DE2356330C2 - Vorrichtung zur Herstellung von Gitterwerk aus faserverstärktem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Gitterwerk aus faserverstärktem Kunststoff mit einer einen ersten und einen zweiten Satz jeweils parallel zueinander angeordneter, am Ende offener Nuten versehenen Negativform, wobei der erste und der zweite Satz von Nuten in einem Winkel zueinander angeordnet sind und jeweils von einem ersten bzw. ■zweiten Verlegearm in Hin- und Rückrichtung überstri-'chen werden und von den Verlegearmen eine; der fAnzahl von Nuten eines Satzes entsprechende Anzahl von Verstärkungsfasersträngen derart in die Nuten abtegbar ist, daß sich die Verstärkungsfaserstränge in dem ersten Satz von Nuten mit denen in dem zweiten Satz von Nuten kreuzen, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 16 29 336 bekannt ist

Bei der bekannten Vorrichtung sind die Verlegearme als Schlitten ausgebildet, die sich parallel zur Oberfläche .der Negativform und den Nuten bewegen. Die Schilitten tragen die Verstärkungsfaserrollen mit den Tränkwannen, von wo aus die Verstärkungsfaserstränge in den Nuten abgelegt werden. Die Verfahrgeschwindigkeit der Schlitten und damit die Fertigungszeit für das Gitterwerk wird dadurch beeinflußt, daß ein abgelegter Faserstrang allein durch die Klebewirkung des Tränkharzes gehalten wird, so daß mit dem nächsten, noch abzulegenden Strang keine allzu große Kraft ausgeübt werden darf, die wegen der zickzackförmigen Ablage in Gegenrichtung wirken und den bereits abgelegten Strang wieder aus der Form ziehen könnte.

In der US-PS 36 78142 ist ein Verfahren zur Herstellung von Gitterwerk beschrieben, bei dem zunächst auf nicht näher angegebene Weise Fasern verlegt und dann mit Harz getränkt werden.

Die US-PS 32 96 055 betrifft eine Vorrichtung zur Verstärkung der Ecken oder Kreuzungsstellen unterteilter Behälter, wobei Stücke von Verstärkungsfasern auf die Behälter aufgebracht werden.

Die Erfindung steht unter der Aufgabe, eine beispielsweise aus der DE-OS 16 29 336 bekannte Vorrichtung derart weiterzubilden, daß eine höhere Fertigungsgeschwindigkeit erreicht wird.

Die Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Bei der Erfindung entfernt die bogenförmige Bewegung der Verlegearme die entsprechender. Austrittsöffnungen weiter von den Nuten als bei der bekannten Vorrichtung, wo sich die Austrittsöffnungen mit den Schlitten möglichst nahe an den Nuten bewegen. Durch die Erfindung wird eine einfache und leichte Bauweise ermöglicht, und verbunden miii der präzisen Lagerung der Verlegearme ist trotz der teilweise größeren Entfernung eine wesentliche Erhöhung der Taktgeschwindigkek möglich. Hierbei bestände die Gefahr, daß bereits abgelegte Stränge wieder aus den Nuten gezogen werden. Dies wird durch Haltevor-

richtungen verhindert, die jeweils bei Annäherung eines Verlegearmes geöffnet und bei Entfernen eines Verlegearmes geschlossen werden, um die abgelegten Faserstränge zu halten. Als weiterer Vorteil ergibt sich, daß die Faserstränge mit einer gewissen Spannung gezogen und daher gerade ausgerichtet werien.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dec Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht einer Verstärkungsfaserstrang-Verlegemaschine;

F i g. 2 eine Seitenansicht der Maschine,

Fig.3 eine Draufsicht auf ein vollständiges Gitterwerk in gegenüber den Fig. 1 und 2 verkleinerter Darstellung;

F i g. 4 eine teilweise Seitenansicht der Form der Verlegemaschine zusammen mit einem der Anschläge;

Fig. 5 eine teilweise Schni»ansicht längs der Linie ',5-5 in Fig.4; ',

'' F i g. 6 eine vergrößerte, schematische Seitenansicht der Verlegemaschine mit den Harzbehältern;

Fig.7 eine vergrößerte Schnittansicht eines der 'Harzbehälter;

F i g. 8 eine schematische Darstellung des Transports des ausgeformten Gitterwerks von der Verlegemaschine zu der Preßform und

F i g. 9 eine Ansicht ähnlich F i g. 8, einer abgewandelten Transportweise des ausgeformten Gitterwerks.

Die F i g. 3 zeigt ein vollständiges Gitterwerk G, das eine vorgegebene Größe aufweist und aus einem Satz , von parallel unterteilten Verstärkungsfasersträngen aus ' Fiberglas 12 besteht, die sich mit einem zweiten Satz 13 derartiger Stränge unter einem bestimmten Winkel kreuzen. Bei der dargestellten Ausführungsform kreuzen sich die beiden Sätze von Verstärkungsfasersträngen 12 und 13 unter einem rechten Winkel, jedoch können die Kreuzungswinkel je nach Wunsch auch stumpf sein.

Das Gitterwerk G wird mit Hilfe einer Verlegemaschine 14, wie sie schematisch in F i g. 1 und 2 dargestellt ist, hergestellt. Die Verlegemaschine umfaßt eine auf einem Auflagetisch 16 angeordnete Rechtecksform 15, die mit einem Satz von parallel unterteilten, am Ende offenen Nuten 17, weiche sich in eine Richtung strecken und mit einem zweiten Satz von parallel unterteilten, in gleicher Weise ausgebildeten Nuten \i versehen ist, welche die Nuten 17 unter dem gewünschten Winkel schneiden, der beispielsweise wie in F i g. 1 dargestellt 90° betragen kann.

Ein im wesentlichen L-förmig ausgebildeter Verlegearm 19 ist schwenkbar über der Form 15 in einer Richtung parallel zu den Nuten 17 angeordnet. Der Verlegearm 19 weist ein Lagerzapfenteil 19a iuf, das in einem Lagerblock 20 abgestützt ist, der auf dem Auflagetisch 16 etwa in der Mitte einer der Seiten der Form 15 vorgesehen ist. Ein Querarm 19,6 des Verlegearms 19 ist mit einem Satz Öffnungen 21 versehen, die fluchtend zu den entsprechenden Nuten 17 ausgerichtet und für das Durchführen eines Satzes von 'Verstärkungsfasersträngen 12 vorgesehen sind, so daß beim Hin- und Herschwingen des Arms 19 über die Form 15 diese Verstärkungsfaserstränge 12 zickzackförmig übereinanderliegend in die Nuten 17 eingebracht werden.

In ähnlicher Weise ist ein zweiter Verlegearm 22 über der Form 15 in eine Richtung parallel zu den Nuten 18

25

30

35 Γ,

40 schwenkbar. Der Verlegearm 22 ist im wesentlichen U-förmig und ist an seinen beiden Enden mittels Lagerzapfen 22n in Lagerblöcken 23 abgestützt, die auf dem Auflagetisch 16 etwa in der Mitte der Schmalseiten der Form 15 angeordnet sind. Der parallel zu einer der Längsseiten der Form 15 verlaufende Querarm 22ödes Verlegearms 22 ist mit einem Satz öffnungen 24 versehen, die mit den zugehörigen Nuten fluchtend ausgerichtet sind und durch welche <;in Salz von Verstärkungsfasersträngen 13 derart hindurchgeführt wird, daß diese während der Hin- und Herbewegung des Verlegearms 22 über der Form 15 zickzackförmig übereinanderliegend in die Nuten 18 eingebracht werden.

Der Verlegearm 19 schwingt über der Form 15 mittels eines Hydraulikgerätes 25 hin und her, welches eine Zahnstange 26 hin- und herbewegt, die in ein Get/iebeteil 27 eingreift, das an dem Lagerzapfen 19a des Verlegearms 19 befestigt ist. In ähnlicher Weise wird der Verlegearm 22 durch ein Hydraulikgerät 28 /betätigt, welches eine Zahnstange 29 bin- und ^herbewegt, die im Eingriff mit einem der Lagerzapfen 22a des Verlegearms 22 befestigten Getriebeteil 30 steht. Die Hydraulikeinheiten, beispielsweise Hydraulikzylinder 25 und 28 sind in geeigneter Weise auf dem Auflagetisch 16 befestigt

An jeder Längsseite der Form 15 ist ein Bügel 31 vorgesehen, der vorschiebbar in seiner Stellung mit Hilfe von Befestigungsmitteln 32 gehalten ist, die sich durch Schlitze 33 im Bügel derart erstrecken, daß dieser innerhalb der durch die Abmessungen der Schlitze 33 gegebenen Grenzen bewegbar ist. Das Gleiten des Bügels 31 erfolgt durch ein Hydraulikgerät 34, das auf dem Auflagetisch 16 befestigt und mit dem Bügel 31 über ein Verbindungselement 35 verbunden ist. Der Bügel 31 trägt einen Satz von aufwärts gerichteten Fingern 36, die an ihren oberen Enden mit horizontalen Anschlägen 37 versehen sind, welche sich über die offenen Enden der Nuten 18 der Form 15 erstrecken, wenn der Bügel 31 die beispielsweise in F i g. 2 dargestellte End-Anschlagstellung einnimmt. Gleitet der Bügel 31 in die entgegengesetzte Richtung, so geben die Anschläge 37 die Enden der Nuten 18 frei.

Ähnliche Bügel 31' und Anschlägen 37' sind an den Schmalseiten der Form 15 gegenüber den offenen Enden der Nuten 17 angeordnet. F i g. 4 zeigt einen der Bügel 31' in einer Stellung, in welcher der Anschlag 37' sich über das offene Ende der Nut 17 erstreckt. Bei einer Bewegung des Bügels 37' in die entgegengesetzte Richtung nimmt der Anschlag die gestrichelt dargestellte Stellung 37a ein und gibt das Ende der Nut 17 frei. Die Bügel 31' werden durch Hydraulikgeräte 38, die auf dem Auflagetisch 16 angeordnet sind, betätigt. Die Verstärkungsfaserstränge 12, 13 v/erden, bevor sie durch die zugehörigen Verlegearme 19, 22 bewegt werden durch in Bädern oder Behältern 39, 40 enthaltenes Katalysatorharz benetzt. Diese Behälter sind in einer gewissen Höhe oberhalb des Auilagetisches 16 angeordnet und werden durch Stützen 41, wie in Fig.6 dargestellt, getragen. Die beiden Behälter weisen die gleiche Konstruktion auf und enthalten ein Katalysatorharz 42, wie F i g. 7 zeigt, oberhalb dessen Pegel eine Walze 43 vorgesehen isi. Der Satz Verstärkungsfaserstränge 12 tri't durch öffnungen 44 an der oberen Kante des Behälters 39 bzw. 40 ein, wird über die Walze 43 nach abwärts durch das Harz 42 hindurchgeführt und verläßt den Behälter durch öffnungen 45 in der Bodenfläche. Auf diese Weise werden die Verstärkungsfaserstränge

mit Harz benetzt, wobei die Größe der Öffnungen 45 das Verhältnis von Harz zu Fiberglas bestimmt.

Während des Betriebes werden die Verstärkungsfaserstränge 12 von nicht dargestellten Zuführungsrol-Jen durch den Harzbehälter 39 und die öffnungen 21 in dem Verlegearm 19 geführt. In ähnlicher Weise werden die Verstärkungsfaserstränge 13 durch den Harzbehälter 40 und durch öffnungen 24 in den Verlegearm 22 geleitet

Im folgenden wird in bezug auf Fi g. 2 angenommen, daß der Verlegearm 22 ortsfest ist, der Webarm 19 sich Jn der dargestellten Stellung befindet und daß ferner die V Nuten 17 der Form 15 an beiden Enden geöffnet sind. _v -Der Verlegearm 19 wird anschließend durch das , yk' Hydrauiikgerät 25 in der durch den Pfeil 46 angezeigten Richtung zu dem anderen Ende der Form bewegt, wobei er die Verstärkungsfaserstränge 12 mitnimmt An dem anderen, links liegenden Ende der Form erstrecken sich die Anschläge 37' über die Enden der Nuten 17. Der Verlegearm 19 kehrt dann in seine Ausgangsstellung am rechten Ende der Form zurück, wodurch ein Umschlingen der vorstehenden Anschläge am linken Ende durch die Verstärkungsfaserstränge 12 erfolgt, so daß diese beim Erreichen des rechten Endes durch den Verlegearm 19 in die Nuten Yl eingebracht werden.

Die Anschläge 37' am rechten Ende der Form stehen dann vor und sobald der Verlegearm 19 wieder zu dem linken Ende der Form verschwenkt wird, werden die Verstärkungsfaserstränge 12 um die vorstehenden Vorsprünge am rechten Ende geschlungen, wie aus Fig.5 ersichtlich ist. In der Zwischenzeit sind die Anschläge am linken Ende zurückgezogen, so daß das Ablagern der nächsten Abschnitte von Verstärkungsfasern 12 in den Nuten 17 einsetzt und der Verlegearm 19 verharrt dann zunächst ortsfest Im Anschluß daran wird der Verlegearm 22 bewegt, so daß zwei aufeinanderfolgende Abschnitte von Verstärkungsfasersträngen 13 in die Nuten 18 eingebracht werden, wobei sich die Verstärkungsfaserstränge 13 den Verstärkungsfasersträngen 12 in den Knoten- oder Kreuzungspunkten der Nuten überlagern. Danach ist ein Arbeitszyklus beendet und der Vorgang wird im Anschluß daran durch wechselweise Betätigung der Verlegsarme 19 und 22 wiederholt, bis die Nuten 17, 18 mit Abschnitten von Verstärkungsfasersträngen bis zur Hone der Anschläge gefüllt sind. Die Abschnitte in den Nuten werden zuletzt von den Verlegearmen abgetrennt so daß insoweit das Gitterwerk fertig ist und aus der Form 15 entfernt werden kann.

F i g. 4 und 5 zeigen den Bodenteil der Form 15, der mit einem Auswerfergitter 47 versehen ist, das üblicherweise in gleicher Ebene mit dem Boden der Nuten 17,18 liegt jedoch mittels eines Hydraulikgerätes 48 nach oben in die Nuten bewegbar isL Durch die Aufwärtsbewegung des Auswerfergitters 47 wird das Gitterwerk aus der Form 15 ausgestoßen. Das Gitterwerk ist dann noch mit Harz benetzt und muß auf schnellstem Wege in eine Druckform einer Presse zur Druckbeaufschlagung und Nachbehandlung gebracht werden. In Fig. 8 ist schematisch eine Transportmöglichkeit dargestellt, bei der mit Hilfe einer Übertragungsvorrichtung 49, die unmittelbar oberhalb der Form 15 angeordnet ist, der Transport vorgenommen wird. Die Übertragungsvorrichtung 49 weist ähnliche Gestalt wie die Form 15 auf und ist in ähnlicher Weise mit Nuten versehen, mit dem einen Unterschied, daß die Vorrichtung seitenverkehrt zu der Form 15 oberhalb dieser angeordnet ist, so daß das Gitterwerk nach dem Ausstoßen aus der Form von den Nuten der Übertragungsvorrichtung 49 aufgenommen wird. Die Vorrichtung 49 wird, sobald das Gitterwerk aufgenommen ist, in Richtung des Pfeils 50 in die gestrichelt eingezeichnete Position 49a bewegt, in der sie sich unmittelbar oberhalb der Preßform 5! einer Presse 52 befindet Die Übertragungsvorrichtung 49 ist gleichfalls mit einem Ausstoßgitter versehen, ähnlich dem Gitter 47 der Form 15, und wenn die Vorrichtung ihre Stellung 49a einnimmt, wird das Ausstoßgitter betätigt, so daß das Gitterwerk in die Preßform 51 eingebracht wird. ■Die Übertragungsvorrichtung 49 kehrt dann in ihre Ausgangsstellung zurück und die Presse 52 wird betätigt, um das Gitterwerk in der Preßform 51 zu verdichten.

Es ist insbesondere darauf hinzuweisen, daß die Preßform 51 vorgeheizt ist, so daß während des Verdichtens des Gitterwerks G das Harz aushärtet Die Gelierungszeit des katalysierten Harzes in der vorgeheizten Preßform beträgt ungefähr 15 Sekunden, so daß es wichtig ist das mit Kunstharz benetzte Gitterwerk G möglichst rasch in die Preßform einzubringen, sobald das Gitterwerk in seiner Stellung oberhalb der Preßform sich befindet Die Gelierungszeit des Harzes ohne Vorheizen der Preßform beträgt mehrere Stunden.

In F i g. 9 ist schematisch eine weitere Anordnung für die Übertragung des Gitterwerks G von der Webform 15 zu der Preßform 51 der Presse 52 dargestellt In diesem Fall entfällt die Notwendigkeit für eine Übertragungsvorrichtung, da die Form 15 an Scharnieren oder dgL Elementen befestigt ist, so daß sie umgewendet oder mit der Unterseite nach oben in die durch den Pfeil 53 angezeigte, gestrichelt dargestellte Stellung 15a gebracht werden kann. In dieser Stellung wird die umgekehrte Form in Richtung des Pfeiis 54 in ihre Stellung 156 unmittelbar oberhalb der Preßform 51 bewegt und das Auswerfgitter 47 der Form betätigt um das Gitterwerk aus der Form nach unten in die Preßform zu entladen.

Obwohl bevorzugt die Verstärkungsfaserstränge 12 und 13 in den Behältern 39, M) vor der Handhabung der Verstärküiigsiaserstränge durch die Verlegearme 19,20 mit Kunstharz benetzt werden, so daß das verwobene Gitterwerk zum Zeitpunkt seines Transports in die Preßform 51 bereits mit Kunstharz versehen ist, ist es auch möglich, das trockene Gitterwerk in die Preßform einzubringen. In solch einem Fall wird das Gitterwerk erst in der Preßform mit Kunstharz imprägniert und nachfolgend verdichtet und ausgehärtet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Pat'.ntansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Gitterwerk aus faserverstärktem Kunststoff mit. einer einen ersten und einen zweiten Satz jeweils parallel 5 zueinander angeordneter, am Ende offener Nuten versehenen Negativform, wobei der erste und der zweite Satz von Nuten in einem Winkel zueinander angeordnet sind und jeweils von einem ersten beziehungsweise zweiten Verlegearm in Hin- und Rückrichtung überstrichen werden und von den Verlegearmen eine der Anzahl von Nuten eines Satzes entsprechende Anzahl von Verstärkungsfasersträngen derart in die Nuten ablegbar ist, daß sich die Verstärkungsfaserstränge in dem ersten Satz von Nuten mit denen in dem zweiten Satz von Nuten kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verlegearm (19) mit einem Lagerzapfenteil (19a,} drehbar in einer Lagervorrichtung (20) angebracht und mit einem Querarm (19Ö) versehen ■gist, der über eine Antriebsvorrichtung (25, 26, 27) entlang eines Bogens (46) über die Längserstreckung '^Tdes ersten Satzes von Nuten (17) bewegbar ist, wobei mit an den einen Enden der Nuten (17) angeordneten Haltevorrichtungen (31', 36', 37') bei Beendigung der Hin-Richtung die Verstärkungsfaserstränge (12) festlegbar und am anderen Ende der Nuten (17) angeordnete Haltevorrichtungen (31', 36', 37') lösbar sind, während bei Beendigung der Rück-Richtung die am anderen Ende der Nuten (17) angeordneten Haltevorrichtungen (31', 36', 37') lösbar und die am einen Ende angeordneten Haltevorrichtungen (3Γ, 36', 37') festlegbar sind, und • daß der zweite Verlegearm (22) mit einem Lagerzapfenteil (22a) drehbar in einer Lagervorrichtung (23) angebracht und mit einem Querarm (22b) versehen ist, der über eine Antriebsvorrichtung (28, 29,30) entlang eines Bogens über die Längserstrekkung des zweiten Satzes von Nuten (18) bewegbar ist, wobei mit an den einen Enden der Nuten (18) angeordneten Haltevorrichtungen (31, 36, 37) bei Beendigung der Hin-Richtung die Verstärkungsfaserstränge (13) festlegbar und am anderen Ende der Nuten (18) angeordnete Haltevorrichtungen (31, 36, 37) lösbar sind, während bei Beendigung der Rück-Richtung die am anderen Ende der Nuten (18) angeordneten Haltevorrichtungen (31,36,37) lösbar und die am einen Ende angeordneten Haltevorrichtungen (31,36,37) festlegbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (31, 36, 37; 3Γ, 36', 37') sich entlang der Seiten der Negativform (15) erstreckende Bügel (31, 3Γ) aufweist, die mit Schlitzen (33) versehen und mit die Schlitze (33) durchgreifenden Befestigungsmitteln (32) geführt und um die Länge der Schlitze (33) über Betätigungsglieder (34,38) bewegbar sind, wobei die Bügel (31, 31') mit aufwärts gerichteten Fingern (36, 36') versehen sind, die im oberen Ende horizontale Sperrglieder (37, 37') aufweisen, durch die in einer Endstellung am einen Ende der Schlitze (33) die Enden der Nuten (17, 18) abdeckbar und in einer anderen Endstellung am anderen Ende der Schlitze (33) die Enden der Nuten (17,18) freigebbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied ein Hydraulikgerät (34,38) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der

folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (25,26,27; 28,29,30) ein an dem Lagerzapfenteil (19/?, 22a) befestigtes Getriebeteil (27; 30) aufweist, das über eine Zahnstange (26; 29) von einem Betätigungsgüed (25; 28) in eine Drehbev/egung versetzbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied ein Hydraulikgerät (25; 28) ist.