glasfaser-Kunstharzstrang zu bewehrenden Grundkörpers aus Holz erfolgt.

Abb. 14 zeigt in Längsschnitt einen Skistock, Abb. 15 zeigt einen Querschnitt hierzu.

Der als Skistock ausgebildete Grundkörper 25 besitzt die längsrillenförmigen Vertiefungen 26. In diese Ver-" tiefungen 26 werden die Glasfaser-Stränge 27, vorgeformt gemäß Abb. 1 und/oder Abb. 2, eingelegt. Durch Ausformen unter Aufdrücken eines die Vertiefung 26 abschließenden Formdeckels wird eine gleichmäßige, homogene Ausfüllung des von der Vertiefung 26 gebildeten Querschnittes erreicht. Gleichzeitig stellt sich beim Auspolymerisieren des Kunstharzes ein Verbund zwischen dem Holζ-Grundkör-

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per 25 und dem Glasfaser-Kunstharz her.

Abb. 16 zeigt das ähnliche Verfahren zur Bewehrung eines als Bogen zum Pfeilschießen dienenden Grundkörpers. Abb. 17 stellt einen Schnitt gemäß Linie L-M der Abb. 16 dar. Wiederum besitzt der Holzgrundkörper 28 rillenförmige Vertiefungen 29, in welchen Glasfaser-Stränge gemäß Abb. 1 und/oder Abb. 2 eingelegt und unter relativer Vergrößerung des GJLasfaser-Anteiles ausgeformt werden.

Abb. 19 zeigt die Bewehrung eines Holzbrettes. Der Grund körper 30 besitzt zur Ober- und Unterseite hin offene rillenförmige Vertiefungen 31 und 32, in welchen Glasfaser-Stränge 33'und 34 gemäß Abb. 1 und/oder Abb. 2 ausgeformt werden*

Abb. 18 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Dreikant-Grundkörper aus Holz, in Form einer Hochsprungplatte mit auf den Seitenflächen 35 vorgesehener Bewehrung durch in rillenförmige Vertiefungen 36 ausgeformten Glasfaser-Strängen gemäß Abb. 1 und/oder Abb. 2.

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Abb. 20 zeigt eine Längsahsicht einer Hochsprungplatte. Abb. 21 zeigt einen Schnitt gemäß Linie 0-P der Abb. Bei dieser Ausgestaltung der Hochsprungplatte sind die Bewehrungen zur Erzielung eines größeren Abstandes von der mittleren Längsachse und der damit verbundenen Hb'heren Festigkeit und günstigeren Elastizitätseigenschaften in eckseitigen, rillenförmigen Vertiefungen 37 ausgeformt. Die hierbei entsprechend verwendeten Formbacken sind symbolisch in Abb. 21 dargestellt. Nach der Ausformung und Auspolymerisation entsteht die in Abb. 22 dargestellte Latte.

Abb. 23 und 24 zeigen einen Vierkant-Holzstab als Grundkörper, der ebenfalls wieder in eckseitig of f enen rillenförmigen Vertiefungen 38 ausgeformte Glasfaserstränge gemäß Abb. 1 und/oder Abb. 2 aufweist.

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Claims

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Ansprüche

1«) Verfahren zur Herstellung von Normteilen unter Verwendung von glasfaser-stabilisierten Kunstharzen, dadurch gekennzelehnet, daß die im Strangziehverfahren oder dergleichen kunstharz-getränkten Glasfaser-Rovings vor der Auspolymerisation des Kunstharzes in eine Form eingebracht und unter Vergrößerung des relativ zum Kunstharz vorliegenden Glasfaser-Anteiles ausgeformt werden.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausformen innerhalb der Vertiefung (26 bzw. 29, 31, 32, 36, 37 und 38) eines mit dem Glasfaser-Kunstharzverbund zu bewehrenden Grundkörpers (25 bzw. 28, 30) beispielsweise aus Holz erfolgt,
3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kunstharz-umkleideten Glaefaeer-RovingB in mehreren lagen (22, 23 und 24-) übereinander ge-

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schichtet in die Form eingelegt werden, wobei sich die Längsrichtung (z) der Glasfaser-Stränge der einen Lage (24) luer zu derjenigen (y bzw x) der darübergeschichteten Lage (23 bzw. 22) erstreckt.

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