DE1753513B1 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Formen von langgestreckten Gegenstaenden aus faserverstaerktem Kunstharz - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Auswechseln von Vorratsrollen der mit Kunstharz eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Formen von angefüllte Druckraum geöffnet werden muß und der langgestreckten Gegenständen aus faserverstärktem Rollenwechsel in dem Kunstharzsumpf zu erfolgen hat. Kunstharz, wobei die Faserverstärkungen durch eine Es ist schließlich auch bekannt, in einer Tränk-

Tränkwanne mit in der Wärme härtendem, flüssigem 5 wanne Fasern mit einem Kunstharz zu tränken, wel-Kunstharz geführt, danach die imprägnierten Faser- ches aushärtbar ist. Die in der Tränkwanne getränkverstärkungen durch einen heizbaren Formkanal ge- ten Fasern werden aus der Wanne über Rollen herleitet, das Kunstharz gehärtet und die fertigen Gegen- ausgeführt und in einen heizbaren Formkanal gestände aus dem Formkanal abgezogen werden. zogen, welcher am Einlaßende aufgeweitet ist. Dieses Bei einem derartigen Verfahren und einer dafür io Aufweiten ermöglicht ein Abstreifen überschüssigen benutzten Vorrichtung hat es sich als nachteilig er- flüssigen Kunstharzes von den Fasern. Nachteilig ist wiesen, daß die Harzmaterialien teilweise zu früh- bei dieser Vorrichtung und bei dem kontinuierlichen zeitig aushärten und die Ausformung deshalb Schwie- Formverfahren von Kunstharz getränkten Fasern, rigkeiten bereitet. daß die Formung der endgültigen Faseroberfläche Es ist eine Vorrichtung bekannt, mit welcher im 15 unbefriedigend ist, da man die Aushärtung nicht kontinuierlichen Betrieb faserverstärkte Kunstharz- genügend in der Hand hat und deshalb bei zu stark gegenstände herstellbar sind. Bei dieser Vorrichtung fortgeschrittener Aushärtung die letztlich gewünschte wird eine auf einer Vorratsrolle bereitgehaltene Faser- Oberflächenhärtung nicht mehr erreicht werden kann, verstärkung nach dem Abziehen von der Rolle durch Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum eine Tränkwanne gezogen, in der sich eine aushärt- 20 kontinuierlichen Formen von langgestreckten Gegenbare Kunstharzmasse befindet. Hinter der Tränk- ständen aus faserverstärktem Kunstharz zu schaffen, wanne wird auf die mit Kunstharz getränkten Faser- bei welchem eine vorzeitige Aushärtung des Kunstverstärkungen von beiden Seiten her ein Schutz- harzgemisches vermieden ist und mit dem vollständig gewebe aufgelegt, welches nicht saugfähig ist und geformte faserverstärkte langgestreckte Kunstharzdeshalb kein Kunstharz annimmt. Im Bereich zweier 25 gegenstände herstellbar sind.

Abstreifrollen werden die Schutzgewebe gegen die Die gestellte Aufgabe ist bei einem Verfahren der

Faserverstärkung gedrückt, wobei das überschüssige eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß gemäß Kunstharz weggequetscht wird. Im Anschluß daran der Erfindung die kunstharzimprägnierten Faserläuft das aus getränkten Faserverstärkungen und verstärkungen im Eingangsteil des Formkanals ge-Schutzgewebe bestehende Band in eine Form ein, 30 kühlt werden, bevor das Kunstharz im weiteren Verweiche beheizt ist und in welcher das Kunstharz aus- lauf durch den Formkanal ausgehärtet wird, härtet. Außer der Gefahr eines vorzeitigen Aushär- Mit diesem Verfahren ergibt sich der Vorteil, daß

tens hat diese Vorrichtung noch den Nachteil, daß in das Kunstharz während des Formungsprozesses noch der Form keine Randformung vorgenommen wird. verformbar gehalten wird und die endgültige Aus-Entsprechend der Größe der Restmenge an flüssigem 35 härtung erst dann in dem heizbaren Formkanal erKunstharz wird dieses an den offenen Formrändern folgt, wenn die endgültige Formgebung erzielt ist. unregelmäßig weit heraustreten. Damit wird es dann Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfin-

notwendig, die Ränder der geformten Gegenstände dung dient eine Vorrichtung, die dadurch gekennhinterher noch einer besonderen Bearbeitung zu zeichnet ist, daß unterwerfen. Derartige Zusatzbearbeitungen sind 40 a) der Formkanal radial geschlossene Wände aufunwirtschaftlich. Außerdem ist es nicht in jedem Fall weist,

erwünscht, nicht saugfähige Schutzgewebe einzuset- b) sein Eingangsteil über der Tränkwanne angeordzen, welche die geformten Gegenstände beiderseits net ist und eine Kühlvorrichtung aufweist und

bedecken und nicht in jedem Fall fest mit dem aus- c) der Formkanal anschließend an die Kühlvorrich-

geformten Gegenstand selbst verbunden sind. Ohne 45 tung eine Heizvorrichtung aufweist, die Festigkeit des ausgeformten Gegenstandes zu Da der Eingangsteil des Formkanals über der

erhöhen, führen auch sie zu einem unnötig gesteiger- Tränkwanne angeordnet ist, kann das mit den Faserten Fertigungsaufwand. streifen zu viel mitgerissene abgestreifte dickflüssige Weiterhin ist es bekannt, das flüssige Kunstharz- Kunstharz unmittelbar in die Tränkwanne zurückgemisch in einen Druckraum einzuführen, in dem 50 fließen. Abstreifrollen sind damit überflüssig, sich auch mehrere Vorratsrollen für Faserverstärkun- Die Kühlvorrichtung kann z. B. aus Kanälen begen befinden. Während des Fertigungsprozesses wer- stehen, durch welche eine Kühlflüssigkeit strömt, den von den einzelnen Vorratsrollen Faserverstär- Durch Einstellung der Temperatur der Kühlflüssigkungen abgezogen und im Druckraum zugleich mit keit kann dann die Verzögerung der Aushärtung in Kunstharz getränkt. Am Ausgang des Druckraumes 55 weiten Grenzen eingestellt werden, befinden sich dann Abstreifrollen, die überschüssiges Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung Kunstharz wegdrücken. Nach dem Verlassen des dargestellten Ausführungsbeispieles einer Vorrich-Druckraumes gelangen die getränkten Faserverstär- tung zur Durchführung des erfinderischen Verfahkungen dann zu einer sich seitlich stark verjüngenden rens näher erläutert. Es zeigt aufgeheizten Form, in der das Kunstharz ausgehärtet 60 F i g. 1 die Vorrichtung zur Durchführung des wird. Bei dieser Vorrichtung und dem mit ihr durch- Verfahrens zum kontinuierlichen Herstellen von geführten Herstellungsverfahren für faserverstärkte faserverstärkten Kunstharzstreifen, teilweise im Kunstharzgegenstände ist die Gefahr einer vorzeitigen Schnitt, längs der Linie 1-1 nach F i g. 2, Aushärtung des Kunstharzes noch größer, da sich im F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach

Druckraum Ecken befinden, in denen sich schon 65 F i g. 1 im vergrößerten Maßstab längs der Linie 2-2 ältere Kunstharzmischungen befinden können, die nach Fig. 1, wobei einige Teile im horizontalen schneller aushärten als frisch zugeführte Kunstharz- Schnitt dargestellt und andere Teile zur besseren Vermengen. Darüber hinaus ist es nachteilig, wenn beim deutlichung der Erfindung entfernt sind,

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F i g. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach bes gestattet die Gleitführung der Form zusammen F i g. 1 längs der Linie 3-3 in einem größeren Maß- mit der Meßvorrichtung 23 ein ständiges Ablesen des stab, auf die durch die Form hindurchgezogenen Verstär-

F i g. 4 einen Schnitt im Maßstab der F i g. 3 längs kungen ausgeübten Zuges,
der Linie 4-4 nach F i g. 1 und 5 Als wärmehärtbares Kunstharz kommt ein Zwei-

F i g. 5 in vergrößertem Maßstab einen Längs- Komponenten-Harz zur Anwendung. So eignet sich schnitt durch die Form nach Fig. 1. beispielsweise ein Polyester-Harz, dem etwa 1 °/o

In einem Maschinenrahmen 6 sind mehrere Vor- eines Härters beigefügt werden kann. Als Härter ratsspulen 7 drehbar gelagert, auf welche beispiels- kommt dabei beispielsweise Benzolperoxid in weise gewebte Glasfaserverstärkungen aufgewickelt io Betracht.

sind. Die Glasfaserverstärkungen werden von den Das Aufheizen der Form kann mit Hilfe von elek-

Spulen7 zunächst horizontal abgewickelt und dann irischen Heizelementen erfolgen; es ist jedoch aber über eine Führungsrolle 8 in eine Tränkwanne 9 ab- auch möglich, ein wärmeübertragendes Medium gelenkt. In der Tränkwanne 9 befindet sich eine be- durch Oberteil 12 und Unterteil 13 der Form zu stimmte Menge flüssigen wärmehärtbaren Kunst- 15 leiten. Hierzu können beispielsweise in F i g. 5 mit 26 harzes 10. Die von den verschiedenen Spulen 7 ab- bezeichnete Kanäle benutzt werden, die mit einem gewickelten Glasfaserverstärkungen werden jede für Einlaß 27 und einem Auslaß 28 verbunden sind. Die sich über Führungsrollenpaare 11 getrennt vonein- Form besteht vorzugsweise aus Metall, und die zuander in die Tränkwanne unterhalb der Harzober- geführte Wärme hat deshalb das Bestreben, sich über fläche umgelenkt. Über weitere Rollen 11 erfolgt ao die ganze Form auszubreiten. Dies führt dazu, daß dann eine erneute Umlenkung zu einer in F i g. 4 die Form beim Fehlen einer Abhilfe über die gesamte und 5 besonders deutlich dargestellten Form, die aus Länge des Formkanals aufgeheizt wird und das einem unteren Teil 13 und einem oberen Teil 12 Kunstharz mithin vom Eingang bis zum Ende des besteht. Die beiden Formteile bilden zwischen sich Kanals dem Härtungsprozeß unterworfen wird. Daeinen Formkanal, durch welchen die imprägnierten «5 mit besteht die Gefahr eines Festsetzens und einer Glasfaserverstärkungen hindurchgezogen werden. Blockierung. Insbesondere im Eingangsteil 14 der Um zu einer vergrößerten Einlaßöffnung zu kommen, Form bzw. des Formkanals ist ein solches Festsetzen ist der Formkanal an seinem Eingangsteil erweitert bzw. Blockieren unerwünscht. Es wird deshalb über und verjüngt sich dann in Richtung auf den Aus- die Länge des Fonnkanals hinweg ein Temperaturgangsteil hin. Dies ist besonders deutlich bei 14 in 30 abfall eingeführt, wonach der Formkanal im Bereich F i g. 5 dargestellt. Von dem Ende des Eingangsteiles des Eingangsteiles 14 auf einer niedrigeren Tempe-14 an hat der Formkanal praktisch einen gleich- ratur gehalten wird als an seinem Ausgangsende. Die förmigen Querschnitt und ist außerdem gerade, wo- Heizung ist deshalb nur im Bereich des Ausgangsteils mit eine saubere Ausformung möglich ist. der Form vorgesehen, während im Bereich des Ein-

Im Durchzugsweg der Glasfaserverstärkungen ist 35 gangsteiles eine Kühlvorrichtung vorhanden ist. Die hinter dem Ausgangsteil des Formkanals eine An- Kühlvorrichtung kann beispielsweise aus Kanälen 29 zahl von zu einer Abzugsvorrichtung gehörenden für den Umlauf einer Kühlflüssigkeit, beispielsweise Reibrollenpaaren 15 vorgesehen, die in üblicher Weise Wasser, bestehen, das entweder mit normaler Leiangetrieben sind und den fertigen Gegenstand er- tungstemperatur oder aber im gekühlten Zustand fassen, wodurch die einzelnen Verstärkungen konti- 40 durch die Kanäle 29 geleitet wird. Zum Einlaß dient nuierlich von den Spulen abgerollt und dann durch dabei ein Stutzen 30, während das Abführen über die Tränkwanne und den Formkanal gezogen werden. einen Stutzen 31 erfolgt (F i g. 5).
Der Antrieb der Reibrollen kann über einen Riemen Bei bestimmten zu formenden Gegenständen

oder eine Kette 17 erfolgen, wobei die Drehkraft- werden alle Glasfaserverstärkungen vor dem Eintritt übertragung über eines oder mehrere Untersetzungs- 45 in die Form mit Kunstharz getränkt. Es gibt jedoch getriebe 18 von einem Motor 19 her erfolgt. In der auch Fälle, in denen es erwünscht ist, gewisse Glas-Zeichnung sind fünf Reibrollenpaare 15 dargestellt; faserverstärkungen in nicht getränktem Zustand eine derartig große Zahl ist jedoch nicht unbedingt durch die Form hindurchzuführen. Der Vorschub notwendig, da die zum Ziehen benötigte Kraft im all- von nicht imprägnierten Verstärkungen, beispielsgemeinen nicht groß ist. Zum Herstellen einer 50 weise den Verstärkungen 32 und 33 nach Fig. 1, verflachen Verstärkung genügt bereits ein Ziehen von bessert nämlich die Durchzugsfähigkeit der Verstär-Hand; im Interesse eines gleichmäßigen Zuges wer- kungF und vermindert das Anhaften der Verstärden jedoch Reibrollen bevorzugt, die selbstverständ- kungF an den Wänden des Formkanals. Dies gilt lieh auch gegen andere Reibungsglieder austauschbar auch, wenn die Verstärkungen 32, 33 nach dem Besind. 55 rühren mit den getränkten Verstärkungen in der

Die Formteile 12 und 13 sind auf U-Trägern 20 Form selbst getränkt werden. Am Ausgangsteil der angeordnet, welche Führungen 21 aufnehmen. Diese Form weist der fertiggestellte Gegenstand dann eine Führungen 21 greifen in Schlitze von Konsolen 22 durchgehend gleichmäßige Struktur auf, obwohl die ein, welche an dem aus U-förmigen Schienen gebil- Glasfaserverstärkungen 32 und 33 anfänglich in nicht deten Gestell 6 angeordnet sind. Die Form ist somit 60 getränktem Zustand vorgeschoben worden sind. Der in Bewegungsrichtung der durch sie hindurchgezoge- fertige Gegenstand ist über seinen gesamten Quernen Verstärkungen verschiebbar (F i g. 4). schnitt im wesentlichen frei von Poren.

In F i g. 1 ist eine Meßvorrichtung 23 angeordnet, Die Bedeutung der Verwendung von nicht ge-

mit welcher der von den Reibungsrollen 15 auf die tränkten Glasfaserverstärkungen hängt bei bestimm-Verstärkungen ausgeübte Druck meßbar ist. Die 65 ten zu formenden Gegenständen zum Teil von Meßvorrichtung ist einerseits über eine Konsole mit deren Querschnitt ab. Das Harz hat beim Herstellen der Form und andererseits mit einem festen Ver- von Gegenständen mit Winkeln und Ecken das Beankerungspunkt 25 verbunden. Während des Betrie- streben, sich in den Ecken abzusetzen und anzu-

häufen. Bewegen sich nun nicht getränkte Verstärkungen an solchen Winkeln und Ecken entlang, dann nehmen sie das Kunstharz, welches sich sonst dort abzulagern trachtet, mit und verhindern damit das Ablagern. Besonders günstig hat sich dies bei der Herstellung von verhältnismäßig dünnen Verstärkungen aus Glasfasergespinsten erwiesen.

Die zum Einsatz kommenden Glasfaserverstärkungen können entweder eine gewebte Struktur aufweisen oder aber auch in Form von Matten vorliegen. Ebenso ist es auch möglich, eine Anzahl von Fäden oder Vorgespinsten einzusetzen. Es ist auch möglich, Fasern aus anderen Werkstoffen als Glas zu verwenden. Schließlich lassen sich zusammen mit den Streifen oder Fäden auch andere Materialien, wie beispielsweise Metallstücke, Holzbänder u.dgl. durch die Vorrichtung hindurchziehen und in die herzustellenden Gegenstände einbetten.

Es ist zunächst vorgesehen, daß mit der Vorrichtung nach der Erfindung fortlaufend glasfaser- a° verstärkte Kunstharzgegenstände hergestellt werden, die dann entweder auf eine Spule aufgewickelt werden oder in den gewünschten Längen zuschneidbar sind. Im letzteren Fall ist es möglich, den Vorschub der Verstärkungen und der daraus gebildeten Gegenstände intermittierend zu gestalten, um das Abschneiden zu erleichtern oder um andere Arbeiten an den Gegenständen vorzunehmen. Wegen der günstigen Aushärtebedingungen ist es möglich, mit der Vorrichtung sogar bis zu einem schrittweisen Betrieb überzugehen, was lediglich von dem Durchzug abhängt. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist damit äußerst vielseitig einsetzbar.

Selbstverständlich kann die Anzahl der zur Herstellung eines Gegenstandes benutzten Glasfaserverstärkungen nach Belieben abgewandelt werden entsprechend der gewünschten Gegenstandsstärke und der zum Einsatz kommenden Form.

Schließlich sei auch noch erwähnt, daß die Form im Bereich der Wände des Formkanals mit einer glatten oder polierten Oberfläche versehen ist; auch ist es möglich, die Wände mit beispielsweise PoIytetrafluoräthylen zu überziehen, um die Haftung zu vermindern und das Hindurchziehen der zu formenden Kunstharzgegenstände zu erleichtern.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Formen von langgestreckten Gegenständen aus faserverstärktem Kunstharz, wobei die Faserverstärkungen durch eine Tränkwanne mit in der Wärme härtendem, flüssigem Kunstharz geführt, danach die imprägnierten Faserverstärkungen durch einen heizbaren Formkanal geleitet, das Kunstharz gehärtet und die fertigen Gegenstände aus dem Formkanal abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die kunstharzimprägnierten Faserverstärkungen im Eingangsteil des Formkanals gekühlt werden, bevor das Kunstharz im weiteren Verlauf durch den Formkanal ausgehärtet wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus Vorratsrollen für die Faserverstärkungen, einer Tränkwanne mit nachgeschaltetem heizbarem Formkanal und einer Abzugsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Formkanal radial geschlossene Wände aufweist,

b) sein Eingangsteil (14) über der Tränkwanne (9) angeordnet ist und eine Kühlvorrichtung (29,30,31) aufweist und

c) der Formkanal anschließend an die Kühlvorrichtung eine Heizvorrichtung (26,27,28) aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen