DE4339742C2 - Vorrichtung zum Aushärten einer Bahn einer Formmasse - Google Patents
Vorrichtung zum Aushärten einer Bahn einer FormmasseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Aushärten einer Bahn einer
Formmasse gemäß dem Oberbe
griff von Anspruch 1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bezieht sich
insbesondere
auf das Aushärten einer halb ausgehärteten Bahn einer Formmasse (SMC oder TMC),
die hergestellt ist aus ungesättigtem Polyester- oder Epoxidharz, welches
mit einer Verstärkung aus Glasfasern, Kohlenstoffasern usw. und einem
Füllstoff, einem Farbstoff, einem Verdickungsmittel, einem Trennmittel
und einem Zusatzstoff, wie beispielsweise einem Stoff zum Aushärten bei
hoher Temperatur, imprägniert ist, wobei das Aushärten dadurch erfolgt,
daß die Bahn der Formmasse erwärmt wird, nachdem sie mit einer Formvor
richtung in die gewünschte Form gebracht worden ist, wobei die Verstär
kungsfasern, soweit erforderlich, entsprechend ausgerichtet worden sind.
Die Druckschrift DE-AS 16 53 242, von der die Erfindung ausgeht, beschreibt ein
Verfahren zur Herstellung von Faserprodukten aus einer fortlaufenden, vorzugs
weise aus Glasfaser bestehenden Fasermatte, die mit einem Bindemittel imprä
gniert ist, welches aus Harz besteht. Bei dem Verfahren wird das Bindemittel durch
Wärme ausgehärtet und die Fasermatte während der Aushärtung durch Anwen
dung von Druck zu einer gewünschten Dichte und Querschnittsform komprimiert,
wobei die Wärme und der Druck der Fasermatte über feststehende, geschlossene,
beheizte Flächen zugeführt werden, die beide Oberflächen der Matte übergreifen.
Die Matte wird durch eine Zugkraft bewegt, die an ihrem ausgehärteten Bereich
angreift. Das Bindemittel wird vor dem Eintritt der Matte in die beheizte Fläche
durch Wärme einer teilweisen Aushärtung - wenigsten im Bereich der beiderseiti
gen Oberflächen - unterzogen. Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird
die Matte während der teilweisen Aushärtung des Bindemittels einer teilweisen
Komprimierung unterzogen. Hierzu dienen Platten, die mit spindelbetätigten
Schrauben verstellt werden können.
Die Patentschrift DD 42 973 beschreibt eine Formgeberdüse zum kontinuierli
chen Ziehen glasfaserverstärkter Kunstharzprofile und -rohre. Die Formgeberdüse
weist allseitig einstellbare Verstellbacken auf, die jederzeit auch während des
Betriebs mechanisch verstellt werden können.
Die Patentschrift DE-PS 907 217 offenbart ein Verfahren zur fortlaufenden Her
stellung und Behandlung von vorzugsweise flächigem Werkstoff, bei dem es sich
insbesondere um Kunststoffe bzw. mit Kunststoff gebundene Werkstoffe handelt.
Die Herstellung bzw. Behandlung erfolgt durch Polieren, Kaschieren, Mattieren,
Glätten, Prägen oder andere Verformung. Bei dem Verfahren wird der zu bearbei
tende Werkstoff zwischen zwei endlose, vorzugsweise aus Metall bestehende
Bänder eingelegt und mit diesen zusammen fortlaufend in eine Behandlungszone
eingeführt und dem Druck eines flüssigen oder gasförmigen Mediums unterworfen,
welches gegebenenfalls auf Erweichungs- bzw. Härtungstemperatur erhitzt wurde.
Es kann ein konstanter oder pulsierender Druck zur Anwendung kommen, der
gleich oder größer sein kann als der bei der Verarbeitungstemperatur auftretende
Dampfdruck der in dem Werkstoff enthaltenen Stoffe.
Die Patentschrift CH 605 099 beschreibt eine Vorrichtung bei einer Strang
presse zum Aushärten und Führen der Stangen, die das Strangpressen von Abfall
produkten der Holzindustrie betrifft. Die Vorrichtung besteht aus einem beheiz
baren Kanal, der aus ortsfesten und beweglichgeführten Wandabschnitten gebildet
wird, von denen die beweglichen Wandabschnitte an Spannelementen abgestützt
sind.
In der JP-A-5 069 450, veröffentlicht am 23. März 1993, (oder der EP 0 503
554 A1, veröffentlicht am 16. September 1992; der US-Anmeldung Serial Number
849 662, eingereicht am 10. März 1992; der Patentanmeldung 81 101 852 in
Taiwan, eingereicht am 11. März 1992) hat die Anmelderin bereits ein Formpreß
verfahren für Trockenmaterial und eine trockene Formmasse
unter Einsatz einer halb ausgehärteten, faserverstärkten Bahn einer
Formmasse aus SMC- oder TMC-Material vorgeschlagen.
Die vorgenannte Formvorrichtung besitzt mehrere Walzen in Kombination mit
entweder einer Druckform oder einer entsprechenden Anzahl Formwalzen, die
übereinander angeordnet sind und zwischen sich eine Förderstrecke defi
nieren. Während des Transports der halb ausgehärteten Bahn der Formmasse
entlang der Förderstrecke durch die Walzen und die Druckform bzw. die
Formwalzen werden entweder die Walzen oder die Druckform - beispielsweise
die Walzen - wiederholt auf die Druckform hin und von der Druckform weg
bewegt, so daß die Bahn der Formmasse die gewünschte Dicke und Form
erhält und die in ihr enthaltenen Verstärkungsfasern in einer vorgegebe
nen Richtung ausgerichtet werden. Während des Transports der Bahn der
Formmasse über die Förderstrecke üben die Walzen auf die Bahn der Form
masse einen unterschiedlichen Kompressionsdruck aus, so daß nicht nur
eine Steuerung der Ausrichtung der in der Bahn der Formmasse enthaltenen
Verstärkungsfasern möglich ist, sondern die Ausrichtung einen ungleichmä
ßigen Materialfluß während der Formgebung vermeiden kann, so daß eine
Formmasse mit dem gewünschten oder vorgegebenen Querschnitt erzielt wird.
Die vorgeschlagene Formvorrichtung weist eine Formvorrichtung mit Walzen
und Formwalzen auf, die übereinander angeordnet sind und mit denen die
einen Zusatzstoff, wie beispielsweise einen Stoff zum Aushärten bei hoher
Temperatur, enthaltende Bahn der Formmasse, die sich in einem halb ausge
härteten Zustand befindet, bei Zimmertemperatur geformt wird. Die Form
vorrichtung besitzt außerdem eine Einrichtung zum Warmaushärten der
vorgeformten Bahn der Formmasse. Die vorgeschlagene Formvorrichtung hat
also das Merkmal, daß die Formgebung und das Aushärten in aufeinanderfol
genden Schritten erfolgen und daß die Aushärteeinrichtung nur für das
Aushärten eingesetzt wird.
Für die vorstehend beschriebene und bereits angemeldete Formvorrichtung
werden zwei Arten von Aushärteeinrichtungen vorgeschlagen, die neben der
Formeinrichtung zu montieren sind:
- 1. Eine Preßform der Formeinrichtung wird mit der darin enthaltenen Harzmasse in die Aushärteeinrichtung gefördert, wo die Harzmasse durch Erhitzen, beispielsweise mit einer Heizeinrichtung oder mit in der Formvorrichtung verfügbarer Heißluft, während einer vorgegebenen Zeit ausgehärtet wird.
- 2. Wie aus Fig. 12 der Zeichnungen zur JP-A-5 069 450, veröffentlicht am 23. März 1993 (oder zur EP 0 503 554 A1, veröffentlicht am 16. Sep tember 1992; zur US-Anmeldung Serial Number 849 662, eingereicht am 10. März 1992; oder zur Patentanmeldung 81 101 852 in Taiwan, einge reicht am 11. März 1992) ersichtlich, ist vor einer Schneideeinrich tung 7 und nächstgelegen zu einer Formeinrichtung 3, die übereinander angeordnete Walzen 1 und Formwalzen 2 aufweist, eine Aushärteein richtung 4 angeordnet, deren Förderstrecke 5 einen Querschnitt hat, der dem Querschnitt der Bahn der Formmasse 6 entspricht. In dieser Aushärteeinrichtung 4 sind nacheinander (ausgehend vom Eingangsbe reich bis zum Ausgangsbereich) ein Führungsbereich 4A, ein erster Aushärtebereich 4B, ein zweiter Aushärtebereich 4C und ein dritter Aushärtebereich 4D angeordnet. Die Förderstrecke 5 ist im Führungsbereich 4A und im ersten Aushärtebereich 4B ausreichend bemes sen, so daß neben der durch die Formeinrichtung vorgegebenen Außen linie der Bahn der Formmasse noch ein Freiraum verbleibt, während ein Teil der Förderstrecke 5 im dritten Aushärtebereich 4D für die ver arbeitete Bahn der Formmasse entweder etwas zu schmal oder etwas zu breit ist.
Nachdem sie in der Formeinrichtung in die gewünschte Form gebracht
worden ist, wird die halb ausgehärtete Bahn der Formmasse, z. B. SMC-
Material, erwärmt, damit sie ganz aushärtet. In einer Reihe von
Versuchen ist jedoch festgestellt worden, wie aus Fig. 11 ersicht
lich, daß die Bahn der Formmasse beim Aushärten dazu neigt, sich
durch die Wärmeeinwirkung auszudehnen und anschließend wieder zu
schrumpfen und daß die Schrumpfung ein vorgegebenes Ausmaß nicht
überschreitet. Aus den im Diagramm von Fig. 11 aufgezeichneten Kurven
(in durchgehenden, gestrichelten und Strich-Punkt-Linien) ist zu
ersehen, daß das Ausmaß der Ausdehnung und der Schrumpfung je nach
SMC-Material unterschiedlich ist. Mit anderen Worten: Die durchgehen
de Linie zeigt eine maximale Wärmeausdehnung von 0,60 mm an, die
gestrichelte Linie eine maximale Wärmeausdehnung von 0,49 mm und die
Strich-Punkt-Linie eine maximale Wärmeausdehnung von 0,39 mm. Die
Wärmeausdehnung ist also nicht für alle Formmassenbahnen gleich.
Die oben unter 1. vorgeschlagene Vorrichtung wird zur Herstellung eines
Produkts mit vorgegebener Länge verwendet und eignet sich daher nicht zum
Aushärten einer langen oder kontinuerlichen Formmassenbahn.
Auch die unter 2. vorgeschlagene Vorrichtung ist nicht einsetzbar für
eine Masse, bei der der Wärmeausdehnungskoeffizient und der Wärmeschrump
fungskoeffizient unterschiedlich sind, da der Querschnitt der Förder
strecke, über die die Bahn der Formmasse transportiert wird, unveränder
lich ist. Ist also der Wärmeausdehnungskoeffizient bezogen auf den Quer
schnitt der Förderstrecke hoch, wirkt eine zu große Kraft auf die Bahn
der Formmasse, während bei einem bezogen auf den Querschnitt der Förder
strecke kleinen Wärmeschrumpfungskoeffizienten die Form nicht mit der
Bahn der Formmasse in Berührung kommt, was nicht nur eine ungenügende
Erwärmung der Formmasse zur Folge hat, sondern auch die Ausbildung einer
glatten Oberfläche der ausgehärteten Formmasse verhindert.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die vorgenannten
Probleme zu lösen und eine verbesserte Aushärtevor
richtung zum Aushärten längerer Formmassenstücke zur Verfügung zu stel
len, die so dimensioniert ist, daß der Wärmeausdehnung und -schrumpfung
der Formmasse während des Aushärtens Rechnung getragen wird und sowohl
für eine optimale Erwärmung als auch für ein hervorragendes Oberflächen
bild der ausgehärteten Formmasse gesorgt ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art gelöst mit
den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1. Weiterbildungen der
erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Aushärtevorrichtung weist mindestens ein Paar in der
Förder
strecke der Formmassenbahn angeordnete Formen auf. Die Formen
begrenzen einen Hohlraum, durch den die im allgemeinen halb ausgehärtete
und in einer Formeinrichtung vorgeformte Formmassenbahn zur Erwärmung
hindurchgeführt wird. Mindestens eine dieser Formen ist beweglich, so daß
der Hohlraumquerschnitt der Wärmeausdehnung und -schrumpfung der jeweili
gen Formmasse beim Aushärten angepaßt werden kann.
Außerdem weist die erfindungsgemäße Aushärtevorrichtung
mindestens einen ersten, einen zweiten und einen dritten Aushärtebereich
auf, die jeweils übereinander angeordnete Formen aufweisen. Der erste
Aushärtebereich ist neben der Formeinrichtung angeordnet und nimmt die
dort austretende Formmassenbahn auf; der zweite Aushärtebereich liegt
zwischen dem ersten und dem dritten Aushärtebereich. In jedem dieser
Aushärtebereiche begrenzen die einander zugeordneten oberen und unteren
Formen einen Hohlraum, so daß sich eine Förderstrecke ergibt, über welche
die Formmassenbahn kontinuierlich gefördert wird. Der Hohlraum im ersten
Aushärtebereich verjüngt sich vorzugsweise in Richtung auf den Hohlraum
im zweiten Aushärtebereich. Entweder die obere oder die untere Form im
zweiten Aushärtebereich ist beweglich, so daß sie sich auf die Gegenform
zu und von ihr weg bewegen kann.
Das Aushärten der Formmasse kann entweder durch Erwärmen mittels einer
Heizvorrichtung in den Formen oder bei Zimmertemperatur, wenn der Masse
ein Zusatzstoff für das Aushärten bei Zimmertemperatur beigemischt worden
ist, oder aber durch Bestrahlung mit Licht erfolgen. Jede dieser Techni
ken kann angewendet werden, wenn die Formmasse in der Form aushärten
soll, und sie sind alle zweckmäßig für Formmassen, deren Volumen sich
beim Aushärten infolge der Wärmeausdehnung und -schrumpfung ändert.
Bevorzugt hat der Hohlraum im ersten Formbereich den Zugang neben der
Formeinrichtung und den Ausgang weiter davon entfernt, und das Zugangs
ende des Hohlraums im ersten Formbereich hat eine Querschnittsform, die
einen Freiraum zur Bahn der Formmasse ergibt, während der Querschnitt des
Ausgangsendes im wesentlichen gleich oder etwas größer ist als der er
rechnete Querschnitt der Formmassenbahn
Der erste Aushärtebereich ist ein Bereich, in dem die Aushärtung der halb
ausgehärteten Formmassenbahn eingeleitet wird, und die Wärmeausdehnung
der Formmasse ist hier gering und beträgt beispielsweise etwa 0,2 mm am
Zugangsende des ersten Aushärtebereichs. Wie vorstehend beschrieben, ist
die Querschnittsform der Förderstrecke am Zugangsende des ersten Aushär
tebereichs so bemessen, daß die Formmassenbahn den Querschnitt nicht ganz
ausfüllt und reibungslos in die restliche Förderstrecke gleitet. Sodann
wird der Querschnitt der Förderstrecke im ersten Aushärtebereich bis zum
Ausgangsende kontinuierlich kleiner, so daß die Fläche der Form auf der
aushärtenden Formmassenbahn aufliegt und der Querschnitt der Formmassen
bahn schließlich weitgehend dem Querschnitt der vollständig ausgehärteten
Formmassenbahn entspricht oder nur geringfügig größer ist.
Durch den am Zugangsende des ersten Aushärtebereichs gegebenen Freiraum
wird die Formmassenbahn, wenn eine Heizeinrichtung vorhanden ist, durch
Strahlungswärme ausgehärtet, und mit immer kleiner werdendem Freiraum
wird sie, wenn sie an der Form anliegt, ausreichend erwärmt. Wie bereits
erwähnt, kann das Aushärten nicht nur durch Wärmezufuhr mittels einer
Heizeinrichtung, sondern auch bei Zimmertemperatur oder mit Hilfe son
stiger das Aushärten fördernder Maßnahmen erfolgen.
Im zweiten Aushärtebereich erreicht die Wärmeausdehnung der Formmassen
bahn ihr Maximum, woraufhin eine thermische Schrumpfung eintritt. Im
zweiten Aushärtebereich hat die Formmassenbahn eine gewisse Festigkeit
erreicht, so daß sich zwischen der ausgedehnten Formmassenbahn und den
Formen eine so große Reibung ergibt, daß die Formmasse nicht mehr alleine
durch die Kraft der Transportbewegung bewegt wird. Aus diesem Grund ist
im zweiten Aushärtebereich die obere oder die untere Form relativ zur
Gegenform beweglich, so daß eine Anpassung an die Wärmeausdehnung der
Formmassenbahn erfolgen kann und die Formmassenbahn ohne Unterbrechung an
der Form entlang gleitet.
Die bewegliche Form im zweiten Aushärtebereich wird vorzugsweise ohne
oder mit geringem Druck gegen den Hohlraum gehalten, so daß sie bei einer
Volumenänderung der Formmassenbahn zurückweicht, ohne auf die Formmassen
bahn einen merklichen Druck auszuüben und die gleitende Bewegung der
Formmassenbahn entlang der Form nicht unterbrochen wird. Die Formgebungs
seite der beweglichen Form steht vorzugsweise mit der Oberfläche der
Formmasse in Berührung, die die fertige Oberfläche ergeben soll, und
vermittelt damit das hervorragende fertige Oberflächenbild.
Die feststehende Form im zweiten Aushärtebereich ist vorzugsweise mit
mehreren nebeneinander angeordneten Stützrollen ausgestattet, deren
Oberseiten in der Ebene liegen, entlang welcher die Formmassenbahn bewegt
wird. Die Stützrollen können elastisch gelagert sein. Auf diese Weise
kann die Reibung zwischen der Formmassenbahn und der feststehenden Form
minimiert werden, und zwar insbesondere dann, wenn die Stützrollen ela
stisch gelagert sind.
An das Ausgangsende des zweiten Aushärtebereichs grenzt der dritte Aus
härtebereich an, in dem die thermisch geschrumpfte Formmassenbahn keine
Formänderungen mehr erfährt. Die obere und die untere Form in diesem
Bereich sind daher so eingestellt, daß der Hohlraum im dritten Aushärte
bereich über die gesamte Förderstrecke den gleichen Querschnitt aufweist,
der etwas größer ist als der Querschnitt der durch den dritten Aushärte
bereich hindurchgeführten weitgehend ausgehärteten Formmassenbahn.
Es soll hier erwähnt werden, daß der dritte Aushärtebereich nicht immer
unverzichtbar ist, und daß sich der zweite Aushärtebereich bis zum Aus
gangsende der Aushärtevorrichtung erstrecken kann.
In eine beliebige obere oder untere Form in einem der drei Aushärteberei
che kann eine Heizeinrichtung mit Temperaturregler integriert sein; der
Temperaturregler ist erforderlich für das kontrollierte Aushärten der
Formmassenbahn entlang der Förderstrecke.
Als Formmasse für die Durchführung der vorliegenden Erfindung kann ein
SMC-Material (sheet molding compound, Formmassenbahn) verwendet werden,
d. h. ein faserverstärktes Kunstharzprodukt aus ungesättigtem Polyester-
oder Epoxidharz, dem Zusatzstoffe, wie beispielsweise Füllstoffe, Ver
dickungsmittel, Trennmittel, Farbstoffe usw., beigemischt worden sind und
das beispielsweise mit gehäckselten Fasern verstärkt worden ist, bevor
die faserverstärkte Harzmasse zur Herstellung eines Laminats sandwich
artig zwischen Polyethylenfolien gepackt und das Laminat anschließend zur
Erhöhung der Viskosität der Harzmasse auf eine Reifungstemperatur (z. B.
40°C) erwärmt wurde.
Die erfindungsgemäße Aushärtevorrichtung wird zweckmäßigerweise zusammen
mit der in der vorstehend erwähnten Schrift offenbarten Formeinrichtung
eingesetzt.
Wie bereits erwähnt, kann die Formmassenbahn bei der erfindungsgemäßen
Aushärtevorrichtung, bei der der Hohlraum im ersten Aushärtebereich so
eingestellt ist, daß der Hohlraumquerschnitt größer ist als der Quer
schnitt der Formmassenbahn, ohne Behinderungen in die Förderstrecke der
Aushärtevorrichtung eingeführt werden. Da der Freiraum schrittweise ver
kleinert werden kann, kann nach der Erwärmung durch Wärmestrahlung die
Erwärmung durch Kontakt zum Zuge kommen, so daß die Formmassenbahn in dem
für das Aushärten erforderlichen Maße ausreichend erwärmt wird.
Im zweiten Aushärtebereich, in welchem die Formmassenbahn eine ausrei
chende Festigkeit erlangt hat und eine große Volumenänderung infolge der
Wärmeausdehnung mit anschließender Schrumpfung erfolgt, paßt sich die
bewegliche Form dem sich durch Wärmeausdehnung und Schrumpfung ändernden
Volumen der Formmassenbahn an, so daß keine übermäßige Reibung zwischen
der Masse und den Formen auftritt und die Masse ungehindert über die
Förderstrecke bewegt werden kann. Da auf die Formmassenbahn während der
Wärmeausdehnungsphase keine übermäßigen Kräfte ausgeübt werden, bleibt
die während der Formung erzielte ideale Ausrichtung der Verstärkungs
fasern erhalten. Während der Erwärmung zum Aushärten der Formmassenbahn
wird die Ausrichtung der Verstärkungsfasern also nicht gestört.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen
den Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den
Zeichnungen; es zeigen:
Fig. 1: einen schematischen Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2: einen Längsschnitt der Aushärtevorrichtung,
Fig. 3: einen Querschnitt entlang der Linie A-A von Fig. 2;
Fig. 4: einen unvollständigen, vergrößerten Längsschnitt durch einen Teil
der Aushärtevorrichtung,
Fig. 5: einen Querschnitt entlang der Linie B-B von Fig. 2,
Fig. 6: ein ähnliches Bild wie Fig. 5, jedoch nachdem die bewegliche Form
sich bewegt hat,
Fig. 7: einen unvollständigen vergrößerten Längsschnitt durch einen
Teilbereich von Fig. 5,
Fig. 8: einen Querschnitt entlang der Linie C-C von Fig. 2,
Fig. 9: einen unvollständigen vergrößerten Längsschnitt durch einen
Teilbereich von Fig. 8,
Fig. 10: einen Längsschnitt einer geänderten Ausführungsform der Aushär
tevorrichtung,
Fig. 11: eine graphische Darstellung der Volumenänderung von SMC während
des Aushärtens und
Fig. 12: einen schematischen Längsschnitt eines Formapparats nach dem
Stand der Technik.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Aushärtevorrichtung 10, die an eine
herkömmliche Formvorrichtung, wie sie in Fig. 12 gezeigt ist, angebaut
ist, und zwar - bezogen auf die Bewegungsrichtung der einen im wesentli
chen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Formmassenbahn 6 - nach der
Formeinrichtung 3 und vor der Schneideeinrichtung 7. Die Formeinrichtung
3 der in Fig. 12 gezeigten herkömmlichen Formvorrichtung besitzt mehrere
nebeneinander angeordnete Walzen 1 unterhalb von mehreren nebeneinander
angeordneten Formwalzen 2, wobei die unteren und die oberen Walzen 1 und
2 so übereinander angeordnet sind, daß sie eine Förderstrecke begrenzen,
entlang welcher die Formmassenbahn 6 zur Aushärtevorrichtung 10 gefördert
wird.
Die Aushärtevorrichtung 10 besitzt einen Führungsbereich Z1, dessen
Querschnitt komplementär ist zum Querschnitt der Formmassenbahn 6, wobei
ein Ende des Führungsbereichs Z1 mit der Förderstrecke der Formeinrich
tung 3 in Verbindung steht. Die Aushärtevorrichtung 10 weist ausgehend
von der Zugangsseite nacheinander einen ersten Aushärtebereich (Z1),
einen zweiten Aushärtebereich (Z2) und einen dritten Aushärtebereich (Z3)
auf. Das Zugangsende des Führungsbereichs Z1, der in den ersten Aushärte
bereich Z1 fällt, ist so bemessen, daß um den rechteckigen Querschnitt
der Formmassenbahn 6 noch Abstandsbereiche gegeben sind, während der
Querschnitt des Ausgangsendes des Führungsbereichs Z1, der in den dritten
Aushärtebereich Z3 fällt, je nach dem Wärmeausdehnungsverhalten der
Formmassenbahn 6 im wesentlichen gleich ist wie oder geringfügig größer
ist als der Querschnitt der Formmassenbahn 6.
Soweit sie in Fig. 1 abgebildet ist, besitzt die Formeinrichtung 3 vier
Walzenpaare, wobei die vier oberen Walzen 1 und die unteren Formwalzen 2
jeweils paarweise eingesetzt werden. Die unteren Formwalzen 1 besitzen
einen gemeinsamen Antrieb, während die oberen Walzen 2 drehbar gelagert
sind. Die unteren und die oberen Walzen 1 und 2 sind so angeordnet, daß
der Abstand S zwischen den unteren und den oberen Walzen 1 und 2 von der
ersten Formstufe bis zur letzten Formstufe in Richtung des Förderweges
der Formmassenbahn 6 kontinuierlich abnimmt.
Als Formmasse 6 wird vorzugsweise SMC verwendet, eine halb ausgehärtete
Masse aus ungesättigtem Polyesterharz mit Faserverstärkung. Beim Trans
port des SMC 6 entlang der Förderstrecke der Formeinrichtung 3 wird das
SMC 6 von den Walzen 1 und 2 bei Zimmertemperatur schrittweise kompri
miert, bis es einen vorgegebenen Querschnitt (beispielsweise passend zu
dem U-förmigen Hohlraum 12A der in Fig. 3 gezeigten Formenanordnung)
aufweist.
Die Aushärtevorrichtung 10 hat ein Zugangsende X und ein Ausgangsende Y,
die an die Formeinrichtung 3 bzw. and die Schneideeinrichtung 7 angren
zen, und weist, wie oben beschrieben, die Aushärtebereiche Z1, Z2 und Z3
auf. Die Aushärtevorrichtung 10 besitzt oben und unten Formen, und zwar
im Zugangsbereich die Formen 13 und 14, im mittleren Bereich die Formen
15 und 16 und im Ausgangsbereich die Formen 17 und 18. Die Formen sind
dicht nebeneinander entlang der Förderstrecke der Formmassenbahn 6 an
geordnet. Der Führungsbereich 12 erstreckt sich vom Zugangsende X bis zum
Ausgangsende Y der Aushärtevorrichtung 10 und wird von den oberen Formen
13, 15 und 17 und von den unteren Formen 14, 16 und 18 begrenzt.
Bei der Aushärtevorrichtung 10 von Fig. 2 sind die obere Form 13 und die
untere Form 14 im ersten Aushärtebereich Z1 sowie die obere Form 17 und
die untere Form 18 im dritten Aushärtebereich Z3 feststehend, während die
obere Form 15 im zweiten Aushärtebereich Z2 beweglich gelagert ist, so
daß sie sich relativ zur feststehenden Form 16 bewegen kann.
Wie in Fig. 2 bis 9 gezeigt, sind alle oberen und unteren Formen, die die
Aushärtevorrichtung 10 bilden, von einem Gehäuse 20 aus wärmeisolierendem
Material umgeben. Der Teil des Gehäuses 20 neben dem Zugangsende X be
sitzt eine Zugangsöffnung 21, und der Teil des Gehäuses 20 neben dem
Ausgangsende Y besitzt eine Ausgangsöffnung 22; die Eingangsöffnung 21
führt zum Führungsbereich 12 hin und die Ausgangsöffnung 22 führt davon
weg.
Die unteren Formen 14, 16 und 18 der Aushärtevorrichtung 10 sind fest mit
dem Gehäuse 20 verbunden. Die oberen Formen 13 und 17 jedoch, die jeweils
das Gegenstück zu den unteren Formen 14 und 18 sind, sind an den oberen
Formträgern 23 und 25 befestigt, die ihrerseits starr mit dem Formgehäuse
20 verbunden sind, während die obere Form 15, deren Gegenstück die untere
Form 16 ist, so mit dem starr am Formgehäuse 20 befestigten oberen Form
träger 24 verbunden ist, daß sie relativ zur unteren Form 16 beweglich
ist.
Wie am besten aus den Fig. 3 und 4 zu ersehen ist, liegt im ersten Aus
härtebereich Z1 die obere Form 13, die starr mit dem oberen Formträger 23
verbunden ist. Beim Zusammenwirken der oberen Form 13 mit der unteren
Form 14 wird ein weitgehend U-förmiger Hohlraum 12A umschrieben, wie am
besten aus Fig. 3 ersichtlich; der Hohlraum 12A hat an allen Stellen vom
Zugangsende a bis zum Ausgangsende b die gleichen Abmessungen, da die
Formen 13 und 14 feststehend sind.
Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich, ist die Auflageseite 13a der oberen
Form 13 vom Zugangsende a zum Ausgangsende b gegenüber der entsprechenden
Auflageseite 14a der unteren Form 14 geneigt, so daß der Freiraum zwi
schen der Form und der hindurchgeführten Formmasse 6 kontinuierlich ab
nimmt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Dicke der oberen Form 13 vom
Zugangsende a zu Ausgangsende b kontinuierlich zunimmt, was am besten aus
Fig. 4 zu ersehen ist.
Der Querschnitt des neben dem Zugangsende a liegenden Teils des Hohlraums
12A ist größer als der Querschnitt der Formmassenbahn 6, die in der Form
einrichtung 3 vorgeformt worden ist, so daß ein ausreichender Freiraum
verbleibt. Somit kann die halb ausgehärtete, vorgeformte Formmassenbahn 6
ohne Schwierigkeiten in den Hohlraum 12A eingeführt werden.
Dagegen ist der Querschnitt des neben dem Ausgangsende b gelegenen Teils
des Hohlraums 12A so bemessen, daß er nahezu gleich oder nur wenig größer
ist als der angestrebte Querschnitt der Formmassenbahn 6, so daß die
Formmassenbahn 6 an die Auflageseiten 13a und 14a herangeführt wird.
In die obere Form 13, die untere Form 14 und den oberen Formträger 23
sind in vorgegebenen Abständen mehrere Heizelemente 26 integriert. Mit
diesen Heizelementen 26 werden die obere Form 13, die untere Form 14 und
der obere Formträger 23 auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt. Es wird
jedoch darauf hingewiesen, daß statt der elektrischen Heizelemente 26
auch beliebige andere Heizelemente, wie beispielsweise ein Heizmantel, in
dem unter Druck stehender Dampf oder heißes Öl zirkulieren, verwendet
werden können.
Wie am besten aus den Fig. 5 bis 7 ersichtlich, ist im zweiten Aushärte
bereich Z2 nur die untere Form 16 starr am Formgehäuse 20 befestigt,
während die obere Form 15 nicht am oberen Formträger 24 befestigt ist,
sondern am unteren Ende der Tragstifte 27, so daß die obere Form 15
relativ zu der ihr zugeordneten unteren Form 16 und zum oberen Formträger
24 hin bzw. davon weg bewegt werden kann. Die Tragstifte 27 werden glei
tend in den Bohrungen 24a und 20d im oberen Formträger 24 und in der
oberen Wandung 20c des Formgehäuses 20 geführt. Die aus der oberen Wand
des Formgehäuses 20 herausragenden Enden der Führungsstifte 27 werden
gleitend in der Bohrung 28a der Tragplatte 28 geführt und bilden ein
Stück mit dem nach außen abstehenden Bund 27a. Das unterhalb der Trag
platte 28 in der Bohrung 20d der oberen Wand 20c des Formgehäuses 20
angebrachte Lager 31 des Tragstifts 27 besitzt ebenfalls einen nach außen
abstehenden Bund 27b.
Auf jedem Tragstift 27 sitzen zwei Spiralfedern 29 und 30. Die Spiralfe
der 29 sitzt zwischen dem Bund 27b in dem in der Bohrung 20d der oberen
Wand 20c des Formgehäuses 20 angeordneten Lager 31 und einer Stützfläche
der Tragplatte 28, während die Spiralfeder 30 zwischen dem Bund 27a am
oberen Ende des jeweiligen Tragstifts 27 und einer oberen Auflagefläche
der Tragplatte 28 sitzt. Die Spiralfeder 30 drückt den entsprechenden
Tragstift 27 mit der oberen Form 15 nach oben, während die Spiralfeder 29
den betreffenden Tragstift 27 mit der oberen Form 15 nach unten drückt.
Die Spiralfedern 29 und 30 sind so aufeinander abgestimmt, daß die obere
Form 15 mit den Tragstiften 27 gegenüber der Tragplatte 28 eine federnde
Bewegung ausführen kann, wobei sie gleichzeitig näher zu der ihr zugeord
neten unteren Form 16 hin bzw. davon weg bewegt wird.
Wenn die Tragstifte 27 von den Spiralfedern 29 und 30 in der oben be
schriebenen Weise gehalten werden, ist die an den unteren Enden der
Tragstife 27 befestigte obere Form 15 gegenüber der zugeordneten unteren
Form 16 normalerweise leicht vorgespannt (beispielsweise mit einem Druck
von 4.900 Pa bei der abgebildeten Ausführungsform). Die Spiralfedern 29
und 30 sind mit anderen Worten so gewählt, daß sie einen geringen Druck
von beispielsweise 4.900 Pa ausüben, mit dem die obere Form 15 gegenüber
der ihr zugeordneten unteren Form 16 vorgespannt werden kann. Unterliegt
die zwischen der oberen Form 15 und der unteren Form 16 hindurchgeführte
Formmassenbahn 6 also der Wärmeausdehnung, kann die obere Form 15 mit den
Tragstiften 27 eine Ausgleichsbewegung nach oben in die in Fig. 6 gezeig
te Position ausführen. Die Spiralfeder 30 kann einen größeren Durchmesser
haben als die Spiralfeder 29 und eine Federkonstante von 1,58 kgf/mm
aufweisen, während die Spiralfeder 29 einen kleineren Durchmesser haben
kann als die Spiralfeder 30 und eine Federkonstante von 1,31 kgf/mm
aufweisen kann, so daß die beiden Federn zusammen eine Federkonstante von
2,89 kgf/mm aufweisen.
Da jede bewegliche Form von diesen zwei Federkombinationen gehalten wird
und die Federkonstante jeder beweglichen Form 5,78 kgf/mm ist (= 2,89 ×
2) und da die bewegliche Oberfläche der Form 75 mm × 300 mm mißt, führt
eine Bewegung um 1 mm zu einem Druck von 0,025 kgf/cm2 [= (5,78 × 1,0)/
(7,5 × 30)] oder 2.520 Pa.
Es ist davon auszugehen, daß die oben beschriebene Vorspannung nicht
unbedingt mit Doppelfedern hergestellt werden muß, sondern auch jede
andere Vorrichtung vorgesehen werden kann, die eine Ausgleichsbewegung
der oberen Form 15 als Reaktion auf die Ausdehnung oder Schrumpfung der
behandelten Formmassenbahn 6 ermöglicht. Im Normalzustand jedoch besteht
ein Spalt 33 (siehe Fig. 5) zwischen der Oberseite der oberen Form 15 und
dem oberen Formträger 24, der bei einer Aufwärtsbewegung der oberen Form
15 verschwindet, so daß der Querschnitt des zwischen den Formauflageflä
chen 15a und 16a der oberen Form 15 und der unteren Form 16 gebildeten
Hohlraums 12B veränderlich ist.
Wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich, weist die obere Form 15 im zweiten
Aushärtebereich Z2 über ihre gesamte Länge vom Zugangsende b' bis zum
Ausgangsende c den gleichen Querschnitt auf, so daß auch der Querschnitt
des zwischen den Formauflageflächen 15a und 16a der oberen Form 15 und
der unteren Form 16 gebildeten Hohlraums vom Zugangsende b' zum Ausgangs
ende c gleich ist. Zu beachten ist, daß eine Einpunktbefestigung der
oberen Form 15, d. h. die Verwendung eines einzigen Tragstifts 27 in der
Mitte der oberen Form 15, ausreichend sein kann, wenn die Förderstrecke
der Formmassenbahn 6 im zweiten Aushärtebereich Z2 kurz ist. Andererseits
können bei einer entsprechenden Länge des zweiten Aushärtebereichs Z2
zwei oder mehr Tragstifte 27 erforderlich sein.
Die untere Form 16 besitzt eine U-förmige Aussparung 16b, in der, wie in
den Fig. 5 bis 7 gezeigt, nebeneinander mehrere Stützwalzen 35 unterge
bracht sind, deren Längsachsen senkrecht zur Längsseite der unteren Form
16 stehen. Die Stützwalzen 35 liegen in der Aussparung 16b auf zwischen
ihnen und dem Boden der Aussparung angeordneten Federn 34 auf, die so
gewählt sind, daß die Oberseite der jeweiligen Stützwalzen 35 in der
Auflageebene 16a der Form liegt. Erfährt also die durch den Hohlraum 12B
hindurchgeführte Formmassenbahn 6 eine Wärmeausdehnung, werden die Stütz
walzen 35 in einer Ausgleichsbewegung nach unten gegen die Federn 34
gedrückt.
Es wird darauf hingewiesen, daß bei der abgebildeten Ausführungsform die
untere Form 16 eine einzige rechteckige Aussparung 16b für die nebenein
ander angeordneten Stützwalzen 35 aufweist. Die untere Form 16 kann
jedoch auch für jede Stützwalze 35 eine eigene Aussparung aufweisen.
Alternativ können die Stützwalzen 35 in die untere Form 16 so eingebettet
sein, daß ihre Oberseiten über der Auflageseite 16a der Form liegen. Zu
beachten ist auch, daß die Einbaustelle der Stützwalzen 35 und/oder ihre
Anzahl unter Berücksichtigung der Höhenverschiebung an der Stelle der
maximalen Wärmeausdehnung der Formmassenbahn 6 und der Dauer der maxima
len Wärmeausdehnung gewählt werden können.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Stützwalzen 35 nicht in jedem Fall
auf den Federn 34 gelagert sein müssen, daß jedoch die Reibung bei einer
solchen Lagerung erheblich reduziert wird.
Auch im zweiten Aushärtebereich Z2 sind in die obere Form 15, in die
untere Form 16 und in den oberen Formträger 24 in Abständen mehrere
Heizelemente integriert, die das Aufheizen der Formen und des Formträgers
auf eine vorgegebene Temperatur ermöglichen.
Wie am besten aus den Fig. 8 und 9 ersichtlich, ist im dritten Aushärte
bereich Z3 die obere Form 17 in gleicher Weise am oberen Formträger 25
befestigt wie die obere Form 13 im ersten Aushärtebereich Z1. Die obere
Form 17 im dritten Aushärtebereich Z3 hat auf der gesamten Länge vom
Zugangsende C' zum Ausgangsende d denselben Querschnitt, so daß der
zwischen den Auflageflächen 17a und 18a der oberen Form 17 und der unte
ren Form 18 gebildete Hohlraum ebenfalls durchgehend denselben Quer
schnitt aufweist. Der Querschnitt des Hohlraums 12C quer zu seiner Längs
richtung wird so gewählt, daß er gleich groß oder geringfügig größer ist
als der errechnete Querschnitt der fast vollständig ausgehärteten Form
massenbahn 6, so daß diese durch den Hohlraum 12C gleiten kann, während
sie an den Auflageflächen 17a und 18a der Formen anliegt. Zu beachten
ist, daß ein Entlanggleiten der ausgehärteten Formmassenbahn 6 an den
Auflageflächen 17a und 18a der Formen nicht in jedem Fall erforderlich
ist.
Im folgenden wird das Aushärten der Formmassenbahn (SMC-Material) 6 durch
Erwärmen in der Aushärtevorrichtung 10 der oben beschriebenen Bauart
beschrieben.
Wie in Fig. 1 gezeigt, wird eine halb ausgehärtete SMC-Bahn 6 einer
vorgegebenen Dicke zwischen den Walzen 1 und den Formwalzen 2 der Form
einrichtung 3 hindurchgeführt. Beim Transport durch die Formeinrichtung 3
wird die SMC-Bahn 6 schrittweise auf einen im wesentlichen U-förmigen
Querschnitt vorgegebener Dicke komprimiert und anschließend kontinuier
lich in die am besten in Fig. 2 dargestellte Aushärtevorrichtung 10
eingeführt.
Die an der Zugangsöffnung 21 der Aushärtevorrichtung 10 eintretende SMC-
Bahn 6 wandert zunächst durch den ersten Aushärtebereich Z1. Da der
Querschnitt des Hohlraums 12A größer ist als der Querschnitt der SMC-Bahn
6, ist noch ein Freiraum gegeben, und die SMC-Bahn 6 gleitet ungehindert
zwischen der oberen Form 13 und der unteren Form 14 durch den Hohlraum
12A.
Da auf der Zugangsseite des Hohlraums 12A noch ein Freiraum gegeben ist,
wird die SMC-Bahn 6 durch Strahlungswärme erwärmt. Je mehr sich jedoch
die SMC-Bahn 6 dem Ausgangsende b des ersten Aushärtebereichs Z1 nähert,
desto kleiner wird der Freiraum, und schließlich gleitet die SMC-Bahn 6
an den Auflageflächen 13a und 14a entlang, so daß deren Wärme unmittelbar
durch den Kontakt übertragen wird. Durch die Erwärmung im ersten Aushär
tebereich Z1 härtet die SMC-Bahn 6 aus; wenn sie das Ausgangsende b
erreicht hat, weist sie eine gewisse Festigkeit auf.
Nach dem Durchwandern des Hohlraums 12A im ersten Aushärtebereich Z1
tritt die SMC-Bahn 6 in den zweiten Aushärtebereich Z2 ein, in dem sie
für eine bestimmte Zeitdauer erwärmt wird. Bei dieser Erwärmung erfährt
die SMC-Bahn 6, wie in Fig. 11 gezeigt, eine Wärmeausdehnung und liegt
dann infolgedessen an den Auflageflächen 15a und 16a der oberen Form 15
und der unteren Form 16 an. Da die Auflagefläche 16a der unteren Form 16
feststehend ist, während die obere Form 15 beweglich ist, und da die SMC-
Bahn 6 eine ausreichende Festigkeit erlangt hat, wird die obere Form 15
infolge der Wärmeausdehnung nach oben gegen die Spiralfedern 29 und 30
gedrückt.
Die Aufwärtsbewegung der oberen Form 15 erreicht ihr Limit, wenn die
Wärmeausdehnung der SMC-Bahn 6 ihr Maximum erreicht hat und wieder
schrumpft. Beim Schrumpfen der SMC-Bahn 6 wird die obere Form durch die
von den beiden Spiralfedern 29 und 30 ausgeübte Kraft aus ihrer obersten
Stellung nach unten gedrückt und folgt der schrumpfenden SMC-Bahn 6.
Zu beachten ist, daß die Wärmeausdehnung der SMC-Bahn 6, die kontinuier
lich durch den Hohlraum 12B zwischen der oberen Form 15 und der unteren
Form 16 gefördert wird, ihr Maximum an einem vorgegebenen Punkt nach
Passieren des Zugangsendes erreicht und ab diesem Punkt die Schrumpfung
einsetzt, daß also die Wärmeausdehnung und die Schrumpfung ähnliche
Kurven durchlaufen. Die Verschiebung der infolge der Volumenänderung der
SMC-Bahn 6 nachgebenden oberen Form 15 ist also an einem bestimmten Punkt
mehr oder weniger stets die gleiche, so daß die obere Form 15 praktisch
in derselben Position verharrt.
Da die SMC-Bahn 6 in der Formeinrichtung 3 bereits in die gewünschte Form
gebracht worden ist, ist die Ausübung von Druck auf die SMC-Bahn 6 in der
Aushärtevorrichtung nicht wünschenswert. In der erfindungsgemäßen Aushär
tevorrichtung 10 jedoch ist die bewegliche obere Form 15 durch die Spi
ralfedern 29 und 30 ganz geringfügig oder überhaupt nicht vorgespannt, so
daß sie einer Volumenänderung der SMC-Bahn 6 folgen kann, ohne übermäßi
gen Druck auszuüben. Mit anderen Worten: Die bewegliche obere Form 15
bewegt sich der Volumenänderung der SMC-Bahn 6 folgend nach oben oder
nach unten, wobei der Gleitkontakt zwischen Form und Bahn erhalten
bleibt.
Die gegenüberliegende Oberfläche der SMC-Bahn 6, die an der Auflagefläche
15a der oberen Form 15 anliegt, zeigt das hervorragende Oberflächenbild
des Endprodukts nach dem vollständigen Aushärten der SMC-Bahn 6, und das
hervorragende Oberflächenbild kann besonders glatt erscheinen, wenn die
SMC-Bahn 6 permanent an der Auflagefläche 15a der beweglichen Form 15
entlanggleitet.
Andererseits entsteht durch die Wärmeausdehnung der SMC-Bahn 6 im zweiten
Aushärtebereich Z2 eine Reibung zwischen der Auflagefläche 16a der unte
ren Form 16 und der daran entlanggleitenden SMC-Bahn 6. Durch diese
Reibung kann der gleichmäßige Transport der SMC-Bahn 6 durch den Hohlraum
12B gestört werden. Aus diesem Grund sind in der Auflagefläche 16a der
unteren Form 16 mehrere Stützwalzen 35 angeordnet, die in der Aussparung
16b der unteren Form 16 untergebracht sind. Die Unterseite der SMC-Bahn 6
gleitet somit entlang einer Umfangslinie über die Stützwalzen, wodurch
das Auftreten von Reibungskräften minimiert und der gleichmäßige Trans
port der SMC-Bahn 6 durch den Hohlraum 12B erleichtert werden. Somit kann
die SMC-Bahn 6 gleichmäßig durch den Hohlraum 12B im zweiten Aushärtebe
reich 22 gefördert werden, wenn sie einen Anstoß von der Formeinrich
tung 3 erfährt.
Wenn die thermische Schrumpfung der SMC-Bahn 6 einen vorgegebenen Wert
erreicht hat, treten kaum noch weitere Volumenänderungen auf. Zu diesem
Zeitpunkt tritt die SMC-Bahn 6 - wie in Fig. 8 und 9 gezeigt - aus dem
zweiten Aushärtebereich Z2 in den dritten Aushärtebereich Z3 über.
Wie bereits ausgeführt, hat der Hohlraum 12C im dritten Aushärtebereich
Z3 vom Zugangsende c' bis zum Ausgangsende d denselben Querschnitt.
Während des kontinuierlichen Transports der SMC-Bahn 6 durch den Hohlraum
12C im dritten Aushärtebereich Z3 gleiten die Oberseite und die Unter
seite der SMC-Bahn 6, die keine Volumenänderung mehr erfahren, an den
Auflageflächen 17a und 18a der oberen Form 17 und der unteren Form 18
entlang und nehmen dabei die von den Heizelementen 26 erzeugte Wärme auf.
Dadurch ist die SMC-Bahn 6 vollständig ausgehärtet, wenn sie durch das
Ausgangsende d des Hohlraums 12C des dritten Aushärtebereichs Z3, d. h.
durch die Ausgangsöffnung 22 der Aushärtevorrichtung 10, hindurchtritt.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung hervorgeht, ist in der Aushärtevorrichtung für
vorgeformte Formmassenbahnen, wie beispielsweise SMC-Bahnen, mindestens
eine der Formen in dem Bereich, wo die Formmassenbahn infolge der Wärme
ausdehnung und -schrumpfung eine Volumenänderung erfährt, beweglich, so
daß dieser Materialeigenschaft Rechnung getragen und das Ausüben eines zu
starken Drucks auf die Formmasse vermieden wird. Da die der Formmassen
bahn in der vorgeschalteten Formeinrichtung verliehene Form nicht ver
ändert wird, bleibt auch die ideale Ausrichtung der Verstärkungsfasern in
der Formmasse erhalten.
Ferner kann erreicht werden, daß der Gleitkontakt zwischen der Auflage
fläche der beweglichen Form und der Formmassenbahn jederzeit erhalten
bleibt, so daß ein hervorragendes Oberflächenbild des Endprodukts erzielt
werden kann, soweit dies erwünscht ist.
Da der Hohlraumquerschnitt auf der Zugangsseite der Aushärtevorrichtung
größer ist als der Querschnitt der Formmassenbahn und somit ein ausrei
chender Freiraum gegeben ist, ist ein störungsfreier Durchtritt der ange
schobenen Formmassenbahn gewährleistet. Im zweiten Aushärtebereich, in
dem die Formmasse eine ausreichende Festigkeit erreicht und auch die
maximale Wärmeausdehnung erfährt, ist eine der Formen relativ zur Gegen
form beweglich und kommen mehrere Stützwalzen zum Einsatz, so daß die
Reibung zwischen der Formmassenbahn und den Formen deutlich reduziert
wird und der reibungslose Weitertransport der angeschobenen Formmassen
bahn gewährleistet ist.
Die vorliegende Erfindung ist bisher anhand bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben worden, es wird jedoch
darauf hingewiesen, daß für eine fachkundige Person zahlreiche Abände
rungsmöglichkeiten offensichtlich sind. Beispielsweise gilt für die
oberen Formen 13 und 17 im ersten Aushärtebereich Z1 bzw. im dritten
Aushärtebereich Z3, die bei obiger Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung als feststehend abgebildet und beschrieben worden sind, daß sie
ähnlich wie die obere Form 15 im zweiten Aushärtebereich Z2 gemäß Fig. 10
relativ zu ihren Gegenformen 14 und 18 beweglich sein können, und auch
die unteren Formen 14 und 18 können ähnlich wie die untere Form 16 im
zweiten Aushärtebereich Z2 mit Stützwalzen ausgerüstet sein.
Ferner sind bei der praktischen Nutzung der vorliegenden Erfindung nicht
in jedem Fall die Stützrollen 35 im zweiten Aushärtebereich Z2 erforder
lich.
Außerdem muß die bewegliche Aufhängung der oberen Form im zweiten Aushär
tebereich Z2 nicht unbedingt die abgebildeten und beschriebenen Spiralfe
dern 29 und 30 aufweisen. Vielmehr kann jeder Mechanismus zum Einsatz
kommen, der es ermöglicht, daß die obere Form im zweiten Aushärtebereich
Z2 der Volumenänderung der Formmasse folgt.
Claims (10)
1. Vorrichtung (10) zum Aushärten einer aus einer Formeinrichtung (3) kommen
den, im wesentlichen halb ausgehärteten Bahn einer Formmasse (6),
wobei die Vorrichtung (10) mindestens einen ersten, einen zweiten und einen dritten Aushärtebereich (Z1, Z2, Z3) umfaßt, die jeweils übereinander obere und untere Formen (13-18) aufweisen, wobei der erste Aushärtebereich (Z1) neben der Formeinrichtung (3) angeordnet ist und von dort beschickt wird,
und wobei der zweite Aushärtebereich (Z2) zwischen dem ersten (Z1) und dem dritten Aushärtebereich (Z3) angeordnet ist;
wobei jeder Aushärtebereich (Z1, Z2, Z3) einen Hohlraum (12A, 12B, 12C) zwischen den einander zugeordneten oberen und unteren Formen (13-18) umfaßt, wobei die Hohlräume (12A, 12B, 12C) im ersten bis dritten Aushär tebereich (Z1-Z3) zusammen die Förderstrecke der Aushärtevorrichtung (10) bilden, entlang welcher die Formmasse (6) kontinuierlich bewegt wird;
und wobei eine der Formen (15, 16) auf die Gegenform zu und davon weg beweglich ist;
dadurch gekennzeichnet,
daß die Formen (13-16) im ersten und im zweiten Aushärtebereich (Z1, Z2) durch eine Änderung der Gestalt ihres Hohlraumquerschnitts an die beim Aushärten der Formmassenbahn (6) auftretende Wärmeausdehnung und -schrumpfung anpaßbar sind, dergestalt, daß
der Hohlraum (12A) im ersten Aushärtebereich (Z1) sich auf den Hohlraum 12B) im zweiten Aushärtebereich (Z2) zu verjüngt
und die obere oder die untere Form (15, 16) im zweiten Aushärtebereich (Z2) beweglich auf die Gegenform zu und davon weg ausgeführt und zum Errei chen der Beweglichkeit mit einer zwei zylindrische Schraubenfedern (29, 30) aufweisenden Vorspanneinrichtung gegen den Hohlraum (12B) im zweiten Aushärtebereich (Z2) gehalten wird, so daß die bewegliche Form (15, 16) bei einer Volumenänderung der Formmasse (6) eine Ausgleichsbewegung aus führt und keinen zu starken Druck auf die Formmassenbahn (6) ausübt und eine äußere Oberfläche erzeugt;
und daß die obere und die untere Form (17, 18) im dritten Aushärtebe reich (Z3) feststehend sind und daß der Hohlraum (12C) im dritten Aushärte bereich (Z3) dadurch über die Gesamtlänge des dritten Aushärtebereichs (Z3) die gleiche Querschnittsgestalt hat.
wobei die Vorrichtung (10) mindestens einen ersten, einen zweiten und einen dritten Aushärtebereich (Z1, Z2, Z3) umfaßt, die jeweils übereinander obere und untere Formen (13-18) aufweisen, wobei der erste Aushärtebereich (Z1) neben der Formeinrichtung (3) angeordnet ist und von dort beschickt wird,
und wobei der zweite Aushärtebereich (Z2) zwischen dem ersten (Z1) und dem dritten Aushärtebereich (Z3) angeordnet ist;
wobei jeder Aushärtebereich (Z1, Z2, Z3) einen Hohlraum (12A, 12B, 12C) zwischen den einander zugeordneten oberen und unteren Formen (13-18) umfaßt, wobei die Hohlräume (12A, 12B, 12C) im ersten bis dritten Aushär tebereich (Z1-Z3) zusammen die Förderstrecke der Aushärtevorrichtung (10) bilden, entlang welcher die Formmasse (6) kontinuierlich bewegt wird;
und wobei eine der Formen (15, 16) auf die Gegenform zu und davon weg beweglich ist;
dadurch gekennzeichnet,
daß die Formen (13-16) im ersten und im zweiten Aushärtebereich (Z1, Z2) durch eine Änderung der Gestalt ihres Hohlraumquerschnitts an die beim Aushärten der Formmassenbahn (6) auftretende Wärmeausdehnung und -schrumpfung anpaßbar sind, dergestalt, daß
der Hohlraum (12A) im ersten Aushärtebereich (Z1) sich auf den Hohlraum 12B) im zweiten Aushärtebereich (Z2) zu verjüngt
und die obere oder die untere Form (15, 16) im zweiten Aushärtebereich (Z2) beweglich auf die Gegenform zu und davon weg ausgeführt und zum Errei chen der Beweglichkeit mit einer zwei zylindrische Schraubenfedern (29, 30) aufweisenden Vorspanneinrichtung gegen den Hohlraum (12B) im zweiten Aushärtebereich (Z2) gehalten wird, so daß die bewegliche Form (15, 16) bei einer Volumenänderung der Formmasse (6) eine Ausgleichsbewegung aus führt und keinen zu starken Druck auf die Formmassenbahn (6) ausübt und eine äußere Oberfläche erzeugt;
und daß die obere und die untere Form (17, 18) im dritten Aushärtebe reich (Z3) feststehend sind und daß der Hohlraum (12C) im dritten Aushärte bereich (Z3) dadurch über die Gesamtlänge des dritten Aushärtebereichs (Z3) die gleiche Querschnittsgestalt hat.
2. Aushärtevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Hohlraum (12A) im ersten Aushärtebereich (Z1) ein neben der Formeinrich
tung gelegenes Zugangsende (x) und ein werter davon entferntes Ausgangs
ende (y) hat, wobei die Querschnittsgestalt des Hohlraums (12A) am Zu
gangsende (x) größer ist als die Querschnittsgestalt der Formmassenbahn (6),
so daß ein Freiraum zur Formmassenbahn (6) gegeben ist, und wobei die
Querschnittsgestalt des Hohlraums (12A) am Ausgangsende (y) im ersten
Aushärtebereich (Z1) im wesentlichen gleich groß oder größer ist als die
Querschnittsgestalt der Formmassenbahn (6).
3. Aushärtevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die obere oder die untere Form (15, 16) im zweiten Aushärtebereich (Z2) auf
die andere Form (15, 16) zu und davon weg beweglich ist und daß die
andere Form (16) im zweiten Aushärtebereich (Z2) mehrere nebeneinander
angeordnete Stützwalzen (35) aufweist, die in der Ebene liegen, in der die
Formmassenbahn (6) bewegt wird.
4. Aushärtevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
nebeneinander angeordneten Stützwalzen (35) durch entsprechende elasti
sche Glieder elastisch gelagert sind und daß ihre Oberseite in der Ebene liegt,
in der die Formmassenbahn (6) bewegt wird.
5. Aushärtevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (15a) der beweglich gelagerten oberen
oder unteren Form (15) im zweiten Aushärtebereich (Z2) eine Gleitfläche für
die Oberseite der Formmassenbahn (6) bildet, die die Außenseite der Form
massenbahn (6) werden soll.
6. Aushärtevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß in beliebige der oberen oder der unteren Formen (13-18)
im ersten bis dritten Aushärtebereich eine Heizeinrichtung (26) eingebettet
ist.
7. Aushärtevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Heizeinrichtung (26) mindestens einen Mantelheizer aufweist.
8. Aushärtevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Heizeinrichtung unter Druck stehender Dampf ist.
9. Aushärtevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Heizeinrichtung erhitztes Öl ist.
10. Aushärtevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Formmassenbahn (6) ein faserverstärktes Harzmaterial
ist.
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