DE2113741B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Schichtpreßstoffprofilen - Google Patents

Description

stand gehärtet wird, lassen sich keine gleichmäßigen port der Bahnen zu Profilen gepreßt werden. Der

Preßstoffprofile mit engen Toleranzen herstellen. entstehende Schichtpreßstoff wird dabei unter End-

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe maßgebung der Wanddicke durch den Einfluß der

zugrunde, das als letztes erwähnte bekannte Verfah- Preßtemperatur und des Druckes so weit gehärtet, daß

ren so auszugestalten, daß Schichtpreßstoffprofile 5 er nach Verlassen der Preßform formfest ist. Durch

hergestellt werden können, die in elektrischer und den schrittweisen Weitertransport des Preßgutes ist

mechanischer Hinsicht hohen Anforderungen genü- es möglich, Profile unbegrenzter Länge herzustellen,

gen und sowohl hinsichtlich Form als auch Abmes- deren Längen unabhängig von der Länge der Preß-

sungen enge Toleranzen aufweisen. formen sind. Kurze Preßformen lassen sich bei

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch io größerer Genauigkeit wirtschaftlicher als lange Forein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das inen herstellen und haben den Vorteil, daß Undadurch gekennzeichnet ist, daß die Armierungsbahn genauigkeiten durch ein Durchbiegen der Form beim an der Eintrittsseite der Preßform gekühlt wild und Pressen auf ein Mindestmaß reduziert werden, wobei daß die Vorwärtsbewegung um den vorgegebenen auch bei Preßeinheiten mit kleiner Preßkraft wegen Bereich der Armierungsbahn von der Eintrittsseite 15 der kleineren Preßflächen mit hohen spezifischen der Preßform zu deren Mitte in mehreren Schritten Preßdrücken gearbeitet werden kann. Die kurzen mit dazwischenliegenden Teil-Preßvorgängen durch- Preßformen gestatten auch bei kleinen Preßeinheiten geführt wird, wobei die Dauer der Teil-Preßvoi- mit hohen spezifischen Preßdrücken zu arbeiten, gänge und die Preßtemperatur so gewählt werden, Der spezifische Preßdruck selbst ist abhängig von daß das Kunstharz etwa beim Erreichen der Mitte 20 der Fließzähigkeit des Harzes bei Preßtemperatur der Preßform vom schmelzbaren in den unschmelz- und der mechanischen Belastbarkeit des Trägerbaren Zustand übergeht. materials. Hohe spezifische Preßdrücke sind von

Durch das Verfahren lassen sich Schichtpreßstoff- Vorteil, weil Luft- oder Gaseinschlüsse, welche die

profile herstellen, die elektrisch und mechanisch elektrischen Eigenschaften d~s Profils negativ beein-

hohen Anforderungen genügen und hinsichtlich Form 25 flüssen., bis zu einer unwirksamen Größe verdichtet

und Abmessungen, insbesondere hinsichtlich der werden.

Dicke und der Radien bei z. B. L- und U-Profilen, Das erfindungsgemäße Verfahren hat neben der

enge Toleranzen aufweisen. Wirtschaftlichkeit und Universalität den weiteren

Durch die Kühlung an der Eintrittsseite der Preß- Vorteil, daß während des Preßvorganges die Dicke form wird vermieden, daß Kunstharz beim Pressen 30 durch Anpassung des Preßdruckes und/oder der aus der Form zurückfließt und damit mecha- Schrittgröße und/oder der Verweilzeit und/oder der nische elektrische Inhomogenitäten zwischen den Formtemperatur laufend korrigiert werden kann,
einzelnen Abschnitten entstehen. Durch das Vor- Wesentlich ist, daß die Fließzähigkeit des härtwärtsbewegen in mehreren hinsichtlich der Länge der baren Harzes an der Einlaufseite der Preßformen bei Preßform und damit der Härtungszone kurzen 35 gegebener Preßtemperatur groß ist und während der Schritten wird erreicht, daß auch der Preßvorgang Zeit der schrittweisen Verpressung sich rasch zu (bis zur Formbeständigkeit) in mehrere Schritte mit hohen Werten aufbaut, so daß das Harz spätestens dazwischenliegendem Vorschub unterteilt ist. Hier- beim letzten Verformungsschritt — bei dem das durch werden die Folgen des diskontinuierlichen Preßgut sein Dicken-Endmaß, knapp vor Erreichen Pressens, die vor allem im Bereich der Übergänge \o des Gelierpunktes des Harzes, erhält — unter hohen auftreten können, klein gehalten. Das Arbeiten mit Preßdruck gelangt. Der Übergang des schmelzbaren den für die Erzielung eines homogenen Materials mit Harzes vom plastisch verformbaren Zustandsbereich den geforderten Eigenschaften notwendigen hohen in den elastischen Zustandsbereich (Gelierpunkt) ist Preßdrücken ist weiterhin möglich. Während des während der schrittweisen Verpressung etwa in hal-Vorwärtsbewegens ist das Material vom Druck ent- 45 ber Formlänge abgeschlossen, und gleichzeitig wird lastet, so daß auch dann evtl. noch vorhandene Luft die Endmaß-Wanddicke des Kanals erreicht. Die auf der ganzen Fläche des noch fließfähigen Harzes weitere Länge der Form, in der das Preßgut in anentweichen kann. Wegen des abschnittsweisen Vor- gehärtetem Zustand vorliegt, dient zur Weiterhärtung wärtsbewegens des Materials und des in Tcil-Preß- auf Entformungsfestigkeit.

vorgängen unterteilten gesamten Preßvorganges bis 50 Die Preßtemperatur ist durch die maximal zulässizur Entformbarkeit, sind die Eigenschaften des sich gen Verarbeitungstemperaturen des Harzes und des in der Presse befindlichen Material;, längs der Bewe- Trägermaterials gegeben. Aus wirtschaftlichen Grüngungsrichtung unterschiedlich. Dies macht besondere den werden im allgemeinen hohe Arbeitstempera-Überlegungcn erforderlich, damit auch dann noch türen bei kurzen Reaktionszeiten des Harzes angeeine gleichmäßige Druckausübung durch die Presse 55 strebt. Die Preßtemperatur kann durch direkte Begewährleistet ist. Dieses ist dadurch erreicht, daß das heizung des Stempels und der Gegenform oder durch Kunstharz bereits ab etwa Mitte der Presse nicht Beheizung der oberen und unteren Druckplatte der mehr schmelzbar und damit nicht mehr olast-sch ver- Presse erfolgen (indirekte Beheizung der Preßforformbar ist und das Schichtpreßstoff-Profil in der men). Die Temperaturverteilung längs der Form wird zweiten Hälfte der Form als langgestreckte Lehre 60 dem Aushärtungsverlauf angepaßt. Als Trägerwirkt, die die Solldicke des Schichtpreßstoffprof'.O material kommen Papier, Glasgewebe, Kunststoffbestimmt und sicherstellt, daß diese auch von dem Folien, Glimmer und sonstige flächenförmige Matenachfolgendcn Material ereicht wird, was insbeson- rialien, imprägniert oder beschichtet mit Epoxyd-, derc im Hinblick auf die zu fordernde Maßhaltigkeit Polyester- oder anderen härtbaren Kunstharzen, in des Materials von Bedeutung ist. 65 Frage.

Bei dem Verfahren kann das Preßgut in kurzen Zur Verkürzung der Preßzeiten und Erhöhung Preßformen von z.B. 1000 mm Länge durch ab- der Produktionskapazität werden katalytisierte hochwechselndes Pressen und schrittweisen Weitertrans- reaktive Harze wie Epoxyd, Polyester oder andere

härtbare Kunstharze verwendet, die bei den angewendeten Preßtemperaturen stälcstens innerhalb 10 Minuten die Entformungsfestigkeit erreichen. Zwecks Erreichen eines fortgeschrittenen Polymerisationsgrades können diese Harze beim Imprägnieren der Trägerschichten und vor dem eigentlichen Preßvorgang vorzugsweise vorgehärtet werden.

Die eingangs beschriebene Vorrichtung ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der Erfindung derart ausgestaltet, daß an der Einlaufseite der Preßform eine Kühlzone vorgesehen ist und daß mindestens eine der formgebenden Oberflächen der Preßform aus einem Material besteht, welches bei Preßtemperatur ein kompressibles Verhalten aufweist.

An der Einlaufseite des Stempels und der Gegenform ist somit je eine Kühlzone vorgesehen, mit welchen eine vorzeitige Härtung des Harzes verhindert wird und das Harz wegen der niedrigen Temperatur eine hohe Fließzähigkeit aufweist. Die Kühlung im Stempel und der Gegenform wird z. B. durch eine Wasserkühlung mit den dafür vorgesehenen Anschlüssen erreicht. Möglichst hohe Temperaturen — bezogen auf die Reaktivität des verwendeten Harzsystems — werden dagegen in den zur Weiterhärtung dienenden Stellen des Stempels und der Gegenform angestrebt.

Durch das kompressible Verhalten einer der formgebenden Oberflächen der Preßform (z. B. ein Hartglasgewebe, dessen Harz bei Preßtemperatur etwa den Umwandlungsbereich zweiten Grades hat) werden Ungenauigkeiten der Preßform, insbesondere Druckunterschiede infolge Durchbiegung, einseitigen Druck der Form und Materialunregelmäßigkeiten des Preßgutes usw. eliminiert.

Ausführungsbeispiel

B i 1 d 1 AbI auf schema,

B i 1 d 2 Seitenansicht der Preßformen, gemäß Position 4 nach Bild 1,

B i I d 3 Schnitt A-A aus B i I d 2,

B i 1 d 4 Schnitt B-B aus B i 1 d 2.

Herstellen eines gleichschenkligen, rechtwinkligen Profils nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Bild 1 zeigt eine Abrollvorrichtung 1 bestehend aus einem Rollenpaar mit Trennfolien 12 und beispielsweise vier Paar Rollen mit Lackglasgewebe 13.

Mittels einer Trennvorrichtung 17 wird das Schichtpreßstoffprofil auf Länge zugeschnitten und das Preßgut 14 in einem Transportgestell 18 abgelegt.

Bild 2 veranschaulicht in Längssicht und in B i 1 d 3 und 4 im Querschnitt die Anordnung der Preßform, wobei Bild 3 die Einlaufseite gemäß Schnitt B-B in B ild 2 darstellt.

Die Preßform besteht aus einer oberen Druckplatte 5, einer unteren Druckplatte 6, einem heizbaren Stempel 7 und einer heizbaren Gegenform 8. Der Stempel 7 ist an seiner formgebenden überfläche mit einem konipressiblen Material 9 versehen. An

ίο der Eintrittsseite sind Preßform 7 und Gegenform 8 zur Bildung einer Kühlzone mit Anschlußleitungen 10

und 11 versehen, die zur Zu- und Ableitung eines

Kühlmediums dienen.

Die auf Breite zugeschnittenen Lackglasgewebc-

Rollen 13 sind in einem Gestell drehbar aufgehängt. Das Lackglasgewebe wird so abgewickelt, daß die Bahnen zwischen Trennfolien 12 zu liegen kommen. Durch die Bahnführung 2 werden die Bahnen gerichtet und in der Biegevorrichtung 3 so abgekantet, daß

ao sie etwa die Form des Profils annehmen. Das Lackglasgewebe 13 mit den Trennfolien 12 wird in die Gegenform 8 so eingelegt, daß das Ende an der Auslaufseite 14 etwas vorsteht und sich gleichbreite Querschnitts-Schenkellängen ergeben. Die Presse 4

as wird zusammengefahren und das Preßgut etwa während der Dauer der Gelierzeit des Harzes unter Druck und Temperatur gepreßt. Die Herstellung der weiteren Teillängen des Profils erfolgt durch die Arbeitsspiele: Pressen — schrittweisen Weitertransport des Preßgutes.

Die Preßtemperatur ist dem verwendeten Reaktionsharz (z. B. Epoxydharz) angepaßt und beträgt für den vorliegenden Fall etwa 180° C. Der Vorschub je Schritt beträgt ¹A ... Ve der beheizten Formlänge. Die Verweilzeit des Preßgutes nach jedem Schritt (Arbeitsspiel) ist '/2... Vs der Gelierzeit des Harzes. Bei diesem Lackglasgewebe wurde mit einem spezifischen Preßdruck von etwa 40 kp/cm-' gearbeitet. Der Vorschub 15 und die Kontrolle 16 derWanddicke erfolgt an der Auslaufseite der Preßform manuell oder automatisch; falls notwendig, werden Korrekturen der Wanddicken durch Verändern des Preßdruckes vorgenommen. Mittels einer Trennvorrichtung 17 wird der Kanal auf Länge zugeschnitten

und im Transportgestell 18 abgelegt.

Beim Pressen wird eine vollständige Härtung des Harzes nicht erreicht und auch nicht angestrebt. Die zugeschnittenen Kanäle werden in einem Wärmeofen mit zwangläufiger Durchlüftung gebracht, um

dem Epoxydharz die vollständige Aushärtung zu geben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Länge des Stückes haben müssen, hergestellt werden. Patentansprüche: Ein Nachteil langer Preßformen besteht darin, daß diese, um die engen Toleranzen über die gesamte

1. Verfahren zum Herstellen von elektrisch Profillänge einhalten zu können, einen großen Aufhochwertigen, maßhaltigen Schichtpreßstoffprofi- 5 wand an Präzisionsbearbeitung erfordern und überlen beliebiger Länge, bei welchem mindestens dies die Längsgenauigkeit der Preßformen nach öfteeine mit härtbarem Kunstharz imprägnierte oder rem Gebrauch in Frage gestellt ist. Dazu kommt, daß beschichtete Armierungsbahn unter abschnitts- beim Pressen durch die Durchbiegung des langen weiser Vorwärtsbewegung um einen vorgegebenei. Preßtisches zusätzliche Ungenauigkeiten auftreten. Bereich in einer geheizten Preßform vorgegebener io Besonders nachteilig sind auch die hohen Form-Länge unter hohem Druck bis zur Entformbar- kosten deshalb, weil für jede Querschnittsform und keit gepreßt wird, dadurch gekennzeich- für jeden Krümmungsradius, sogar für jede Profilnet, daß die Armierungsbahn an der Eintritts- dicke, lange und teure Preßformen bereitzustellen seite der Preßform gekühlt wird und daß die Vor- sind. Die Preßkraft der Preßeinheit muß wegen der wärtsbewegung um den vorgegebenen Bereich der 15 großen Preßflächen und um bei voraussichtlichen Armierungsbahn von der Eintrittsseite der Preß- Größtmaßen der Profile einen spezifischen Mindestform zu deren Mitte in mehreren Schritten mit preßdruck nicht zu unterschreiten, entsprechend dazwischenliegenden Teil-Preßvorgängen durch- groß gewählt werden. Als weiterer Nachteil muß geführt wird, wobei die Dauer der Teil-Preß\or- noch die auf die Formlänge begrenzte Stücklänge gänge und die Preßtemperatur so gewählt wer- ao erwähnt werden.

den, daß das Kunstharz etwa beim Erreichen Auch sind Verfahren bekannt, bei denen Profile

der Mitte der Preßform vom schmelzbaren in den mittels vollkontinuierlichen Ziehens durch eine Düse

unschmelzbaren Zustand übergeht. hergestellt werden. Für solche Profile kann aber die

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- hohe verlangte Genauigkeit nur durch Nachschleifen

rens nach Anspruch 1 mit einer Hochdruckpresse, 25 erhalten werden, und es können nicht der hohe Ge-

die eine heiz- und kühlbare Preßform enthält, halt an Trägermaterial sowie die hohen elektrischen

dadurch gekennzeichnet, daß an der Einlaufseite und mechanischen Eigenschaften erreicht werden, die

der Preßform (7, 8) eine Kühlzone vorgesehen ist für die den Erfindungsgegenstand bildenden Profile

und daß mindestens eine der formgebenden Ober- notwendig sind.

flächen der Preßform aus einem Material (9) be- 30 Es sind feiner aus den deutschen Patentschriften

steht, welches bei Preßtemperatur ein kompres- 862 416 und 865 268 Vorrichtungen zur kontinuier-

sibles Verhalten aufweist. liehen Herstellung und Behandlung von vorzugsweise

flächigen Werkstoffen durch Polieren, Kaschieren, Mattieren, Glätten oder andere Verformung und/oder

35 Verdichtung bekannt, bei denen die zu verarbeitenden Werkstoffe kurzzeitigen pulsierenden Stoß- oder Druckimpulsen ausgesetzt werden. Die einlaufseitige Hälfte der Preßwerkzeuge kann geheizt, die auslauf-

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum seitige Hälfte gekühlt sein. Die plattenförmigen Preß-Herstellen von elektrisch hochwertigen, maßhaltigen ₄₀ werkzeuge werden in eine schwingende Bewegung Schichtpreßstoffprofilen beliebiger Länge, bei wel- versetzt, die sowohl eine Komponente in der Druck-Chem mindestens eine mit härtbarem Kunstharz im- richtung als auch eine Komponente in der Transportprägnierte oder beschichtete Armierungsbahn unter richtung aufweisen, so daß der Werkstoff zwischen ftbschnittsweiser Vorwärtsbewegung um einen vor- den nur kurzen Druckstößen jedesmal um ein Stück gegebenen Bereich in einer geheizten Preßform vor- 45 weiterbewegt wird. Diese Vorrichtungen sind für die gegebener Länge unter hohem Druck bis zur Ent- Verarbeitung von Erzeugnissen aus wärmehärtbarem formbarkeit gepreßt wird. Kunststoff weder bestimmt noch geeignet, und elek-Sodann betrifft die Erfindung eine Vorrichtung trisch hochwertige, maßhaltige Schichtpreßstofffcur Durchführung dieses Verfahrens mit einer Hoch- profile aus Duroplasten lassen sich mit diesen Vordruckpresse, die eine heiz- und kühlbare Preßform 50 richtungen keinesfalls herstellen,
enthält. E_s j_st schließlich aus der deutschen Patentschrift Das Verfahren und die Vorrichtung werden ins- 663 200 ein Verfahren der eingangs beschriebenen besondere für die Herstellung von Schichtpreßstoff- Art zur Herstellung von Platten aus geschichteten, erzeugnissen eingesetzt, wie sie in der Elektrotechnik mit einem härtbaren Kunstharzbindemittel getränkten als Isoliermaterialien in Form von Profil-Formteilen 55 Stoffen in einer geheizten Presse bekannt, bei welimd Platten verschiedener Abmessungen, beispiels- ehern eine mit noch ungehärtetem Kunststoff geweise für Isolationen von Maschinen und Appara- tränkte Stoffbahn abschnittsweise durch die Presse ten. verwendet werden. transportiert wird. Die Preßstempel sind mit Heiz-Schichtpreßstoffprofile mit I-, L-, L-, LJ-, "L- platten und Deckblechen versehen, welch letztere an Querschnitten in Längen bis zu acht Metern und 60 der Eintrittsseite der Stoffbahn über die Heizplatten mehr werden unter anderem für die Nutenisolation vorstehen. Hierdurch soll der Druckabfall an der hochbeanspruchter elektrischer Maschinen verwen- Stoßstelle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Preßdet. Für diese Profile werden enge Toleranzen der zoncn langsamer als der Temperaturabfall erfolgen, Wanddicke und der Krümmungsradien über die ge- und es soll dadurch vermieden weiden, daß die Stoßsamte Länge bei gleichzeitig optimalen elektrischen 65 stellen porös werden. Wenn das wärmehärtbare und mechanischen Eigenschaften verlangt. Kunstharz jedoch wie bei den bekannten Verfahren Es sind Verfahren bekannt, bei denen Profile abschnittsweise in einem Zuge vom ungehärteten durch Pressen in Formen, welche mindestens die Ausgangszustand in den voll ausgehärteten Endzu-