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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von verstärkten Kunststoffteilen
mit einem Kern von Schaumstoff.
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Seit längerer Zeit werden sogenannte Sandwich-Elemente meist flächiger
Natur aus verstärkten Kunststoffen und einem aus Schaumstoffen bestehenden Kern
hergestellt. Die Verstärkungen sind meist faserfbrmig und bestehen vorzugsweise
aus Glasfasern.
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Die Kunstharze, die als Ausgangsstoffe für die Kunststoffe verwendet
werden, gehören häufig zur Gruppe der Niederdruck- oder Reaktionsharze. Der Schauminnenkern
kann aus den verschiedensten Materialien bestehen. Vorzugsweise wird für plane Sandwich-Elemente
Polystyrolechaum, für das Ausschäumen kompliziert geformter Hohlkörper Polyurethanschaum
verwendet. Die Schäume in Sandwich-Konstruktionen stabilisieren die Werkstiicke
durch Erhöhen der Verwindungssteifigkeit. Spezifisch schwerere, nicht gummi-elastisch
Schäume können auch erhebliche Kräfte aufnehmen und erhöhen dadurch die mechanischen
Festigkeiten des gesamten Werksttlcks wesentlich.
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Das Herstellen von derartigen Sandwich-Elementen geschah bisher nach
verschiedenen Methoden, deren Grundprinzip sich jedoch in allen Fällen auf zwei
Verfahren zurückführen läßt.
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Bei einem dieser Verfahren (1) werden zwischen mindestens zwei zusammenstossenden
oder zusammenpassenden verstärkten Kunststoffteilen die Ausgangsstoffe für das Erzeugen
von Schaum eingefüllt und der Schaum nach bekannten Methoden zur Expansion gebracht.
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Die Menge der Ausgangsstoffe für den Schaum wird eo bemessen daß das
Volumen zwischen den verstärkten Kunststoff teilen ausgefüllt wird. Der Schaum legt
sich von Innen an deren Wandungen und verbindet sich mit ihnen zum Sandwichelement.
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Bei dem anderen bekannten Verfahren (2) wird ein beliebig geforter
Schaumstoffkörper mit Verstärkungsmaterial und Kunststoff umgeben0 Der noch fliessfähige
Kunststoff legt sich bei dieser Operation an die äusseren Konturen des Schaumstoffteils
an, dessen geometrischen Abmessungen folgend. Es werden aus diesem Grund überwiegend
noch fließfähige härtbare Kunstharze verwendet, die nach dem Auftrag auf den Schaumkörper
nach bekannten Verfahren vernetzt werden, d.h. irreversibel härten. Dieses Verfahren
wird meist für das Herstellen von planen Platten mit offener Kante verwendet.
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Bekanntlich wird durch das Verhältnis von Verstärkungsmaterial zu
Kunststoff in einem verstärkten Kunststoffteil dessen mechaniache Eigenschaften
beeinflußt. Je höher der Anteil an Verstärkungsmaterial, desto besser ist im allgemeinen
die Beßtigkeit.
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Wenn eine hohe mechanische Festigkeit im Werkstück erzielt werden
soll, wird bei der Fertigung ein möglichst hoher Anteil an Verstärkungsmaterial
verwendet. Bei einigen Verstärkungsmaterialien ist die Saugkraft Jedoch so hoch,
daß das Kunstharz an einer Stelle der Verstärkung festgehalten wird, ohne sich noch
weiter verteilen zu können.
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Wird nach dem bekannten Verfahren (1) gearbeitet, so ist beil Herstellen
von Sandwichelementen eine hohe Festigkeit in den Oberflächenschichten des Sandwichelements
möglich. da Ja diese' Oberflächen aus verstärkten Kunst@toffen bestehen, die vor
dei Erzeugen des Sandwtohteils in einer Pormpresse unter Druck gefertigt werden
konnten. Durch Anwendung von Druck kann nämlich das Verhältnis von Verstärkungsmaterial
su Kunststoff beträchtlich vergrößert werden, und es können auch Verstärkungsmaterialien
verwendet werden, die bei drucklosen Verfahren schlechte Verteilung von Kunststoff
im Verstärkungsmaterial geben. Auch die Mitverwendung von verbilligenden Füllstoffen
ilt 50 möglich. Au#erdem ist die Oberfläche verstärkter Kunststoffe durch Herstellung
unter Druck, z.B. in einer Formpressesleichter zu gestalten und die Eigenschaften
der Oberfläche lassen sich beeinflußen, wenn hohe Abriebfestigkeit, Witterungsbeständigkeit
oder Dichtigkeit gewWnscht werden.
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Nachteilig bei diesen bekannten Verfahren ist Jedoch, daß zur Herstellung
von Sandwichelementen zwei Arbeitsgänge erforderlich sind, nämlich die Vorfertigung
der verstärkten Kunststoffteile, worauf sich dann erst die Herstellung des Schaumstoffkerns
anschlie#t.
Ferner ist erforderlich, besondere Vorrichtungen vorzusehen, die die Herstellung
des verstärkten Kunststoffteils unter Druck ermöglichen, abgesehen davon, daß bei
der Anwendung von Druck Energie aufgewendet werden muß.
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Arbeitet man nach dem bekannten Verfahren (2), so ist es nicht möglich
- zu.ätslich zu den oben genannten Nachteilen - , das Gewichts- oder Volumenverhältnis
zwischen Kunststoff und verstärkendem Medium beliebig zu variieren, da die Anwendung
von Druck die Gefahr mit sich bringt, daß der Schaumstoff zerquetscht, mindestens
aber deformiert wird. Auch ist die Oberfläche der Aussenschicht aus verstärktem
Kunststoff eines Teils nie beliebig zu fernen, wenn die Anwendung von Druok ausgeschlossen
ist.
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Aufgabe der vorliegenden erfindung ist nun die Schaffung eines Verfahrens
nur Herstellung von verstärkten Kunst@toffteilen mit einem Kern von Schaumstoffen,
bei dem insbesondere die obengenann, ten Nachteile der bekannten Verfahren vermieden
werden. Weitere Vorteile des erfindungsgemä#en Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden
Beachreibung.
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Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Herstellen
mechanisch hochwertiger Teile, die sich z.B. als tonstruktionselemente im Hochbau
Schiffbau, Fahrzeugbau, Maschinenbau und vielen anderen Industriegruppen eignen.
Die Teile bestehen aus Aussenschichten aus verstärkten Kunststoffen, wobei als Verstärkung
Jede Art fasriger, körniger oder körnig-pulverförmiger
Stoffe organischer
oder anorganischer Natur zu verstehen ist, die in einem Kunststoff eingebettet vorwiegend
die mechanischen Eigenschaften dieses Kunststoffs verbessern können. Als Eunststoffe
kommen sowohl Thermoplaste als auch Duroplaste infrage, wobei letztere für das vorliegende
Verfahren besonders geeignet sind. Die Natur der Duroplaste erlaubt in den meisten
Fällen schon eine Verformung ohne Wärmezufuhr und eine dann folgende Fixierung der
Form durch die Härtung. In den Fällen, in denen die erfindungsgemäß verwendeten
Schaumstoffe zu ihrer Erzeugung Wärme benötigen, sind dagegen die Thermoplaste besonders
gut geeignet.
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Das Innere der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ersugten Körper
ist vollständig oder nur teilweise mit Schaumstoff auagefüllt. Erfindungsgemäß ist
es eratmalig möglich, den Innenraum der herzustellenden Körper teilweise vom Schaumstoff
freizuhiWan und den freien Raum beliebig zu gestalten.
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Es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß die Formgebung
der äusseren Schichten aus verstärkten Kunststoffen durch den Druck des Gasea im
sich entwickelnden Schaumstoff erreicht wird.
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Dieser Druck kann erhebliche Grössenordnungen annehmen. Der auftretende
Druck setzt sich dabei aus dem Normaldruck des entstehendes Gases sowie dem Anteil,
der durch Erwärmung des Gases entsteht, zusammen. Die Aussenschichten werden dabei
von tnnen gegen die Formwerkseuge gepreßt. Ein weiteres wichtiges Merkmal ist die
Ausnutzung der bei der Entwicklung verschiedener Schaumatoffe
entstehenden
chemischen Reaktionewärme zum Härten insbesondere von duroplastischen Kunststoffen
oder zur Formgebung insbesondere von thermoplastisohen Kunststoffen.
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Bei einigen Schaumstoffen, die das für ihre Expansion benötigte Gas
nicht durch chemische Reaktionswärme erzeugen, sondern auf Erwärmen von aussen angewiesen
sind, kann die erforderliche Temperatur für das Verformen z. B. der verwendeten
Thermoplaste oder zur beschleunigten Härtung z.B. der verwendeten Duroplaste ausgenutzt
werden.
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Der bei der Verschäumung auftretende Druck wird also ausgenttst, um
aue die als Aussenschicht verwendeten verstärkten Kunststoffe die gleiche Wirkung
auszuüben, wie diea z.B. in einer Formpresse geschieht. Ferner tritt bei der Schaumstoffbildung
stets Wärme auf. Die Bildung des Treibmittels erfolgt entweder chemisch, indem zwei
gasbildende Komponente miteinander in Reaktion gebracht werden, wobei diese chemische
Reaktion stets unter Wärmebildung abläuft, oder das Treibmittel wird durch Wärme,
die von aussen zugeführt wird, zum Entstehen gebracht.Erfindungsgemä# wird auch
diese Wärme ausgenutzt. Die in der Aussen- bzw. Oberflächenschicht verwendeten Kunststoffe
sind entweder thermoplastischer oder duroplastischer Natur. Duroplasten können bekanntlich
ausnahmeloe durch Katalysatoren, Härter oder Vernetzer nach bekannten Verfahren
auch bei Raumtemperatur zur irreversiblen Härtung gebracht werden. Es ist aber auch
bekannt, daß die zusätzliche Erwärmung der Duroplasten oder die Erwärmung der Duroplasten
allein ohne Anwendung von Härtern, Katalysatoren etc. diese Härtung wesentlich beschleunigt.
Die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren bei der Schaumbildung auftretende
oder angewendete Wärme wird nun dazu verwendet, diesen Effekt,auszunutzen.
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Im Falle der Thermoplastenist die Verwendung der auftretenden Wärme
bei der Durchführung des Verfahrens noch wesentlicher.
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Um Konstruktionselement. nach dem erfindungsgemä#en Verfahren herzustellen,
sind Formwerkzeuge erforderlich. Diese Werkzeuge können ein- oder mehrteilig sein,
je nach den Abmessungen und der Geometrie des herzustellenden Elements. Als Material
für die Formwerkzeuge sinordie in Formenbau fur Kunststoffe bekannten Werkstoffe
verwendbar, aber auch Formen aus Polyurethanelastoderen, Silikonkautschuk, Polyäthylen
und dergl. Die Formwerkzeuge sind gegebenenfalls beheizbar, die. trifft vorzugsweise
fur metallische Werkzeuge aus Stahl, Eisen oder Buntmstall zu.
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Sind für die Aussen~ bzw. Oberflächenschicht der Sandwich-Elemente
thermoplastische Kunststoffe vorgesehen, scllten derartige beheiste Werkzeuge verwendet
werden.
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Die Aussen- bzw. Oberflächenschicht kann Dicken wechselnden Durchmessers
haben. Wie bekannt, ist das Einhalten wechselnder Materialdicken in ein und demselben
verstärkten Kunststoffteil unmöglich, wean in Formpressen gearbeitet wird. Der auftretende
hohe Druck veranlaßt die Kunstharze in der Form su filessen und das Verstärkungsmaterial,
sofern wechselnde Querschnitte in Werkzeug vorhanden sind, verschiebt sich. Bei
erfindungsgemä#en Verfahren ist ein Verschieben der Verstärkung nicht möglich, da
der Druck von sich entwickelnden Sohaunstoff ausgeübt wird.
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Der Schaumstoff aber haftet an der verstärkten Kunststoffoberschicht
und
dadurch wird ein Flie#en des Kunststoffs in der Oberschicht verhindert. Das Verstärkungsmaterial
bleibt an dem Ort, an dem es eingelegt wurde. Sin weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen
Verfahrens gegentiber den bekannten Verfahren, bei denen eine der beiden Bestandteile
des Sandwichelements schon gehärtet ist, ist gerade die Tatsache, daß beide Bestandteile
noch fließfähig und damit hervorragende Haftung ergeben.
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Das Material für die Oberflächen- oder Aussenschicht, die in die Formwerkzeuge
eingebracht wird, kann vorgefertigt oder erst im Werkzeug selbst zusammengemischt
werden. Vorgefertigt. Halbzeuge rind vorteilhaft, wenn die Aussenschicht aus thermoplastischen
Kunststoffen besteht. Vem den Duroplasten, wie Phenol-, Harnstoff- oder Melaminharse,
sind die sog. "Bügeleisenharse" leicht zi verwenden. Diese liegen in den meiste@
Fällen in noch flie#fähiger Form vor und eignen sich daher bescnders sur Mischung
mit den Verstärkungen in der Form. Vem den Reaktionsharzen sind besonders die @poxid-
und ungesättigten Polyesterharze in Pori ihrer Prqregs für du Verfahren gut geeignet.
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Die gleichen Harze, in ihrer noch fließfähigen Porn, ebenso wie Polyuethanelastomer-Ausgang@@toffe
oder Polymethaorylatsyrupe eignen sich gut für das Mischen im Formwerkseug.
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Es zeigt sich also, daß eine große Anzahl von Kunststoffen und Kunstharzen
sich besonders gut für das erfindungsgemäße Verfahren eignen. Welche Eigenschaften
die Hvoratärkten Kunststoffe" haben, welche Stoffe als Verstärkungen, welche als
reine Füllstoffe anzusehen sind und welche Kunststoffe besonders für das Erzeugen
verstärkter Kunststoffe geeignet sind, ist bereits in einer umfangreichen Literatur
beschrieben worden.
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Es sei hier lediglich auf: H. Hagen, Glasfaserverstärkte Kunststoffe,
Springer Verlag,*) und R.H. Sonneborn, Fiberglass reinforced plastik Reinhold Publ.
Corp. (1954) hingewiesen.
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Von den erfindungsgemäß bevorzugten Arten seien unter den Duroplasten
genannt: ungesättigte Polyesterharze, Epoxidharze, Acrylharzsyrupe, Polyurethan-elastomer-Ausgangskomponente,
Phenol-Formaldehydkondensate, Harnstoff-Formaldehydkondensate.
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Als thermoplastische Kunststoffe werden für das erfindungsgemäße
Verfahren bevorzugt: Polyvinylchlorid in Weichmachern, Hochdruckpolyäthylen, Polyvinylacetatmischpolymerisate.
Als faarige Verstärkungen, sowohl ungeordnet, wie auch chemisch gebunden als Vlies
oder Matte, mechanisch gebunden als Gelege oder Steppmatte, wie als Gewebe kommen
bevorzugt für das erfindungsgemäße Verfahren infrage: Glasfasern, Quarzfasern, Borfasern,
Kohlefasern, Metallfasern, Naturfasern wie Wolle, Baumwolle, Jute etc.
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Asbestfasern.
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*) Berlin-Göttingen-Heidelberg (1961)
Als verstärkte
Füllstoffe pulvriger oder körnig-kristalliner Art werden für das Verfahren bevorzugt
Graphit in Blättchenform, -Einkristalle (Whiskers), Glafolien, Glimmer.
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Das Einbringen des Schaumstoffs oder der für das Erzeugen des Schaums
erforderlichen Ausgangsstcffe kann sowohl vor, wie auch nach dem Schließen der Formwerkzeuge
erfolgen, im weiten Fall muß dies durch Öffnungen in Formwerkzeug geschehen, die
für diesen Zweck vorgesehen werden. Nach dem Schließen der Formwerkzeuge erfolgt
der Schäumvorgang. Beim Ausdehen des Schaums drückt dieser die verstärkte Kunststoffmasse
gegen die Innenseite des Werkzeugs. Die Schaumbildung wird entweder dadurch chemische
Reaktion zwischen verschiedenen Komponenten hervorgerufen, wobei noch zusätzlich
leichtflüchtige Substanzen. verdunstet werden, die die Schaumwirkung noch verstärken.
Ea kann Jedoch auch eine Kombination von chemischen Produkten gewählt werden, die
nur durch hohe Temperaturen zur Gasbildung gebracht werden; dabei wird der Vorgang
in an sich bekannter Weise so gesteuert, da# die sich bzw. Vereinigung bildenden
kleinen Gasblasen nicht durch Kombination # vergrößert werden.
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Wird der Schaumstoff dadurch erzeugt, daß zwei chemisch miteinander
reagierende Komponente zusammengegeben werden, aus denen ein Gas entsteht, ao können
die sehr rationellen Methoden des Verschäumens mit Maschinen, die die zwei Komponenten
aus Vorratsbehältern in einem Mischkopf zusammenmischen und dann austreiben, für
das erfindungsgemä#e Verfahren mit großem Erfolg angewendet werden. Es kann dann
voll-automatisch gearbeitet werden, indem
die Schäummaschine in
die Werkzeuge, in denen an der Innen~ seite die verstärkten Kunststoffe anliegen,
eine einstellbare Menge der beiden Schaumponenten in das Innere der Form eindrückt.
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Wenn es sich um die Jeweils gleiche Form handelt, kann eine Fließbandfertigung
gut eingerichtet werden.
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Als Schaumstoffe für das erfindung@gemä#e Verfahren kommen bevorzugt
infrage 1 Polyurethanschäume (sowohl hart, halbhart als auch weich), Polystyrolschäume,
Polyvinylohloridschäume, Phenolharzschäume, Harnstoffharschäume.
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Zahlreiche Varienten des Verfahrens sind möglich. 80 können ins Inner.
des Sandwichelements vor dem Einbringen der Schaumstoffe beliebig geformte Körper
eingelegt werden. Selb@tverständlich deren sie nicht größer als dar von der verstärkten
Kunststoffschicht um,schlossene Raum sein. Diese Körper können aus jedem Material
sein, das durch den Schaum cheim@ch nicht angegriffen wird oder durch die entstehende
oder gegebenenfals aufzubringende Wärme zerstört oder geschädigt wird. Die Körper
können hohl, eaosist durchbrochen oder auch aus Schaumstoff sein. Bein Ausschäumen
des Innenraums der Sandwichelemente werden sie von sich bildenden Schaum umschl@ssen
und dadurch in ihrer Position fixlert. Bs ist verständlich, da# zwischen der verstärkten
Kunststoff-Aussen@chicht und dem im I@@ren eingelegten Körper genügen@ Hohlraum
bleiben sellte, um dem Schaum zu seiner Entwicklung und damit sum @rzeugen von Druck
genügend Plats su la@@en.
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Die eingelegten Körner können an beliebigen Punkten des Innenraums
durch geeignete Mittel fixiert werden, z.B. mit einem Drahtgestell, mit Stäben von
Holz, Metall oder Kunststoff, die ale "Füsse" oder Distanzhalter fUr den eingelegten
frper dienen. Das Einbringen solcher Körper kann den verschiedensten Zwecken dienen
Durch Hohlkörper wird das Gewicht verringert.
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Das Gewicht kann aber selbstverständlich auch, wie z.B. bei Schwimmkörpern,
suf eine gewünschte Größe erhöht werden. In die Hohlkörper können magnetische Anlagen,
andere Apparaturen, Sendegeräte oder dergl. eingelegt werden. Es können sur Verbilligung
auch Abfälle, z.B. von Schaumstoffen, eingebracht werden.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die beiliegenden Zeichnungen
und zwar zeigt: Pigur 1 einen Schnitt durch eine Sitzschale, deren Oberfläche 11
aus nylonverstärkten Polyesterharz besteht. Der Hohlraum 12 ist mit halbhartem Polyurethanschaum
ausgefüllt. Ferner sind kreisrunde Einfüllöffnungen 13 für die Ausgansstoffe vorgeschen,
die in ihrem Durchmesser der Füllnadel der Spritzpistole entsprechen.
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Figur 2 eine erfindungsgemä# hergestellte Signalboje, wie sie rn
Flu#mündungen und Schiffahrtsstra#en verwendet wird. Die Au#enschicht 21 besteht
aus gehärtetem Epoxidharz, das mit Gl@sseidenmatte verstärkt ist. Das Innere 22
besteht aus einen Polystyrclschaum, das durch @rhitsen mit Dampf verstärkt wurde.
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+) vor der Verschäu@@ng
In den Schaum ist ein Kasten
aus Polymethylmethacrylat 23 eingeschlossen, der einen Reflektor 24 enthält. Die
in den Kasten eingeklebten Streifen aus Polymethylmethacrylat, mit denen der Kasten
23 vor der Schaumerzeugung im Innern der Aussenschicht 12 fixiert wurde, sind im
Schaum verblieben.
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Figur 3 einen Schnitt durch eine Bohle. Die Außenschicht 91 besteht
aus einer säuregehärtetem Phenolaldehydharz mit Graphit in Plättchenform. Um diese
Kombination relativ geringer Festigkeit &U stabilisieren, ist als Zwischenlage
32 ein mit Teer imprägniertes Nylongewebe vorgesehen. Der Schaumkern 33 besteht
aus Phenolharzschaum. Um die Bohle besonders leicht zu gestalten und den Wärmeisolationswert
günstig zu halten, sind 50% des Innenraums durch einen aus Wellpappe bestehenden
Hohlkörper 34 freigehalten.
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Figur 4 einen Längsschnitt durch ein PVC-Rohr 41, das mit Schaum
isoliert ist. Ein PVC-Rohr dient hier gleichzeitig als Innenform und als Hohlkörper
im Gesamtelement. Die Außenschicht 42 ist ein mit gehärteter PVC-Paste verstärkter,
gewirkter Baumwollgewebeschlauch. Das Innere 43 besteht aus PVC-Schaum.
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Figur 5 ein Energie- oder St.oabsorptionselement. Der Kern ist mit
dreidimensional geflochtenem Draht verstärkt.
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Um den Kern ist ein mit Polyurethanelastomeren imprägniertes Polyesterte
webe gelegt. Das Polyurethanelastomere ist gleichzeitig (integral) mit dem Kern,
einem Polyurethanschaum hohen
Raumgewichts (150 kg/m2) erzeugt
worden.
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Figur 6 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Mit Kunstharz imprägnierte Gewebesohnitte 61 werden in eine zweiteilige Form 62
gegeben und ein Hohlkörper 63 eingelegt. Darauf wird die Form geschlossen 64 und
durch die beiden Einfüllöffnungen ein 2-Komponentengemisch sur Erzeugung von Schaumstoff
eingespritst 65. Nach der völligen Expansion und dem Verfestigen des Schaums wird
die Form geöffnet und das produzierte Werkstück entfernt 66.
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Ein
Verfahren zur Herstellung des in Figur 4 gezeigten Elements wird allgemein unter
Verwendung einer Xetallform durchgeführt, wobei ein Innendorn das Zusammenfallen
des PVO-Rohres verhindert. Zur Erzielung der Expansion des PVC-Schaums werden hohe
Temperaturen benötigt, die jedoch gleichzeitig die PVC-Paste in den Außenschichten
gelieren.
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In den folgenden Beispielen werden einige Ausführungsformen der ErSindung
erläutert: Beispiel 1.
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Eine Glasseidenmatte aus alkalihaltigem Glas mit einer Schnittlänge
von 50 mm und einem Gewicht von 450 Gramm pro Quadratmeter, die mit einem löslichen
Binder gebunden ist, wird mit einer Miachung von
100 Teilen Plexit
51 (Mischung von modifiziertem Polymethylmethacrylat mit Methylmethacrylat) 2,5
Teilen Laurylperoxyd 0,2 Teilen Kobaltnaphthenat 0,2 Teilen rote Leuchtfarbe so
imprägniert, daß die Gewichtsmengen Glas und Kunstharzlösung etwa gleich sind. Aus
der so imprägnierten Matte werden Abschnitte gestanzt, die in Ober- und Unterteil
eines Formwerkzeugs aus gesintertem, granulierten Polyäthylen in rorn einer Halbschale
eingelegt werden. Die untere Formhälfte hat eine kreisrunde Öffnung mit einem Durchmesser
von 6 mm. Die Zuschnitte der imprägnierten Glasseidenmatte überlappen einander in
einer Länge von 1,5 cm. Die beiden Werkzeughälften werden geschlossen und mit einer
Kniehebelschnellschlu#zwinge zusammengehalten. Mit einer Schaumspritzanlage, die
diskontinuierliche. Schie#en gestattet, wird eine Misohung von Desmophen und Desmodur
eingespritzt (siehe Broschüre der Bayer-Werke aber Meltopren). lach den Mischen
der beiden Schaumkomponente entwickelt sich im Innern der Form ein elastischer Schaum,
der die mit Plexit imprägnierte Glasseidenmatte gegen die Innenseite der Form preßt.
Es entsteht eine glatte Oberfläche. Die stark exotherme Reaktion erwärmt die ganze
Form so, daß schon nach 3 Min@ten die Form geöffmet werden kann. Das Teil, das noch
nicht fermstabil ist, wird in eine Lehre eingebracht, um nach 30 Minuten entgältig
entmommen zu worden.
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Auf diese Weise wird eine leucht@nde Halbkugel hergestellt, die 1als
Markierung in Stra#enverkehr, in Gebäuden, auf Flughäfen
verwendet
werden kann. Die Oberfläche aus glasfaserverstärktem Methylethacrylat garantiert
gute Bewitterungseigenschaften, hohe Abriebfestigkeit und Vergilbungsfreiheit. Die
Füllung von elastischem Polyurethanschaum macht das Sandwichelement gegen Stoß und
Schlag weitgehend unempfindlich; nach Deformation wird die @prüngliche Form stets
wieder erreicht.
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Beispiel 2.
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In eine quaderförmige Form aue Spanplatten, die in 2 Teilen als offener
Kasten vorliegt und deren Innenseite gut mit einem wachsartigen Formtrennmittel
überzogen ist, wird paseend zugeschnitten, grobe Zeltleinwand eingelegt. Diese Textilbahn
ist mit l20g ihres Crewichts mit "Durex 16771" imprägniert. Die Zuschnitte der inprägnierten
Textilbahn werden in die Formhälften so eingelegt, da# keine Falten unf keinr doppelten
Lagen entstehen, mit Ausnahme der Überlappungsstelle, wenn die beiden Formhälften
zusammengepaßt werden. In die Unterforn auf die imprägnierten Bahnen wird ein quaderförmiger
Hartpapierkasten eingelegt, der durch Drähte an seinen Ecken so gehalten wird, daß
seine Flächen überall den gleichen Abatand zur Form haben. In die untere Formhälfte
wird nun eine abgemessene Menge Plyophen 5023 mit der entsprechenden Menge Treibmittel
und Härter eingebracht, die Form geschlossen und durch einen Wärmekanal geschickt.
Sie wird gegen den auftretenden Schaumdruck dee Polyphen 5023 mit Klebbändern zusammengehalten,
da Metall durch den im Harz befindlichen Härter korrodieren würde. Nach 1 Stunde
bei 150° im Wärmekanal wird entformt. Es wird eine gut feuerbeständige Bauplatte
erhalten, die infolge des eingeschlossenen. Hohlkörpers gute Isolierwerte besitzt.
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Beispiel 3, Eine zweiteilige Form aus geSehweisatem Stahlblech von
1,2 mm Dicke, die den zwei Hälften einer Boje für die Markierung von Schiffahrtswegen
entspricht und die an den Stosstellen geflanscht ist, wird inwendig mit einer Lösung
von 4 % Montanwachs in einer Lösung von Benzin, Aceton und Estern mit einer Spritzpistole
so aufgetragen, daß nach dem Verdunsten des Lösungsmittels eine Schicht von 500
Gewichtsteilen Araldit GY 250 30 Härter HY 966 15 " " HY 943 in einer Dicke von
3 mm entsteht. In diese Schicht hinein werden Zuschnitte eines dichten Asbestgewebes
eingesetzt von 400 g Gewicht pro qm und mit einem Metallspachtel fest eingedrückt.
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Die Arbeit sollte in 20 Minuten beendet sein. Es wird nun eine dem
Volumen der Boje entsprechende Menge Styropor eingefüllt, wobei es sich nierbei
um expansionsfähiges Graulat handelt, das erst nach der Expansion den Raum ausfüllt.
Die Form wird nun zusammengeflanscht, was durch Flügelmuttern und Schrauben geschieht,
da der ganze Vorgang innerhalb weibren 10 Minuten abgeschlossen sein sollte. Durch
eine am oberen Ende der Bojenform freigelassenen Öffnung wird nun Heißluft von 1800
eingeblasen. Nach 5 Minuten wird die Luft abgestellt und nach einer Periode der
Abkühlung, die Je nach Au#entemperatur zwischen 30 Minuten und 2 Stunden beträgt,,
entformt. An der Oberseite der Boje, an der die Einfüllöffnung für die Luft ist,
wird eine Öffnung von 150 mm Durchmesser in einer Tiefe. die der Hälfte
der
Boje entspricht, gebohrt. Die Bohrung dient der Aufnahme von Verankerungen bzw.
kann durch Einfüllen von Sand das Durchschnittsgewicht der Boje entsprechend der
Wassercdichte, in der sie ausgelegt wird, variiert werden. Alle Substanzen, aus
der die Boje besteht, sind korrosions- und wasserfest.
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Beispiel 4.
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In eine beheizbare zweiteilige Metallform, das Negativ einer StoBleite
für das Innere von Kraftfahrzeugen (crash pads) darstellend, wird ein einseitig
mit einer Mischung von Polyvinylchlorid,bestrichenes Nesseltuch von 90 g/m2 eingelegt,
das entsprechend dem in nBeschichten mit Kunststoffen, Carl Hanser Verlag (1967
), Seite 124, 2. Arbeitsgang,beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist. Das
Tuch ist entsprechend den Abmessungen der Porm zugeschnitten. In das Innere des
unteren Formteils wird ein vorgefertigtes Polsterstück eingelegt, das durch Kleben
von Polyurethanweichschaum-Abfallstücken aneinander gefertigt wurde.
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Die äusseren Abmessungen dieses vorgefertigten Polsterstücks sind
unerheblich; zur Innenseite der Form, bzw. des beschichteten Nesseltuchs, muß jedoch
ein Abstand von 30 mm gewahrt bleiben.
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Auch an die Verklebung der einzelnen Abfallstücke aneinander werden,
keine Bedingungen gestellt, es können auch Lufträume zwischen den einzelnen Stücken
bleiben. Das Polsterstück wird so geklebt, daß einige Abfallstücke Füße bilden,
die den Abstand von 30 mm festlegen. Die Formhälften werden geschlossen, durch eine
Öffnung in der oberen Werkzeughälfte mit einer Füllnadel eine Mischung von 100 Teilen
Caradate 31 und 110 " Caradol 560
eingefüllt. Der Schäumvorgang
ist nach 4 Minuten abgeschlossen, wobei kurzzeitig, jedoch nicht länger als 4 Minuten,
die Werkzeugform auf 180° aufgeheizt wird, um das PVC völlig zum Gelieren zu bringen.
Die auftretende Wärmetönung im Schaum ist erheblich und in den meisten Fällen auch
zu einer Gelierung des PVC ausreichend, Jedoch ist es sicherer, auch die Erwärmung
der Form zum Gelieren zur Hilfe zu nehmen.
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Nach dem Entformen erhält men eine Sto#leiste mit erstklassiger Oberfläche.
Sie hat zudem die ungewöhnliche Eigenschaft, daß bei einem Aufprall du elastische
Polster im Inneren zusammengedrückt wird. Iet die Energie des Aufpralle gering,
wie dies in einem Kraftfahrzeug häufig der Fall ist, so erfolgt eine elastische
Verformung, die nach der Entlastung wieder zurückgeht. Ist die Energie des Aufprall
hoch, so wird der Hartschaun unter Zerstorung zusammengedrückt, vernichtet jedoch
dabei erhebliche Mengen an Energie, die den Fahrgästen nicht mehr gefthrlich werden
können.