DE2131177A1

DE2131177A1 - Verfahren und Einrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Kunststoffhohl- oder Vollprofilen

Info

Publication number: DE2131177A1
Application number: DE19712131177
Authority: DE
Inventors: Rosemarie Lupert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-06-25
Filing date: 1971-06-23
Publication date: 1971-12-30
Also published as: GB1350298A; FR2096480A1; AT324691B; FR2096480B1; SE370520B; CH526382A

Description

Pa tentanwalt DipUn_e. a J.

SSiS

Rosemarie Lupert in Abtwil/St. Gallen (Schweiz)

Verfahren und Einrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von Kunststoffhohl- oder Yollprofilen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von durch Glasfasern od. dgl. verstärkten Kunststoffhohl- oder Vollprofilen.

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von durch Glasfasern

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verstärkten Kunststoffhohl- oder Vollprofilen bekannt, wobei die Verstarkungsfasern, die im wesentlichen gleichgerichtet in Form eines lockeren Bandes od. dgl. zugeführt werden, mit dem flüssigen härtbaren Kunststoff getränkt und danach in Form eines kontinuierlichen Stranges einer Verformung und anschließend einer Härtung bzw. Stabilisierung unterworfen werden, wobei die geradlinig zugeführten endlosen Verstärkungsfasern vor oder nach dem Aufbringen des flüssigen Kunststoffes in Wirrlage zueinander gebracht werden. Nach diesem Verfahren können relativ dünnwandige symmetrische oder unsymmetrische Kunststoffprofile wie U-, V-, L-, T-Profile hergestellt werden, doch stets nur solche, die zumindest einseitig offen sind, um das Formwerkstück ein- bzw. ausführen zu können.

Es ist ferner ein weiteres Verfahren bekannt zur kontinuierliehen Herstellung von glasfaserverstärkten vollen oder hohlen Kunstharzprofilen, wobei die Glasfäden einzeln in ein Tränkbad eingeführt, gebündelt und diese durch eine Profildüse geführt und gehärtet werden, wobei die Glasfäden ausserhalb des Tränkbades zum Glasfaserstrang gebündelt werden, welcher stufenweise vorgeformt und danach stufenweise fertiggeformt wird, wobei das Kunstharz anpolymerisiert bzw. geliert wird und die Aushärtung des fertig geformten

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Stranges stufenweise erfolgt. JNach diesem Verfahren sind aber nur stabartige Profilstäbe erzeugbar.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht nun darin, ein Verfahren und eine Einrichtung vorzuschlagen, mit welchem Hohl- und Vollprofile, offene und hinterschnittene Profile und Profile mit Gel^coat-Deckschichten und/oder Dekorfolien kontinuierlich erzeugt werden können, so daß Profile erhalten werden, die beispielsweise als Türzargen, Sockelleisten, Spantprofile und dgl. zu verwenden sind. iiach der Erfindung gelingt es dadurch, daß auf eine bahnförmige Trägerfolie, deren Breite zumindest annähernd dem Umfang des zu fertigenden Profils entspricht unter Beifügung von Kunstharz zumindest ein Glasfaserlaminat als Armierung od. dgl. annähernd gleicher Breite aufgebracht wird und der so gebildete Schichtkörper unter Anlage an einer Formplatte kontinuierlich unter zonenweiser Umlenkung in das zu fertigende Profil übergeführt wird, worauf, eventuell unter Beifügung weiterer Verstärkungseinlagen in an sich bekannter Weise das Kunstharz anpolymerisiert bzw. geliert und ausgehärtet wird.

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist eine

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Formplatte auf, die auf der Einlaufseite des Schichtkörpers bzw. der · Trägerfolie eine Gerade als Querschnittskontur besitzt, und die in Richtung der Fertigung des Profils folgenden Qoierschnittskonturen der Formplatte in die äußere Umrißkontur des zu fertigenden Profiles kontinuierlich übergehen. -

Um die Erfindung zu veranschaulichen, werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele beschrieben, ohne dadurch die Erfindung einzuschränken. Es zeigen: Fig. 1 eine Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Profilen; Fig. 2 in Schrägsicht eine Formplatte zur Erzeugung eines U-Prο-fils mit eingezogenen Rändern und Fig. 3 eine andere Formplatte, die ebenfalls zur Erzeugung eines hinterschnittenen mehrstufigen U-Profils dient; Fig. 4- schematisch den geschichteten Aufbau eines beliebigen Profils; Fig. 5 ein W Detail aus der Kalibrierzone mit eingesetzten Kalibrierkernen zur Erzeugung eines hohlen umfangsgeschlossenen Profils; Fig. 6 ebenfalls ein Detail aus der ersten Kaiibrierzone, das bei der Erzeugung von offenen Profilen verwendet wird und die Fig. 7 bis 13 verschiedene Querschnitte von gezogenen Profilen, wie sie beispielsweise mit der gegenständlichen Einrichtung und nach dem gegenständlichen "Verfahren hergestellt werden können.

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Fig. 1 stellt die Anlage in ihrem gesamten Aufbau schematisch von der Seite her dar. Ein Rollenbock 1 trägt die in Form einer Rolle 3 aufgewickelte Trägerfolie 2, die beispielsweise aus silikonisiertem Papier, Gellophanfolie od. dgl. bestehen kann, über Umlenkrollen 4- gelangt die Trägerfolie 2 zum Streichkopf 5 für die Aufbringung der ersten Kunststoffschichte (Gelcoat). Eine Absaughaube 6 entfernt die schädlichen Dünste und auf sie folgt der Heizkanal 7 für die Anpolymerisierung des Gelcoats. Zwischen den beiden Harzgießköpfen 8 und 9 wird Glasfasergewebe, Roringschnitzel, Matte 10 auf die bereits beschichtete Trägerfolie 2 aufgebracht und die Entlüftungswalzen 11 unter der Absaughaube 12 besorgen die Entlüftung des noch ungehärteten Laminates. Unmittelbar an die durch die Entlüftungswalzen 11 gebildete Entlüftungszone schließt sich die Formplatte 14 an, die leicht auswechselbar angeordnet ist und die dem jeweils zu erzeugenden Profil angepaßt ist. Im anschließenden Vorhärtekanal 13 wird das Profil kalibriert und vorgehärtet.Zwischen dem Vorhärtekanal 13 und dem Nachhärtekanal 15 können Yerstärkungseinlagen 16 in das bereits geformte Profil eingebracht werden, wenn auf der Anlage ein offenes Profil (beispielsweise ein V-, U- oder L-Profil) erzeugt wird· Die Abzugsraupe 17 zieht das Profil durch die Anlage hindurch, die Trennsäge 18 längt die Profile ab und die Auswurfrinne

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stapelt die abgelängten Profile. Daß außer dem Glasfasergewebe 10 und der Verstärkungseinlage 16 andere bahn-, faser-, flockige und strangförmige Schichten getränkt oder ungetränkt eingelegt und aufgelegt werden können, versteht sich von selbst.

Wie erwähnt, ist die Formplatte 14 und der nachfolgende fe Kalibrierkanal bzw. die Kalibrierzone 13 dem jeweils zu fertigenden Profil anzupassen und die Figur 2 zeigt beispielsweise eine Formplatte 14· in Schrägsicht mit anschliessendem Kalibrierkanal 13> die für die Erzeugung eines U-Profils dient, dessen äußere Randzonen 20 gegeneinander gerichtet sind. Die Durchlaufrichtung der Trägerfolie 2 ist durch den Pfeil 21 in Fig. 2 angedeutet. Wesentlich für diese Formplatte ist nun, daß sie auf der Einlaufseite 22 der Trägerfolie eine Gerade als Querschnittskontur aufweist und die nachfolgenden Querschnittskonturen 23 kontinuierlich in die äußere Umrißkontur 24 des zu. fertigenden Profils übergehen. Diesen Übergang von einer Geraden oder annähernd Geraden zu einer profilierten Form kann man einfach verwirklichen, wenn man beispielsweise eine langgestreckte Tuchbahn nimmt von ein bis zwei Meter Länge, deren Breite gleich ist dem Umfang des zu fertigenden Profiles und wenn jnnan das eine Ende 22 dieser Tuchbahn gestreckt festhält und das andere Ende 24 um einen Körper legt und an ihm befestigt, des-

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sen Umriß dem zu fertigenden Profil entspricht. .Nun wird die Tuchbahn in ihrer Längsrichtung gestreckt (Pfeil 21) und nun kann dieser kontinuierliche Übergang von einer Gerader:· zum Frofil festgestellt werden und es ist dabei zu beobachten, daß dieser Übergang durch ein zonenweises und allmähliches Umbiegen der Tuchbahnabschnitte erfolgt. Fig. J zeigt eine Formplatte 14-' für ein anders geartetes Profil und auch hier kann dieser Übergang, wie eben erwähnt, beobachtet und auf die geschilderte Weise verwirklicht werden. Selbstverständlich können die Ränder 25 der Formplatten (Fig. 3) einander so weit angenähert werden, daß sich em umfangsgeschlossenes, kastenartiges Profil ergibt, ja sogar soweit, daß sich diese Ränder gegenseitig überdecken und überlappen. Außer eckigen Profilen können selbstverständlich auch runde Profile, also auch Rohre oder Stäbe auf diese Weise erzeugt werden.

Die Forir.platten bestehen aus einem geeigneten Material, beispielsweise Metall oder Kunststoff, und weisen zahlreiche Durchbrechungen 26 auf, die zum Anschluß eines Unterdruck erzeugenden Aggregates dienen, so daß die über die Formplatten streichenden Trägerfolien infolge des Unterdruckes fest an der Formplatte anhaften und so gehalten werden. Diese Durchbrechungen können so weit vermehrt wer-

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den, daß die Struktur der Formplatte sieb- oder netzartig wird. Heiz- oder Kühlschlangen können an der Unterseite der Formplatte ebenfalls befestigt sein. Die Kalibrierzone 13, die an die Formplatte anschließt (Fig. 2) ist ebenfalls dem jeweils zu erzeugenden Profil angepaßt und weist genau wie jene Durchbrechungen zum Anschluß eines Unterdruck erzeugenden Aggregates auf, so daß im Bereich der Vorhärtung und Kalibrierung die den Schichtkörper tragende Trägerfolie fest an die Wandung der Kalibrierzone angepreßt wird. Werden umfangsgeschlossene Profile erzeugt, so können jene Durchbrechungen, die für den Unterdruck gebraucht wurden, auch an ein Überdruck erzeugendes Aggregat angeschlossen werden, da umfangsgeschlossene Profile durch inneren Überdruck ja an die Wandungen angepreßt werden und durch äußeren Überdruck in der Kalibrierzone 13 ein Luftkissen gebildet wird, welches die Reibungswirkung an den Kalibrierwerkzeugwänden auf ein Minimum reduziert.

Werden offene Profile gefertigt, wo werden zweckmäßigerweise im Bereich der Kalibrierzone 13 Andrücker 27 (Fig. 8) vorgesehen in Form von Rollen, Gleitern oder Schienen, die an den Innenseiten des zu fertigenden Profiles anliegen und so eine ordnungsgemäße Kantenausgestaltung derselben ermöglichen.

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Werden umfangsgeschlossene Profile erzeugt, so können diese sogar innen kalibriert und mittels einer Schaumstoffmasse ausgefüllt werden. Dies macht die Fig. 5 schematisch deutlich, die eine Formplatte 14'' für ein umfangsgeschlossenes Profil schematisch von der Seite zeigt und die anschliessende Kalibrierzone 13'". Zwei mit Abstand voneinander angeordnete Kalibrierkerne 28 sind mittels eines Seiles oder einer Kette 29 aneinander befestigt und der Anhängepunkt oder Ankerpunkt 30 liegt außerhalb der Formplatte 14". Zwischen diesen beiden Kalibrierkernen kann ein Überdruck über die Leitung 40 erzeugt werden, welcher das Transferpapier mit dem Laminat an die Wandungen des Kalibrierwerkzeuges 13' preßt und gleichzeitig ein Luftkissen zwischen Kern und Laminat bildet, welches ein Verschieben und Verziehen des noch weichen Laminats verhindert und gleichzeitig bewirkt, daß die Reibungskräfte zwischen Laminat und Kalibrierkern auf ein Minimum reduziert werden. Soll nun das zu fertigende Profil ausgeschäumt werden, so kann von außen her durch die Kerne hindurch eine Rohr- oder Schlauchleitung 32verlegt werden, durch welche die Schaumstoffmasse in das bereits umfangsgeschlossene Profil durch die Mündung 31 der Schlauch- oder Rohrleitung 32 eingedrückt wird. Diese eingebrachte und ausgehärtete Kunststoffschaummasse

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dient auch als Verstärkung für das fertige Profil.

Fig. 4 stellt den geschichteten Aufbau eines Irofiles dar, wie er beispielsweise ausgebildet sein kann. Auf der Trägerfolie 2 liegt eine Dekorfolie 31'> auf dieser ein Glasfasergewebe 10 und darüber eine getränkte Schichte 16 aus Wellpappe als Verstärkungseinlage. Die einzelnen Schichten sind untereinander mit Kunstharz verbunden bzw. mittels eines solchen getränkt. Die Trägerfolie 2 dient ausschließlich als Fertigungshilfe und wird nach der Verlegung des Profiles oder dessen anderweitigen Verarbeitung vom Profil einfach abgezogen.

An Stelle von Glasfaserlaminaten können selbstverständlich auch andere Armierungen verwendet werden, beispielsweise Juteeinlagen, Wylon, Sisal, Flachs od. dgl. Die Fig. 7 bis 13 zeigen verschiedene Profile, wie sie mittels der vorbeschriebenen Einrichtung und des vorbeschriebenen Verfahrens gewonnen werden können. Die Profile nach den Fig. 12 und 13 sind durch Hintereinanderschalten von zwei Kalibrierzonen erzeugt worden, wobei zuerst das innere Profil dann das äußere Profil erzeugt wird. Die Schäumstoffmasse zwischen den beiden Profilen kann bei der Erzeugung der äußeren Profilhülle eingebracht und aufgeschäumt werden. Die

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ufflfangsgeschossenen Profile nach den Fig. 9 und 11 sind mit einer Schaumstoffmasse ausgegossen. Wenn vorstehend in Fig. 1 nur die Einbringung einer Glasfaserarmierung und einer Verstärkungseinlage 16 gezeigt ist, so sei erwähnt, dab selbstverständlich weitere Einlagen und Folien in genau derselben Weise aufgetragen und aufgebracht werden können. Aber nicht nur bahnartige Einlagen sind auf diese Weise einzubringen, auch können Rovingsstränge vorgesehen werden, die nur an entsprechenden Stellen des zu erzeugenden Profiles einzubetten sind, um auf diese V/eise Profile mit gezielten Festigkeitseigenschaften zu erhalten.

Das vorbeschriebene Verfahren und die dazu dienliche Einrichtung ermöglichen es, Kunststoffprofile geder beliebigen Form kontinuierlich und endlos herzustellen, wobei durch diese besondere Art der Herstellung Armierungseinlagen eingebracht werden können, die eine gezielte Festlegung der Festigkeitseigenschaften der Profile ermöglichen. Auch können so Profile erzeugt werden mit Dekorfolien, die beispielsweise im Innenausbau von Wohnräumen ein unerschöpfliches Anwendungsgebiet finden. Aber auch für konstruktive Bauweisen können diese Frofile dank der erzielbaren Festigkeitseigenschaften mit Erfolg eingesetzt werden, dabei nicht zuletzt im Flugzeug- und Fahrzeugbau.

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Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von durch Glasfasern od. dgl. verstärkte Kunststoffhohl- oder Vollprofile, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine bahnförmige Trägerfolie, deren Breite zumindest annähernd dem Umfang des zu fertigenden Profiles entspricht, unter Beifügung von Kunstharz zumindest ein Glasfaserlaminat od. dgl. annähernd gleicher Breite wie-die Trägerfolie aufgebracht wird und der so gebildete Schichtkörper unter Anlage an einer Formplatte kontinuierlich durch zonenweise Umlenkung in das zu fertigende Profil übergeführt wird, worauf eventuell unter Beifügung weiterer Verstärkungseinlagen in an sich bekannter Weise das Kunstharz anpolymerisiert bzw. geliert und ausgehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtkörper mittels Unterdruck auf der Formplatte festgehalten wird.

5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Profil geformte Schichtkörper zumindest während

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der Anpolymerisierung bzw. Gelierung durch Unterdruck und/oder durch von der Innenseite des Profils her wirkenden Überdruck an der Wandung einer Kalibrierzone angedrückt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Fertigung von offenen Profilen, beispielsweise von U-Profilen, zumindest im Bereich der , ersten Kalxbrierzone im Bereich der Innenkanten des zu fertigenden Profiles Andrücker, beispielsweise in Form von Rollen, Gleitern, Schienen od. dgl. zur Anlage gebracht werden.

5· Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß bei der Fertigung von umfangsgeschlossenen Profilen ein oder mehrere Kalibrierkerne im Bereich der Kalibrierzorie eingebracht werden und die Kerne unterein-

ander mittels Seile, Ketten od. dgl. befestigt sind und ' der Ankerpunkt oder Festpunkt des Seiles außerhalb der Formplatte liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von·Überdruck im Inneren des umfangsgeschlossenen Profils eine aufschäumende Kunststoffmasse eingebracht wird.

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7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbringung des aufschäumenden Kunststoffes.bzw. der aufschäumenden Kunststoffmasse durch die Kalibrierkerne hindurch mittels Schlauch- oder Rohrleitungen erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor Aufbringung des Glasfaserlaminats mindestens eine Gelcoatschichte oder Dekorfolie auf die Trägerfolie auffc gebracht/aufgelegt wird.

9· Verfahren nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von Überdruck im Innern des umfangsgeschlos senen Profiles zwischen zwei Kalibrierkerne Druckluft ein gepreßt wird.

10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 9) dadurch gekennzeichnet, daß die Formplatte auf der Einlaufseite des Schichtkörpers eine Gerade oder zumindest annähernd Gerade als Querschnittskontur aufweist und die folgenden Querschnittkonturen in Richtung der Fertigung des Profiles kontinuierlich in die äußere Umrißkontur des zu fertigenden Profiles übergehen.

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11. Einrichtung nach. Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Formplatten und gegebenenfalls die Kalibrierzone zahlreiche Durchbrechungen aufweist, welche auf der der Auflage für den Schichtkörper abgewandten Seite mit einem zur Erzeugung von Unterdruck dienenden Aggregat verbundden sind.

12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaiibrierkerne ein oder mehrere öffnungen besitzen, welche auf Seite der Formplatte mit Schlauch- und/oder Rohrleitungen verbunden sind zur Einbringung von Druckluft bzw. Schaumstoffmassen.

Für Rosemarie Lupert: Der Vertreter:

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