DE2725474C2 - Verfahren zur Herstellung von armierten, ausgehärteten Kunststofferzeugnissen - Google Patents

Description

Übergang zum Atmosphärendruck erst am Ende des Verfahrens nach dem Aufspritzen der luftundurchlässigen Überzugsschicht so zusammengedrückt, daß sie praktisch nicht mehr feststellbar sind, ohne daß hierzu Luftblasen in einem gesonderten Arbeitsgang weggedrückt zu werden brauchen. Die Überzugsschicht bildet eine luftdichte Haut an der von der Form abgewandten Oberfläche des Erzeugnisses, so daß beim Übergang vom Vakuum zum Atmosphärendruck keine Luft von außen eindringen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Anlage zur Herstellung von armierten ausgehärteten Kunststofferzeugnissen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Darin zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Anlage zur Herstellung von armierten, ausgehärteten Kunststofferzeugnissen, in Teilschnittdarstellung,

Fig.2 eine Draufsicht einer solchen Anlage von

Fig-1,

Fig.3 eine Querschnittsansicht eines noch in der Form befindlichen armierten Kunststofferzeugnisses unter Vakuum als Ausschnittsdarsteiiung, und

F i g. 4 eine F i g. 3 entsprechende Querschmttsansicht des in der Form befindlichen armierten Kuratstofferzeugnisses bei Atmosphärendruck.

Die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Anlage weist drei separate Kammern 1, 2, 3 auf, die durch offen- und schließbare Schleusen 4, 5, 6 miteinander verbunden sind. Zur Herstellung von armierten, ausgehärteten Kunststofferzeugnissen wird eine vorbehande'te Form 14 in die Kammer 1 eingebracht Nach dem Schließen der Schleuse 4 wird in der Kammer 1 ein Vakuum von etwa 95%, zweckmäßigerweise ein Vakuum von etwa 90% erzeugt

Die mittlere Kammer 2 ist ununterbrochen unter etwa dem gleichen Vakuum, so daß nunmehr die Schleuse 5 zwischen der unter Vakuum stehenden Kammer 1 und der mittleren Kammer 2 geöffnet wird, da der Druck auf beiden Seiten der Schleuse 4 gleich ist. Die Formen 14 werden automatisch weitertransportiert In der mitfleren Kammer 2 werden mit Hilfe einer Spritzvorrichtung 8, die zweckmäßigerweise eine Ein- oder Zweikomponenten-Glas/Polyestermaschine mit Messorcutter ist, Polyester als Kunststoff 12 und Glasfasern als Armierungsfasern 13 auf die Form 14 nach dem Faser-Spritzverfahren aufgebracht Wie aus Fig.3 zu ersehen ist, werden der Kunststoff 12 und die Armierungsfasem 13 auf die Form 14 bei Vakuum aufgespritzt und hierbei werden kleine Poren 15 mit 90% Vakuum im gebildeten Erzeugnis eingeschlossen.

Auf das so gebildete Erzeugnis wird eine luftdichte Überzugsschicht 16 aufgespritzt Diese Überzugsschicht 16 hat die Aufgabe, ein Eindringen von Luft zu verhindern, wenn das Erzeugnis — wie mit Pfeilen in F i g. 4 angedeutet — der Luft unter Atmosphärendruck ausgesetzt wird. Die zuvor unter Vakuum stehenden Blasen und Poren im Erzeugnis werden hierdurch ganz zusammengedrückt, so daß man ein quasi luftfreies armiertes Erzeugnis erhält, das aus F i g. 4 ersichtlich ist

Bevor die Form 14 die austragsseitige Schleuse 6 erreicht wird die austragsseitige Kammer 3 unter Vakuum gesetzt und anschließend wird die Schleuse 6 zwischen der mittleren Kammer 2 und der austragsseitigen Kammer 3 geöffnet, so daß die Form 14 zu der austragsseitigen Kammer 4 transport^·,· ί wird. Nach dem Schließen der Schleuse 6 tritt Luft uruer Atmosphärendruck ein und die Blasenporen werden, wie in F i g. 4 mit Pfeilen angedeutet zusammengedrückt Dann wird die Schleuse 7 geöffnet und die Form 14 mit dem darin befindlichen armierten Kunststofferzeugnis wird zur weiteren Behandlung herausgenommen.

Zur Steuerung der Spritzvorrichtung 8 ist zweckmäßigerweise ein Industrieroboter 9 vorgesehen, der, wie in F i g. 1 gezeigt, auf einer Traverse IC montiert ist Dieser Industrieroboter 9 hat zweckmäßigerweise sechs verschiedene Bewegungsrichtungen und er bewegt sich zusätzlich auf der Traverse 10, die sich nach oben und unten sowie in Querrichtung verfahren läßt

Ferner ist in F i g. 1 noch eine Durchgangspforte 11 in der mittleren Kammer 2 gezeigt, die zum Beseitigen von möglicherweise auftretenden Betriebsstörungen dient.

Ferner sind die Formen 14 zur Weiterbewegung mit Laufrädern versehen und sie werden mit HiHe von pneumatischen Zylindern verschoben, die jeweils in den Kammern 1 —3 angeordnet sind. In der mittleren Kamme. 2 wird die Form 14 durch Impulse zur genauen Einstellung gegenüber dem Industrieroboter 9 jedesmal angehalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung vor» armierten, ausgehärteten Kunststofferzeugnissen, insbesondere aus glasfaserverstärktem Polyester, bei dem Armierungsfasern und Kunststoff auf die Wandung einer Form gespritzt werden, und eine luftdichte Schicht aufgebracht wird, über die der Atmosphärendruck das Erzeugnis zusammenpreßt, dadurch gekennzeichnet,daß das Aufspritzen der Armierungsfasern (13) und des Kunststoffs (12) unter Vakuum erfolgt und die luftdichte Schicht als Überzugsschicht (16) im Vakuum aufgespritzt wird.

   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung van armierten, ausgehärteten Kunststofferzeugnissen, insbesondere aus glasfaserverstärktem Polyester nach dem Oberbegriff des einzigen Patentanspruchs.

   Aus dem Buch von W. Beyer »Glasfaserverstärkte Kunststoffe« 1955, Carl Hanser-Verlag München, Seite 59 bis 61 ist ein Verfahren zur Herstellung von glasfaserarmierten, ausgehärteten Kunststofferzeugnissen der eingangs genannten Art bekannt, das dort als »Vakuum-Sackverfahren« bezeichnet ist Hierbei werden unter üblichen Umgebungsbedingungen, wie üblichem Atmosphärendijck, auf die Form kunststoffgetränkte Verstärkungsmaterialiec, wie Girsfasermatten und/oder -Gewebe, lagenweise gufgebracht Unvermeidbare Luftblasen, die auch zwischen den-* agen eingeschlossen werden, stehen daher auch unter dem Atmosphärendruck und sind relativ groß. Über die Form mit dem getränkten Verstärkungsgut wird eine luftundurchlässige Folie gelegt, die mittels eines Rahmens luftdicht gegen den Außenrand der Form gepreßt wird. Nachfolgend saugt man die Luft zwischen Folie und Form mittels einer Vakuumpumpe ab. Infolgedessen preßt der äußere Luftdruck die Folie gegen das in der Form befindliche Erzeugnis zu seiner Verdichtung und übt einen Druck von etwa 0,6 kg/cm aus. Dabei wird ein Harzfluß gegen die Ansatzstellen des Vakuums erzeugt und das überschüssige Harz weggedrückt Luftblasen werden durch Wegdrücken mit der Hand, einem Spachtel oder einer Rolle in Richtung des Harzflusses entfernt, so daß sich das Vakuum auffüllt und hierdurch herabgesetzt wird. Beim Wegdrücken der Luftblasen ändert sich die ursprüngliche Verteilung von Armierungsfasern und Kunststoff insbesondere in Richtung des Harzflusses, d. h. in Richtung der Oberfläche des Erzeugnisses, so daß in deren Nähe ein geringerer Armierungsfasergehalt als in tief erliegenden Abschnitten vorhanden ist. Hierdurch bedingt ändert sich auch die Festigkeit, so daß man ein Erzeugnis erhält, das hinsichtlich der Festigkeitsverteilung inhomogen ist. Die der Form abgewendete Oberfläche läßt sich nur geringfügig verbessern. Da das Vakuum nur für die spezielle Nachbehandlung erforderlich ist und die hierfür erforderliche Einrichtung relativ teuer und auch kostspielig zu betreiben sind, ist ein solches Verfahren unrationell zumal zum Wegdrücken der Luftblasen noch eine zusätzliche umständliche und zeitraubende Behandlung erforderlich ist Auch ist dieses Verfahren relativ teuer, weil die Folien meist nur für einen Herstellungsvorgang brauchbar sind. Es kommt noch hinzu, daß sich an eine komplizierte Form die Folie nicht faltenfrei anlegen läßt Die Falten führen dann zu einer unregelmäßigen Oberfläche und Dicke des Erzeugnisses.

   Aus der US-PS 32 58 379 ist ein Verfahren bekannt, bei dem unter Spannung gehaltene Glasfasern durch ein Bad mit flüssigem Kunststoff hinurchgeführt und im sogenannten Faser-Wickelverfahren auf einen Dorn in einer unter Vakuum stehenden Kammer gewinkelt werden, der die Gestalt des Erzeugnisses bestimmt Femer kann dieses Erzeugnis zusammen mit dem Wickeldorn in eine mit flüssigem Kunststoff gefüllte Trommel eingetaucht werden, der demjenigen entspricht, durch welcher zuvor die Glasfasern hindurchgezogen wurden.

   Der Kunststoff des Tauchbades füllt hierbei die unvermeidbaren Hohlräume zwischen den Windungen auf. Der überschüssige Kunststoff tropft in die Trommel zurück. Demnach hängt die Dicke dieses Kunststoffüberzugs von der Beschaffenheit des Kunststoffs und der Dauer des Abtropfvorganges ab. Noch während sich der Wickeldorn mit dem gewickelten Erzeugnis in der Trommel mit dem flüssigen Kunststoff befindet, wird das Vakuum in der Kammer abgebaut und durch einen Überdruck ersetzt Nachfolgend wird der Überdruck auf Atmosphärendruck reduziert und nunmehr entnimmt man den Wickeldorn mit dem darauf befindlichen Erzeugnis der Trommel. Man läßt es abtropfen und daran anschließend erfolgt eine Ofentrocknung. Beim Herausziehen des noch »feuchten«, auf dem Wikkeldorn befindlichen Erzeugnisses aus der Trommel kann sich Luft in. Form von Blasen an der außenliegenden Oberfläche des Erzeugnisses ablagern. Dies hat nicht nur eine Beeinträchtigung der Oberfläche, sondern auch der Festigkeit im Bereich der letzteren zur Folge. Außerdem verfärbt sich die Oberfläche durch diese Lufteinschlüsse in unerwünschter Weise.

   Aus der Fachzeitschrift »Kunststoffberater« 11/1969, Seite 906,907, kann entnommen werden, daß das Tränken der Fasern und nachfolgendes Aufwickeln am vorteilhaftesten insgesamt unter VaXüüm vorgenommen wird. Das Erzeugnis ist also stets ein Wickelkörper und mit der gattungsgemäßen Art der Herstellung eines armierten Kunststofferzeugnisses mit Hilfe eines Formwerkzeugs nicht unmittelbar zu vergleichen.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das verfahren der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß die bei den üblichen Verfahrensschritten unvermeidbar auftretenden Lufteinschlüsse eliminiert werden können und auch beim Übergang zum Atmosphärendruck Luft nicht in das Erzeugnis eindringen kann, um armierte, ausgehärtete Kunststofferzeugnisse mit verbesserter Oberfläche und möglichst gleichmäßiger Festigkeitsverteilung zu erhalten.

   Nach der Erfindung wird diese Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen des Kennzeichens des einzigen Anspruchs gelöst.

   Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird zum Aufspritzen des Kunststoffs und der Armierungsfasern und auch zum Aufspritzen der luftundurchlässigen Überzugsschicht immer unter Vakuum gearbeitet, so daß die hierfüF erforderlichen teuren Einrichtungen kostengünstig genutzt werden. Beim Spritzen werden der Kunststoff und die Armierungsfasern in vorbestimmter Weise auf die Form aufgebracht und bleiben an diesen Stellen auch beim fertiggestellten Erzeugnis, so daß man eine homogene Festigkeitsverteilung gewährleisten kann. Unvermeidbar vorhandene Lufteinschlüsse sind aufgrund des Vakuums klein und gering und werden beim