DE4330323A1

DE4330323A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung langgestreckter, armierter Bauelemente aus den verschiedensten Werkstoffen, insbesondere aus Recycling-Kunststoff

Info

Publication number: DE4330323A1
Application number: DE19934330323
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Attilo; Manfred Dipl Ing Schibalsky
Original assignee: Dr Spiess Kunststoff Recycling GmbH and Co
Current assignee: Dr Spiess Kunststoff Recycling GmbH and Co
Priority date: 1993-09-08
Filing date: 1993-09-08
Publication date: 1995-03-09

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung langgestreckter, armierter Bauelemente aus Kunststoff, insbesondere aus Recycling-Kunststoff.

Bei langgestreckten, stabförmigen Bauelementen aus Kunst stoff, insbesondere aus Recycling-Kunststoff, werden zwecks Erhöhung der Biegefestigkeit im Querschnitt Profile, vor zugsweise aus Metall, angeordnet. Derartige Versteifungs profile werden in der Regel im Zentrum der Bauelemente an geordnet. Bei der Herstellung nach dem Intrusionsverfah ren ist besonders dann mit Schwierigkeiten zu rechnen, wenn die das Versteifungsprofil umschließende Kunststoff hülle dünnwandig gestaltet werden soll. Das Kernproblem besteht darin, daß die in die Intrusionsform eintretende Kunststoffschmelze das in der Form befindliche Verstei fungsprofil aus der vorgegebenen Lage verdrängt und zwar in Richtung zur Formwandung. Dies führt zu einer hohen Ausschußquote, weil das Versteifungsprofil dann nur teil weise im Kunststoff eingebettet ist und das Bauelement daher nicht mehr korrosionsbeständig ist.

Bekannte Herstellungsverfahren sind dadurch gekennzeich net, daß ein in der Längsachse der Intrusionsform ver schiebbarer Schleppkolben mit profilzentrierender Wirkung angewandt wird. Dieser Schleppkolben ist dabei so ausge bildet, daß die Außenkontur desselben der Innenkontur der Intrusionsform entspricht. Der Durchbruch im Schleppkol ben ist hierbei äquivalent der Außenkontur des Verstei fungsprofils. Es ist offensichtlich, daß die Innenkontur der Intrusionsform sowie die Außenkontur des Versteifungs profils gleichbleibend sein müssen. Dies bedeutet aber eine Einschränkung der konstruktiven Freiheitsgrade in der Gestaltung der Bauelemente.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, welches ermöglicht, langgestreckte, hochbelastbare Bau elemente herzustellen, wobei der Querschnitt entlang der Längsachse auch variabel und wobei auch die Form des Ver steifungsprofils in Längsrichtung ebenfalls variierbar sein kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß

a) die vom Extruder oder einem sonstigen Plastifikator kommende Schmelze vorzugsweise gemäß dem Volumen des herzustellenden Bauelementes in einem Druck-Dosier speicher gespeichert oder unmittelbar in eine Intrusi onsform eingefüllt wird,
b) in der Intrusionsform ein durch steuerbare Arretier stifte gehaltenes Versteifungsprofil in einer vorbe stimmten Position arretiert wird und
c) die das Versteifungsprofil abstützenden Arretierstifte in Abhängigkeit von der Formfüllung initiiert und aus der Intrusionsform zurückgefahren werden.

Durch die justierbaren Arretierstifte, die entlang der Intrusionsform angeordnet sind, ist es möglich, daß das Versteifungsprofil individuell abgestützt wird, auch wenn es über die Gesamtlänge unterschiedliche Querschnitte hat Ebenso kann die Intrusionsform entlang der Längsachse va riable Querschnitte besitzen, wenn die Form geteilt ist. An der Oberfläche des Versteifungsprofils können Erhebun gen, Anker und dgl., für bestimmte Zwecke, angeordnet sein die vom Kunststoff zu umschließen sind. Es können also Artikel vielfältiger Art, auch mit mehreren Versteifungs profilen, hergestellt werden. Selbstverständlich ist die Möglichkeit gegeben, minimale Schichtdicken von Kunst stoff über dem Versteifungsprofil anzuordnen. Außerdem wird erreicht, daß das nach dem jeweiligen Ausfahren der Arretierstifte vorher verdrängte Volumen durch die nach drängende Schmelze sofort mit Kunststoff ausgefüllt wird. Eine Perforierung der Kunststoffhülle wird dadurch zuver läßlich vermieden. Der vorgesehene Schutz des Verstei fungsprofils gegen Umwelteinflüsse bleibt erhalten.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann das druckabhängige Zurückfahren der Arretierstifte durch einen oder mehreren an bestimmten Stellen der Intrusions form angeordneten Drucksensor(en) vom vorherrschenden Druck in Bezug zum Füllungsgrad der Intrusionsform ge steuert werden. Damit kann man dem Ort jedes, entlang der Intrusionsform, angeordneten Arretierstiftes bzw. Arre tierstiften einen bestimmten Forminnendruck zuordnen. Die ser vorherrschende Forminnendruck setzt die Einrichtung zum Zurückfahren der Arretierstifte in Bewegung.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Arre tierstifte zeitabhängig zurückgefahren werden. Da man bei der Formfüllung Kenntnis von der je Zeiteinheit in die Form gelangende Menge der Kunststoffschmelze hat, kann die Einrichtung zum Zurückfahren der Arretierstifte ent lang der Intrusionsform in vorbestimmten Zeitintervallen erfolgen. Hier können im einfachsten Fall empirisch er mittelte Werte eingesetzt werden.

Außerdem können die jeweiligen Arretierstifte durch an bestimmten Stellen der Intrusionsform angeordneten me chanischen oder elektro-mechanischen Initiatoren ausge fahren werden.

Darüber hinaus kann das Zurückfahren der Arretierstifte durch eine andere Prozeßgröße der Extrusionsanlage, die eine Beziehung zum Füllungsgrad der Intrusionsanlage hat, gesteuert werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, wobei die Vor richtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 aus einem Extruder oder Plastifikator, einer Intrusions form und einem Druck-Dosierspeicher besteht, kann

a) in der Intrusionsform ein durch steuerbare Arretier stifte fixiertes Versteifungsprofil angeordnet sein,
b) die im temperierten Druck-Dosierspeicher gespeicherte Schmelze durch einen Druckkolben in die Intrusionsform einbringbar sein und
c) die Arretierstifte in Abhängigkeit von der Formfüllung initiierbar und steuerbar sein.

Bei entsprechender Schaltung des Schaltschiebers kann die im Druck-Dosierspeicher befindliche Kunststoffschmelze mittels eines Kolbens in die Intrusionsform mit den wähl baren Parametern Preßdruck und Fließgeschwindigkeit ein gebracht werden. Der Kolben des Druck-Dosierspeichers wird dabei vorzugsweise von einem Hydraulik-Zylinder angetrie ben. Entlang des Kolbenweges sind Sensoren angeordnet, welche die Einrichtung für die Betätigung der Arretier stifte initiieren und steuern.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können die Arretierstifte an der Intrusionsform in Abständen hinter einander oder nur an bestimmten Stellen angeordnet sein. Die Positionen der Arretierstifte werden durch die Kon struktion der herzustellenden Bauelemente festgelegt.

Ferner können entlang des Kolbenweges des Druck-Dosier speichers Sensoren zur Steuerung der Arretierstifte angeordnet sein, die sukzessive mit der fortschreitenden Formfüllung das Zurückfahren derselben steuern. Die Arretierung des Versteifungsprofils wird dadurch ledig lich in jenen Abschnitten der Intrusionsform aufgehoben, die bereits mit Kunststoffschmelze ausgefüllt sind und wo das Versteifungsprofil bereits umschlossen und eingebet tet ist. Ein Verschieben des Versteifungsprofils durch den Druck der einfließenden Kunststoffschmelze ist daher ausgeschlossen.

In einem weiteren Beispiel der Erfindung, wobei die Vor richtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 aus einem Extruder oder Plastifikator und einer Intrusi onsform besteht, kann

a) in der Intrusionsform ein durch steuerbare Arretier stifte fixiertes Versteifungsprofil angeordnet sein,
b) ein oder mehrere Drucksensor(en) an bestimmten Stellen der Intrusionsform vorgesehen sein und
c) eine Schaltzentrale die Impulse des Fülldruckes in der Intrusionsform an die Einrichtung zur Bewegung der Ar retierstifte weitergeben.

In einem anderen Beispiel der Erfindung, wobei die Vor richtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 aus einem Extruder oder Plastifikator und einer Intrusi onsform besteht, kann

a) in der Intrusionsform ein durch steuerbare Arretier stifte fixiertes Versteifungsprofil angeordnet sein,
b) die Arretierstifte zeitabhängig von der Formfüllung steuerbar sein und
c) eine Schaltuhr nach bestimmten Zeitintervallen Impulse an die Einrichtung zur Bewegung der Arretierstifte ab geben.

Hier können empirisch ermittelte Werte eingesetzt werden.

Darüber hinaus kann die Bewegung der Arretierstifte pneu matisch erfolgen; sie kann aber auch elektromagnetisch, hydraulisch oder mechanisch erfolgen.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispielen soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vor richtung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Intrusions anlage mit durch Arretierstifte zentrier tem Versteifungsprofil,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Intrusions anlage mit an der Intrusionsform angeor dneten Drucksensoren und

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Intrusions anlage mit von der Formfüllung zeitab hängiger Steuerung der Arretierstifte.

Die vom Extruder oder Plastifikator 1 aufbereitete Schmel ze 6 gelangt über einen Schaltschieber 12 in einem Druck- Dosierspeicher 5. Im Druck-Dosierspeicher 5 wird die ge wichtsmäßige oder volumenmäßige Schmelze 6 für das herzu stellende Bauelement 11 gespeichert. Ist das vorgegebene Gewicht bzw. das Volumen erreicht, welches durch einen Sensor 10 überwacht wird, schaltet der Schaltschieber 12 den Schmelzzufluß ab und öffnet die Zuleitung 15 zur In trusionsform 2. Ein mit dem Druck-Dosierspeicher 5 zusam menarbeitender Hydraulik-Zylinder 13 preßt anschließend die gespeicherte Menge an Schmelze 6 in die Intrusions form 2. Durch einen mit dem Druckkolben 7 verbundenen Füh ler 16 wird über die Sensoren 10 die Einrichtung 8 betä tigt, welche mit dem Fortschreiten der Formfüllung die Ar retierstifte 3 abschnittsweise zurückfahren. Die nachflie ßende Schmelze 6 füllt die dabei entstandene Perforierung sofort wieder aus. Der Hydraulik-Zylinder 13 bleibt da bei vorzugsweise im Kraftschluß. Die verdrängte Ölmenge kann sich über ein nichtgezeichnetes Steuerventil ausglei chen.

Die Lagefixierung für das Versteifungsprofil 4 kann einer seits an den Enden jeweils durch Stirnaufnahmen 17 oder andererseits durch in die Intrusionsform 2 einfahrbaren Arretierstifte 3 erfolgen, wir dies in der Fig. 2 darge stellt ist.

Die Arretierstifte 3 sowie die Einrichtung 8 für die Betä tigung derselben sind in Abständen entlang der Intrusions form 2 angeordnet. Erreicht der Druckkolben 7 beim Aus preßvorgang der Schmelze 6 aus dem Druck-Dosierspeicher 5 den nächstfolgenden Sensor 10, erfolgt das Zurückfahren der vorher liegenden und bereits von der Schmelze 6 ein geschlossenen Arretierstifte 3. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis die Intrusionsform 2 gefüllt ist, wobei das Ver steifungsprofil 4 exakt in der vorgegebenen Position vom intrudierten Kunststoff umhüllt ist.

Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, sind an der Intrusions form 2 Drucksensoren 18 angeordnet, welche den Fülldruck in derselben messen und diesen an eine Schaltzentrale 20 weiterleiten. Die Schaltzentrale 20 steuert dann die Ein richtung 8 zur Betätigung der Arretierstifte 3.

Die Fig. 4 zeigt eine Intrusionsanlage, in der die Ar retierstifte 3 zeitabhängig von der Formfüllung gesteu ert werden. Eine Schaltuhr 21 gibt in bestimmten Zeitin tervallen Impulse an die Einrichtung 8 zur Betätigung der Arretierstifte 3 ab. Hierbei können auch empirisch ermittelte Werte eingesetzt werden.

Das Verfahren kann außer dem Intrusionsverfahren auch bei allen anderen Verfahren zur Herstellung langgestreckter, armierter Bauteile verwendet werden, ohne daß der Rahmen der Erfindung überschritten wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung langgestreckter, armierter Bauelemente aus Kunststoff, insbesondere aus Recyc ling-Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die von einem Extruder oder sonstigem Plastifika tor (1) kommende Schmelze (6) vorzugsweise gemäß dem Volumen des herzustellenden Bauelementes (11) in einem Druck-Dosierspeicher (5) gespeichert oder unmittelbar in eine Intrusionsform (2) eingefüllt wird,
b) in der Intrusionsform (2) ein durch steuerbare Arretierstifte (3) gehaltenes Versteifungsprofil (4) in einer vorbestimmten Position arretiert wird
c) die das Versteifungsprofil (4) abstützenden Arre tierstifte (3) in Abhängigkeit von der Formfüllung initiiert und aus der Intrusionsform (2) zurückge fahren werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das druckabhängige Zurückfahren der Arretierstifte (3) durch einen oder mehreren an bestimmten Stellen der Intrusionsform (2) angeordneten Drucksensor(en) (18) vom vorherrschenden Druck in Bezug zum Füllungsgrad der Intrusionsform (2) gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierstifte (3) zeitabhängig zurückgefahren werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Arretierstifte (3) durch an bestimmten Stellen der Intrusionsform (2) angeordneten mechani schen oder elektro-mechanischen Initiatoren (19) aus gefahren werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zurückfahren der Arretierstifte (3) durch eine an dere Prozeßgröße der Extrusionsanlage, die eine Be ziehung zum Füllungsgrad der Intrusionsform (2) hat, gesteuert wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, bestehend aus einem Extruder oder Plastifi kator, einer Intrusionsform und einem Druck-Dosier speicher, dadurch gekennzeichnet, daß

a) in der Intrusionsform (2) ein durch steuerbare Ar retierstifte (3) fixiertes Versteifungsprofil (4) angeordnet ist,
b) die im temperierten Druck-Dosierspeicher (5) ge speicherte Schmelze (6) durch einen Druckkolben (7) in die Intrusionsform (2) einbringbar ist und
c) die Arretierstifte (3) in Abhängigkeit von der Form füllung initiierbar und steuerbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierstifte (3) an der Intrusionsform (2) in Abständen hintereinander oder nur an bestimmten Stellen angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Kolbenweges (9) des Druck-Dosierspei chers (5) Sensoren (10) zur Steuerung der Arretier stifte (3) angeordnet sind.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, bestehend aus einem Extruder oder Plastifi kator und einer Intrusionsform, dadurch gekennzeichnet, daß

a) in der Intrusionsform (2) ein durch steuerbare Ar retierstifte (3) fixiertes Versteifungsprofil (4) angeordnet ist,
b) ein oder mehrere Drucksensor(en) (18) an bestimm ten Stellen der Intrusionsform (2) vorgesehen sind,
c) eine Schaltzentrale (20) die Impulse des Fülldruckes in der Intrusionsform (2) an die Einrichtung (8) zur Bewegung der Arretierstifte (3) weiter gibt.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, bestehend aus einem Extruder oder Plastifi kator und einer Intrusionsform, dadurch gekennzeichnet, daß

a) in der Intrusionsform (2) ein durch steuerbare Ar retierstifte (3) fixiertes Versteifungsprofil (4) angeordnet ist,
b) die Arretierstifte (3) zeitabhängig von der Form füllung steuerbar sind.
c) eine Schaltuhr (21) nach bestimmten Zeitinterval len Impulse an die Einrichtung (8) zur Bewegung der Arretierstifte (3) abgibt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Arretierstifte (3) pneumatisch erfolgt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Arretierstifte (3) elektromagnetisch erfolgt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Arretierstifte (3) hydraulisch erfolgt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Arretierstifte (3) mechanisch erfolgt.