DE2363009C3

DE2363009C3 - Doctor blade for a device for producing a molded piece containing glass fibers

Info

Publication number: DE2363009C3
Application number: DE19732363009
Authority: DE
Inventors: Raymond W. Tallmadge; McGranaghan Francis R. Perrysburg; Evans Dale K. Akron; Ohio Meyer (V.StA.)
Original assignee: Ausscheidung aus: 23 45 278 The General Tire & Rubber Co., Akron, Ohio (V.St.A.)
Priority date: 1972-09-07
Filing date: 1973-09-07
Publication date: 1976-08-12

Description

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Die Erfindung betrifft einen Rakel für eine Vorrichtung zur Herstellung eines Glasfasern enthaltenden Formstücks, wobei die beiden Enden der Rakel durch Seitenwände der Vorrichtung gehalten werden und mittels der Unterkante der Rakef eine im wesentlichen gleichförmige Lage von Harz auf einem sich bewegenden Substrat verteilbar ist.The invention relates to a doctor blade for a device for producing a glass fiber-containing one Shaped piece, the two ends of the doctor blade being held by side walls of the device and by means of the lower edge of the rakef a substantially uniform layer of resin on a moving one Substrate is distributable.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist zur Herstellung einer dünnen Harzschicht auf einer Trägerfolie bekannt (DT-OS 17 04 537). Dabei werden zwei Trägerfolien jeweils als Deckschicht für eine mit Fasern verstärkte Tafel verwendet, auf deren beiden Flächen die Deckschicht aufgebracht wird, um ein Zutagetreten eines Verslärkungselements an der Harzoberfläche zu verhindern. Die Herstellung der Tafel und der Deckschicht erfolgt jeweils voneinander unabhängig. A device of the type mentioned is for the production of a thin resin layer on a Carrier film known (DT-OS 17 04 537). Two carrier foils are each used as a top layer for one with Fibers used reinforced board, on both surfaces of which the top layer is applied to expose to prevent a reinforcement element on the resin surface. The manufacture of the blackboard and the top layer takes place independently of one another.

Ein derartiger Schichtkörper wird daraufhin normalerweise in Metallformen gepreßt. Dabei hat sich gezeigt, daß ein auf diese Weise hergestelltes Formstück bei einer Vielzahl von Anwendungsfäilen schwache Punkte besitzt, und zwar häufig dort, wo die Lagen des Formstücke während des Pressens zusammenfließen. So sind bei der Herstellung einer rechtwinkligen Schachtel oder eines zum Materialtransport dienenden Troges die Kanten schwach und können leicht brechen. Dies ist auf die Art des Zusammenlaufens der die KanSuch a laminate is then normally pressed into metal molds. It has been shown that a molding produced in this way is weak in a variety of applications Has points, often where the layers of the fitting flow together during pressing. So are used in the manufacture of a rectangular box or one used for material handling Troughs the edges are weak and can break easily. This is due to the way in which the Kan

ten bildenden Lagen des Formstücks zurückzuführen.th forming layers of the fitting.

Es wurden Versuche unternommen, stärkere bzw. festere Teile herzustellen. Dabei wurde die Festigkeit der kontinuierlichen Glas-Rovings zur Anwendung gebracht Nach einem Vorschlag wurden die kontinuierlichen Faserstränge oder Rovings zum Zwecke der Verstärkung auf einer Trommel aufgewickelt, wonach ein Schnitt in Längsrichtung durchgeführt wurde, d. h. parallel zur Achse der Trommel. Die Verstärkung bzw. der Verstärkungskörper wurde anschließend von der Trommel abgenommen. Obwohl dieses Verfahren die Herstellung stärkerer oder festerer Teile bei Formgebung derselben ermöglichte, besteht ein offensichtlicher Nachteil dieses Verfahrens darin, daß der Formteil nicht länger sein kann als der Gesamtumfang der Trommel, auf weicher die Fasern aufgewickelt wurden. Falls die Rovings nicht sehr eng oder fest auf der Trommel aufgewickelt werden, besitzen sie außerdem die Neigung, sich seitlich zu bewegen bzw. zu fließen, was zu Zwischenräumen zwischen den Rovings und somit zu schwächeren Punkten des Formteils führt.Attempts have been made to make stronger parts. The strength of the Continuous glass rovings have been proposed Fiber strands or rovings wound on a drum for the purpose of reinforcement, after which a Cut has been made in the longitudinal direction, d. H. parallel to the axis of the drum. The reinforcement or the Reinforcement body was then removed from the drum. Although this procedure is the Making stronger or stronger parts possible by shaping them is an obvious one Disadvantage of this method is that the molded part can not be longer than the total size of the Drum on which the fibers were wound. If the rovings are not very tight or tight on the Drum, they also have a tendency to move or flow sideways, which leads to gaps between the rovings and thus to weaker points on the molded part.

Beim Versuch, den vorstehend genannten Problemen gerecht zu werden, wurden Verstärkungen durch Weben der Glasfaser-Rovings entwickelt. Obwohl die gewebten Verstärkungsmatten seitliche Bewegungen der Rovings verhindern, stellt sich das Weben bzw. das Gewebe der Rovings als sehr teuer dar. Außerdem können die einzelnen Faserstränge oder Rovings nicht ausreichend eingenäßt, d. h. innerhalb des Harzes nicht vollständig imprägniert werden, was erforderlich ist, um maximale Zugfestigkeit des Faserstranges zu erreichen. Solange die einzelnen Glasfasern jedes Rovings nicht mit Hilfe des Harzes voneinander getrennt sind, besitzen sie die Neigung der gegenseitigen Reibung, was zu einer Materialschwächung und damit zur Reduzierung der Gesamtfestigkeit des Rovings führt.In an attempt to address the above problems, reinforcements by weaving of fiberglass rovings. Although the woven reinforcement mats move the Prevent rovings, the weaving or the weave of the rovings is very expensive. In addition, can the individual fiber strands or rovings are not sufficiently wetted, d. H. not completely within the resin are impregnated, which is necessary to achieve maximum tensile strength of the fiber strand. As long as the individual glass fibers of each roving are not separated from each other with the help of the resin they reduce the tendency of mutual friction, which leads to a weakening of the material and thus to a reduction the overall strength of the roving.

Es ist ferner bekannt, bei der Herstellung von Formteiien, die mit in Längsrichtung der Formteile verlaufenden Fasern verstärkt sind, wie Stäbe oder Schläuche, die einzelnen endlosen Fasern mittels einer perforierten Plattenanordnung, die sich in einem Harzbad befindet, im Abstand voneinander zu halten (GB-PS 7 80 677).It is also known in the production of molded parts that are reinforced with fibers running in the longitudinal direction of the molded parts, such as rods or tubes, to keep the individual continuous fibers at a distance from one another by means of a perforated plate arrangement which is located in a resin bath (GB -PS 7 80 677).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rakel zu schaffen, mit welcher in baulich einfacher Weise eine kontinuierliche Herstellung auch sehr langer faserverstärkter flächenhafter Formstücke mit großer Gleichmäßigkeil erfolgen kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Fasern an den Oberflächen des Form-Stücks zutage treten.The invention is based on the object of creating a doctor blade with which in a structurally simple manner a continuous production of very long fiber-reinforced flat shaped pieces with large Evenly wedge can be done without the risk that the fibers on the surfaces of the molded piece come to light.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Rakel wenigstens eine sich im wesentlichen quer zu ihr erstreckende Durchtrittsöffnung für ein Faserbündel aufweist.This is achieved according to the invention in that the doctor blade extends at least one essentially across it having extending passage opening for a fiber bundle.

Als Folge der erfindungsgemäßen Ausbildung der Rakel kann die Beschichtung der unteren Trägerfolie in einem Arbeitsgang mit der Imprägnierung der Fasern und der Ausbildung der zwischen den Trägerfolien angeordneten Harztafel erfolgen, so daß der bauliche — und auch zeitliche — Aufwanq für die Herstellung flächenhafter, mit endlosen Fasern verstärkter Formstükke sehr gering gehalten wird.As a result of the inventive design of the doctor blade, the coating of the lower carrier film in an operation with the impregnation of the fibers and the formation of those arranged between the carrier films Resin panel, so that the structural - and also the time required - for the production of two-dimensional, Moldings reinforced with endless fibers are kept very low.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. Es zeigtThe invention is explained using an exemplary embodiment in conjunction with the drawings. It indicates

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer mit der Rakel ausgestatteten Imprägniervorrichtung,F i g. 1 is a perspective view of an impregnation device equipped with the doctor blade,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1,F i g. 2 shows a section along the line 2-2 in FIG. 1,

F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in F i g. 1 und F i g. 2,F i g. 3 shows a section along the line 3-3 in FIG. 1 and F i g. 2,

F i g. 4 eine Schnittansicht der Rakel entlang der Linie 4-4 in F i g. 3,F i g. 4 is a sectional view of the doctor blade along the line 4-4 in Fig. 3,

F i g. 5 eine Vorderansicht der Rakel,F i g. 5 is a front view of the doctor blade,

F i g. 6 eine weitere Schnittansicht der Rakel entlang der Linie 6-6 in F i g. 5 undF i g. 6 shows a further sectional view along the doctor blade the line 6-6 in F i g. 5 and

F i g. 7 eine Teilperspektivansicht des mit der Rakel erhaltenen Folien- bzw. Schichtkörperformstücks.F i g. 7 is a partial perspective view of the film or laminated body molding obtained with the doctor blade.

F i g. 7 gibt das Formstück 10 wieder, wie es von der Imprägniervorrichtung abläuft Es weist mehrere kontinuierliche Bündel 12 aus Fasersträngen auf, welche innerhalb einer Masse härtbaren Harzmaterials 14 angeordnet sind. Das Formstück ist zwischen einem Paar von Trägerfolien 16a und 16b gebildet welche aus einem beliebigen dünnen und flexiblen Material bestehen können, so aus Polyäthylen-Kunststoffolien.F i g. 7 shows the fitting 10 again as it is from the Impregnation device expires It has several continuous bundles 12 of fiber strands, which within a mass of curable resin material 14 are arranged. The fitting is between a pair formed by carrier films 16a and 16b which consist of any thin and flexible material can, so made of polyethylene plastic sheeting.

F i g. 1 zeigt eine herkömmliche Imprägniermaschine 20 zur Herstellung eines Formstücke-, welche die erfindungsgemäße Rakei 22 aufweist. Bei herkömmlichen Vorrichtungen zur Herstellung von Formstücken befinden sich die Trägerfolien 16a und 16b in den in den F i g. 1 und 2 dargestellten Positionen. Jede der Folien wird mit Hilfe eines Paares von Klingen, so mit Hilfe der herkömmlichen Rakel 30 mit einem dünnen, gleichförmigen Belag des Harzmaterials 14 beschichtet. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Rakel 22 wird die herkömmliche Rakel 30 nur verwendet, um die obere Trägerfolie 16a zu beschichten, während die untere Trägerfolie 16b durch die Rakel 22 beschichtet wird. Die Rakel 22 kann mit üblichen Mitteln gehalten werden, so z. B. mit Hilfe der Halteblöcke 32. Wandkörper 33 können benutzt werden, um eine beträchtliche Masse von Harz 14 hinter der Rakel 22 zu führen.F i g. 1 shows a conventional impregnation machine 20 for the production of a molded piece, which the invention Rakei 22 has. Located in conventional devices for the production of fittings the carrier films 16a and 16b are in the form shown in FIGS. 1 and 2 positions shown. Any of the slides is made with the help of a pair of blades, so with the help of the conventional doctor blade 30 with a thin, uniform Coating of the resin material 14 coated. When using the doctor blade 22 according to the invention, the conventional doctor blade 30 only used to coat the upper carrier film 16a, while the lower Carrier film 16b is coated by doctor blade 22. The doctor blade 22 can be held by conventional means, so z. B. with the help of the retaining blocks 32. Wall body 33 can be used to a considerable mass of resin 14 behind the doctor blade 22.

Wie aus F i g. 6 zu entnehmen ist, ist die Rakel 22 als länglicher Körper ausgebildet, welcher entgegengesetzte ebene Flächen 24, 26 und eine schmale Basisfläche 27 auiweist. Diese dient dazu, das Harz 14 in Form einer dünnen Schicht zu verteilen. Die Basisfläche 27 ist etwa 1,55 mm breit und erstreckt sich über die Länge der Rakel 22. Die Basislfläche 27 ist als eben dargestellt; sie kann jedoch für besondere Anwendungszwecke auch unterschiedliche Formgebung besitzen. Die Rakel 22 ist fernerhin mit mehreren öffnungen durchsetzt, welche in bevorzugter Ausführungsform einen zylindrisehen Teil 28 und einen konisch zulaufenden Teil 29 bilden. Die Funktion dieser öffnungen wird nachfolgend ausführlicher erläutert.As shown in FIG. 6 can be seen, the doctor blade 22 is designed as an elongated body, which is opposite flat surfaces 24, 26 and a narrow base surface 27 has. This is used to shape the resin 14 to distribute in a thin layer. The base surface 27 is approximately 1.55 mm wide and extends over the length the doctor blade 22. The base surface 27 is shown as being flat; however, it can be used for special purposes also have different shapes. The doctor blade 22 is also interspersed with several openings, which in a preferred embodiment has a cylindrical part 28 and a conically tapering part 29 form. The function of these openings is shown below explained in more detail.

Wie sich aus den F i g. 1 und 2 ergibt, werden die Faserbündel von z. B. Spulen abgezogen und durch die öffnungen der ersten Führungsstange 34 hindurchgeleitet. Mit Hilfe der zweiten Führungsstange 36 werden sie im wesentlichen horizontal ausgerichtet. Es ist zweckmäßig, daß die Faserbündel 12 nahezu horizontal in das Harzbad 14 eintreten. Nachdem sie durch den konisch zulaufenden Teil 29 und den zylindrischen Teil 28 der Rakel gezogen sind, sind die Faserbündel gleichförmig mit Harz imprägniert. Nach Passieren der Rakel werden die imprägnierten Faserbündel 12' zwischen die beschichteten Trägerfolien 16a, 16b eingelegt. Die Gesamtheit aus Trägerfolien, Harzlagen und imprägnierten Faserbündeln wird dann durch das Walzenpaa.As can be seen from FIGS. 1 and 2 results, the fiber bundles of z. B. coils withdrawn and through the Openings of the first guide rod 34 passed through. With the help of the second guide rod 36 they are oriented essentially horizontally. It is useful that the fiber bundle 12 is almost horizontal enter the resin bath 14. After going through the tapered part 29 and the cylindrical part 28 of the doctor blade are drawn, the fiber bundles are uniformly impregnated with resin. After passing the squeegee the impregnated fiber bundles 12 'are inserted between the coated carrier films 16a, 16b. the The entirety of carrier films, resin layers and impregnated fiber bundles is then passed through the pair of rollers.

38 zusammengepreßt38 compressed

Die Bedeutung der Rakel 22 wird deutlich, wenn man das Erfordernis geeigneter Imprägnierung der Faserbündel versteht. Wie F i g. 4 erkennen läßt passieren S die einzelnen Faserbündel 12 das Harzbad 14 und werden anschließend durch die Rakel hindurchgezogen. Dabei wird ein geringer Anteil des Harzmaterials in den konisch verlaufenden Teil 29 eingezogen. Dieses überschüssige Harz wird durch das sich bewegende Faserbündel abgewischt, wenn dieses den zylindrischen Teil 28 durchläuft Dabei wird das Harz zwischen die einzelnen Fasern des Faserbündels gedrückt, so daß es die Fasern voneinander trennt Auf diese Weise wird ein gegenseitiger Abrieb der Einzelfasern und eventueller Bruch vermieden. Es war bisher schwierig, kontinuierliche Faserbündel mit stark gefüllten Harzgemischen ausreichend zu imprägnieren, um maximalen Nutzen von der einem kontinuierlichen Faserbündel eigenen größeren Festigkeit zu erzielen. Die Rakel 22The importance of the doctor blade 22 becomes clear when one considers the need for suitable impregnation of the fiber bundles understands. Like F i g. 4 can be seen to pass S the individual fiber bundles 12 and the resin bath 14 then pulled through the doctor blade. A small proportion of the resin material is used in the conical part 29 is drawn in. This excess resin is caused by the moving Wiped fiber bundle when this passes through the cylindrical part 28 The resin is between the individual fibers of the fiber bundle are pressed so that it separates the fibers from each other in this way mutual abrasion of the individual fibers and possible breakage are avoided. So far it has been difficult to be continuous Sufficiently impregnate fiber bundles with heavily filled resin mixtures in order to achieve maximum Take advantage of the inherent strength of a continuous bundle of fibers. The squeegee 22

macht es möglich und zweckmäßig, gleichzeitig und kontinuierlich eine beliebige Anzahl von Faserbündeln bis zu 50 oder mehr zu imprägnieren.makes it possible and expedient to simultaneously and continuously have any number of fiber bundles to impregnate up to 50 or more.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Rakel 22 sind die öffnungen in vier parallelen Reihen angeordnet. Jede Reihe ist horizontal versetzt bzw. stufenweise angeordnet bezüglich der angrenzenden Reihe bzw. Reihen. Nachdem die imprägnierten Faserbündel durch die Rakel gezogen sind, verbleiben sie jedoch nicht in ihrer mehrlagigen Anordnung, sondern vereinen sichIn the preferred embodiment of the doctor blade 22, the openings are arranged in four parallel rows. Each row is horizontally offset or arranged in steps with respect to the adjacent row or Rows. However, after the impregnated fiber bundles are drawn through the doctor blade, they do not remain in their multilayer arrangement, but unite

alle innerhalb einer Lage oder Schicht. Die einzelnen öffnungen innerhalb der Rakel werden hergestellt, indem man an der Fläche 24 beginnt und die Rakel senkrecht durchbohrt. Auf diese Weise entsteht der zylindrische Teil 28. Anschließend wird der konische Teil 29 durch Gegenbohren bzw. Fräsen so herausgearbeitet, daß er einen eingeschlossenen Winkel von etwa 50° bildet. Der zylindrische Teil 28 kann einen Durchmesser von etwa 2,28 mm besitzen, welcher knapp größer ist als der Durchmesser des Faserbündels vor der Imprägnierung. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzen die öffnungen jeder Reihe einen Mittelpunktsabstand von etwa 22 mm, während angrenzende Reihen in ihrer Horizontallage um etwa 9,5 mm voneinander getrennt sind. Es ist offensichtlich, daß sich die Formgebung und die Abmessungen der Rakel gegenüber den vorstehend beschriebenen im Rahmen der Erfindung unterscheiden können, solange die Rakel und ihre öffnungen der Doppelfunktion unterliegen, d. h. dazu verwendet werden, die Faserbündel auszurichten und jeden der Faserbündel gleichförmig über seine gesamte Länge zu imprägnieren.all within one layer or layer. The individual openings within the doctor blade are made by one begins at the surface 24 and pierces the squeegee vertically. This is how the cylindrical one is created Part 28. Then the conical part 29 is worked out by counter-drilling or milling so that that it forms an included angle of about 50 °. The cylindrical portion 28 can have a diameter of about 2.28 mm, which is just larger than the diameter of the fiber bundle before impregnation. In the present exemplary embodiment, the openings in each row have a center-to-center distance of about 22 mm, while adjacent rows in their horizontal position by about 9.5 mm from each other are separated. It is obvious that the shape and the dimensions of the doctor blade are opposite can distinguish those described above within the scope of the invention, as long as the doctor blade and their openings have a dual function, d. H. can be used to align the fiber bundles and impregnating each of the fiber bundles uniformly over its entire length.

Wenn eine herkömmliche Imprägniermaschine zur Herstellung von Schichtkörperformstücken in eine Maschine zur Herstellung von Formstücken mit kontinuierlichen Faserbündeln umgestaltet wird, dann sollte die erfindungsgemäße Rakel normalerweise tiefere Einstellung erhalten, d. h. sollte näher an der Trägerfolie liegen als eine herkömmliche Rakel, da das Harzgemisch auch mit Hilfe der imprägnierten Faserbündel dem Formstück zugeführt wird. Durch die tiefere Einstellung der Rakel wird eine dünnere Lage des Harzgemisches auf der unteren Trägerfolie aufgetragen.If a conventional impregnation machine is used for Production of laminated molded pieces in a machine for the production of molded pieces with continuous Fiber bundles is reshaped, then the doctor blade according to the invention should normally be deeper Recruitment received, d. H. should be closer to the carrier film than a conventional doctor blade, because the resin mixture is also fed to the molded piece with the help of the impregnated fiber bundle. Because of the deeper attitude the doctor blade, a thinner layer of the resin mixture is applied to the lower carrier film.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Doctor blade for a device for producing a molded part containing glass fibers wherein the two ends of the doctor blade are held by side walls of the device, and by means of the lower edge the doctor blade has a substantially uniform layer of resin on a moving one Substrate is distributable, characterized in that that the doctor blade has at least one passage opening extending essentially transversely to it (28, 29) for a fiber bundle.

2. Doctor blade according to claim 1, characterized in that a first part in a manner known per se (29) the cylindrically shaped passage opening has a larger diameter than a second part (28) of the passage opening.

3. Squeegee according to claim 2, characterized in that the diameter of the second part (28) of 1.27 to 3.81 mm, and the first part (29) consists of a conical opening having a cone angle of about 30 ° to 90 ° .

4. Rake! according to claim 3, characterized in that the first part (29) of the passage opening ^{corresponds to a depth between 1} Å and ³ Å of the doctor blade thickness, measured between the parallel surfaces (24, 26) thereof.

5. Doctor blade according to claim 1, characterized in that there are several passage openings which are arranged in more than one row, and that each of the rows of the passage openings is substantially parallel to the resin distributing device (27).

6. Squeegee according to claim 5, characterized in that the rows of the passage openings against each other are arranged horizontally offset.