DK2656991T3 - Forrådsbeholder til støbeharpiks og fremgangsmåde og indretning til støbning af støbeharpiks - Google Patents

Description

Beskrivelse Nærværende opfindelse angår en fremgangsmåde og en indretning til støbning af støbeharpiks eller støbeharpikskomponenter.

Især angår opfindelsen en fremgangsmåde samt en indretning til udøvelse af fremgangsmåden til støbning af støbeharpiks eller støbeharpikskomponenter i i det mindste én, især delvis fleksibel, form, hvor støbeharpiksen ved hjælp af i det mindste én tilførselsindretning tilføres den i det mindste ene form og hvor den i det mindste ene tilførselsindretning og/eller den i det mindste ene form og/eller den i det mindste ene forrådsbeholder i det mindste i visse områder står under vakuum.

Fremgangsmåder og indretninger af den indledningsvis nævnte art til støbning af støbeharpiks eller støbeharpikskomponenter kommer bl.a. til anvendelse ved imprægneringen af store konstruktionselementer, især af fiberkompositkonstruktionselementer, som eksempelvis vinger til vindkraftanlæg, idet støbningen i den forbindelse især sker i delvis fleksible støbeforme.

Hertil er der indenfor den kendte teknik allerede kendt adskillige imprægneringsteknologier for fiberkompositkonstruktionselementer ved hjælp af støbeharpiks. Således beskrives bl.a. i DE 60 307 580 T2 og DE 10 2008 038 620 A1 almindelige flydende harpiksinfusionsteknologier til tilførsel af harpiks til fiberholdige forstærkningsmaterialer, især RTM-fremgangsmåden (Resin Transfer Molding) eller den indledningsvis nævnte VaRTM-fremgangsmåde (Vacuum assisted Resin Transfer Molding). Disse fremgangsmåder tilvejebringer specielle støbeharpiksanlæg, i hvilke forskellige støbeharpikskomponenter afgasses i separate afgasningsindretninger og før støbningen blandes indbyrdes. Den i den forbindelse opstående reaktive støbeharpiksblanding bliver derefter, eksempelvis i en forrådsbeholder, mellemlagret som såkaldt batch og efterfølgende støbt i passende forme.

Fra DE 10 2005 053 691 A1 kendes et system til udøvelse af en RTM-fremgangsmåde, som omfatter et værktøj med et formlåg og en form, hvori et konstruktionselement, som skal forstærkes med harpiks, kan indlægges. Via en vakuumpumpe kan der i det indre af værktøjet tilvejebringes et undertryk, således at harpiks via en forsyningsledning transporteres fra en ekstern forrådsbeholder ind i værktøjet og således ind i konstruktionselementet. Desuden kan der i forrådsbeholderen indføres et trykstempel, med henblik på i en eftertryksfase at presse supplerende støbeharpiks med overtryk ind i værktøjet.

Fra DE 602 02 589 T2 kendes ligeledes en indretning til udøvelse af en RTM-fremgangsmåde, ved hvilken bl.a. volumenet af den i formen indsprøjtede harpiks kan kontrolleres. Hertil bliver antallet af omdrejninger for fødepumpen målt. Såfremt det i forrådsbeholderen indeholdte harpiksvolumen er kendt, kan det tidspunkt detekteres, på hvilket forrådsbeholderen næsten er tom, således at der rettidigt kan omskiftes til en anden forrådsbeholder.

Fra DE 44 45 946 beskrives en indretning til tilførsel af de individuelle komponenter af flydende flerkomponentplastmateriale til en udstøbningsdyse, ved hvilken doseringen sker direkte fra de respektive enkelte komponentbeholdere. Denne består af en trykcylinder, i hvilken et bevægeligt fortrængningsstempel kan indføres. Til undgåelse af forureninger bliver der i trykcylinderen indlagt en tæt, fleksibel pose, i hvilken de komponenter, som skal udføres, indfyldes, således at trykcylinderen efter et produktionsskift ikke længere skal rengøres. WO 2004/087392 A2 omtaler et såkaldt "Composite pressure resin infusion system (COMPRIS)", ved hvilket kompositkonstruktionselementer fremstilles i en indretning, som med henblik på optagelse af overskydende harpiks omfatter en beholder, som kan være udformet fast eller fleksibel. EP 15 16 714 angår et væsketilførselssystem til en form, ved hvilken en fleksibel forrådsbeholder er tilvejebragt, som er anbragt i serie med en harpikstilførsel. EP 0 478 876 A1 angår en indretning til fyldning af støbeforme med støbeharpiks og lignende. US 5.545.029 angår en udrustning til fyldning af én eller flere støbeforme, ved hvilken en elastisk bufferbeholder er tilvejebragt.

Indenfor rammerne for den her beskrevne opfindelse forstås under begrebet støbeharpiks såvel støbeharpikskomponenter, som eksempelvis hærderkomponenter og harpikskomponenter, som også af i det mindste disse to komponenter fremstillede reaktionsduelige støbeharpiksblandinger.

Støbeformene for sådanne fiberkompositkonstruktionselementer, som eksempelvis forme til vinger til vindkraftanlæg, er udformede delvist fleksible, dvs. de består eksempelvis af en formstabil halvskal, som ved påføring af en folie kompletteres til en lukket form. Ved tilvejebringelse af et vakuum i det indre af støbeformen bliver folien trukket til den til støbning ønskede form, eftersom folien udefra er påvirket med et højere tryk, især atmosfæretryk. I den forbindelse sørger vakuummet hhv. trykdifferensen imellem formen og støbeharpiksforrådsbeholderen, der eksempelvis ligeledes står under atmosfæretryk, for fyldningen af støbeformen, idet blandingen strømmer langs trykgradienten.

En stor ulempe ved denne fremgangsmåde består i, at atmosfæretrykket virker direkte på det indvendige område af forrådsbeholderen, således at den reaktive blanding er udsat for den omgivende luft. Den mekaniske styrke af fiberkompositkonstruktionselementer afhænger imidlertid afgørende af kvaliteten af støbningen og kvaliteten af det anvendte materiale. Især indesluttede luftblærer formindsker imidlertid styrken og kvaliteten af konstruktionselementet signifikant. Netop store fiberkompositkonstruktionselementer, som eksempelvis vinger til vindkraftanlæg, skal følgelig støbes med tilstrækkeligt afgassede støbeharpiksmaterialer, uden at der efter afgasningen atter sker en iblanding af gas fra den omgivende luft.

Til undgåelse af dette problem beskrives i EP 1 996 389 B1 en speciel udformning af fiberindsatsen i formen, ved af hvilken lufthulrum skal forhindres. Desuden foreslår WO 2008 010 198 A1, til undgåelse af luftindeslutninger, at anvende en polymerharpiks med lavere viskositet. I WO 2010 018 229 A1 og DE 60 210 729 T2 skal luftindeslutninger forhindres ved en speciel styring af den tilførte harpiksmængde. Desuden kendes fra WO 2004 087 392 A2 det såkaldte Composite Pressure Resin Infusion System (COMPRIS), hvormed der skal opnås et støbeprodukt, som har særligt få luftindeslutninger.

En yderligere ulempe ved den ovenfor beskrevne, batchvise tilberedning af den reaktive blanding består i, at alt efter støbevolumen produceres en mere eller mindre ringe overskudsmængde af blandingen, som efter støbeprocessen skal bortskaffes. Netop ved store fiberkompositkonstruktionselementer, som eksempelvis vinger til vindkraftanlæg, bliver den reaktive blanding fortrinsvis indstøbt ved forskellige punkter i støbeformen, med henblik på at sikre en så homogen som mulig fordeling. På grund af den komplekse støbeform sker fyldningen imidlertid ikke ensartet, således at også denne omstændighed betinger et forøget støbeharpiksvolumen, således at der ved alle støbepunkter til stadighed foreligger støbemateriale, hvorfor, efter afslutning af støbningen, den i overskud producerede blanding skal bortskaffes.

En yderligere, eksempelvis fra DE 3522922 C2 kendt fremgangsmåde til undgåelse af gasindeslutninger i støbeharpiksmasser består i, at transportere de afgassede støbe-harpikskomponenter ved hjælp af doseringsindretninger til en blandeenhed, og støbe den reaktive blanding derfra. I den forbindelse er det samlede system fra positionen for afgasningen til positionen for støbningen lufttæt aflukket fra omgivelserne og står desuden under vakuum, således at efterfølgende kan ingen gas optages af det afgassede materiale.

En ulempe ved en sådan indretning med doseringsindretninger består imidlertid i, at den ved fyldning af de ovenfor beskrevne, fleksible forme, af og til sker en deformation af den fleksible del af støbeformen, eksempelvis deformation af den påliggende folie, således at det færdigstøbte produkt afviger fra den oprindeligt ønskedeform og dermed bliver ubrugelig.

Formålet med nærværende opfindelse er følgelig, at forbedre de indledningsvis nævnte fremgangsmåder og indretninger til støbning af støbeharpiks eller støbeharpiks-komponenter i i det mindste én form i retning af, at en særlig hermetisk lukket støbning af afgasset støbeharpiks i en fortrinsvis delvis fleksibel form muliggøres, uden at der sker en uønsket tilførsel af gasser i støbeharpiksen og en deformation af den delvis fleksible form, og at desuden et unødigt stort overskud af reaktiv støbeharpiks undgås.

Dette opnås ved en fremgangsmåde ifølge krav 1, samt en indretning til udøvelse af fremgangsmåden til støbning af støbeharpiks ifølge krav 7. Fordelagtige udformninger ifølge opfindelsen er genstand for underkravene.

Den her kravsatte fremgangsmåde ifølge krav 1 samt den tilsvarende indretning ifølge krav 7 tjener til støbning af støbeharpiks eller støbeharpikskomponenter i i det mindste én form, især til støbning ifølge det indledningsvis citerede VaRTM-princip, idet støbeharpiksen ved hjælp af i det mindste én tilførselsindretning tilføres den i det mindste ene form og den i det mindste ene tilførselsindretning og/eller den i det mindste ene form i det mindste i visse områder står under vakuum. Til undgåelse af gasindeslutninger i støbemassen er det fortrinsvis foreskrevet, at på den ene side bliver støbeharpiksen og/ellerstøbeharpikskomponenterne før påfyldningen, eksempelvis i en gennemløbsafgasser eller en tyndtlagsafgasser, afgasset, og at på den anden side er den til tilberedning, afgasning og støbning anvendte indretning med den i det mindste ene tilførselsindretning fra positionen for afgasningen frem til positionen for støbningen, dvs. fortrinsvis også formen, aflukket i forhold til omgivelserne lufttæt, dvs. hermetisk, og desuden i det mindste i dette område står fuldstændig under vakuum, således at der af det afgassede materiale ikke utilsigtet kan optages nogen gas.

Den her beskrevne fremgangsmåde ifølge opfindelsen samt indretningen ifølge opfindelsen udmærker sig ved, at overskydende støbeharpiks og/eller overtryk optages hhv. kan optages i i det mindste én forrådsbeholder, idet forrådsbeholderen omfatter en i i det mindste to ortogonale retninger fleksibelt udformet væg. På opfinderisk måde blev det erkendt, at det ved støbning af i det mindste delvis fleksible forme ifølge de fra den kendte teknik kendte fremgangsmåder hhv. indretninger, især ved anvendelse af de ovenfor nævnte doseringsindretninger, hyppigt kan opstå ugunstige trykforhold inden for formen. Af og til overstiger trykket i formen det udefra på den fleksible del af formen, altså eksempelvis den pålagte folie, hvilende tryk, dvs. fortrinsvis atmosfæretrykket, hvilket efterfølgende fører til den nævnte deformation af den fleksible del af støbeformen og således gør det støbte produkt ubrugeligt. I modsætning hertil bliver det, på grund af forrådsbeholderen ifølge opfindelsen med i i det mindste to ortogonale retninger fleksibelt udformet væg, opnået, at overskydende støbemateriale, som eksempelvis ved næsten fyldt form opstår ved ophobning, optages i forrådsbeholderen, idet forrådsbeholderen i det mindste foldes i de to nævnte ortogonale retninger. Det er imidlertid også tænkeligt, at væggen er udformet fleksibel i tre ortogonale retninger.

Samtidigt sørger optagelsen af overskydende støbeharpiks for, at der i den i det mindste ene form ikke kan opbygges et overtryk, dvs. ikke kan opbygges et tryk større end trykket, især atmosfæretrykket, i det udvendige område for formen, således at en deformation af den delvis fleksible form undgås. I overensstemmelse med opfindelsen er det følgelig foreskrevet, at trykket i det indvendige område af forrådsbeholderen holdes mindre end eller lig med trykket i det udvendige område forformen, således at forrådsbeholderen ved hjælp af sin fleksibelt udformede væg tjener som trykbuffer for formen.

Eftersom forrådsbeholderen typisk er omgivet af det samme tryk, som formen, fortrinsvis altså atmosfæretryk, er trykket i det indre område af forrådsbeholderen fortrinsvis også ikke større end trykket i det udvendige område for forrådsbeholderen. Uafhængigt heraf kan det i forbindelse med en fordelagtig udformning ifølge opfindelsen være foreskrevet, at trykket i det indvendige område af den i det mindste ene forrådsbeholder under støbningen holdes mindre end eller lig med trykket, især atmosfæretrykket, i det udvendige område for den i det mindste ene forrådsbeholder.

Ifølge opfindelsen er væggen i forrådsbeholderen i de i det mindste to ortogonale retninger udformet fleksibel således, at en trykdifferens imellem det indvendige område og det udvendige område af forrådsbeholderen kan overføres via væggen. Fortrinsvis er væggen udformet fleksibel således, at trykdifferensen tilnærmelsesvis fuldstændigt kan overføres. Det er imidlertid også tænkeligt, at trykdifferensen på grund af en i givet fald mindre fleksibel udformet væg kun delvis kan overføres.

Via den fleksibelt udformede væg bliver det nu opnået, at posen til optagelse af overskydende støbemateriale og/eller overtryk volumenmæssigt kan bortfalde, men også at det udefra på forrådsbeholderen virkende tryk, altså især atmosfæretrykket, udfører optaget støbeharpiks fra forrådsbeholderen og eksempelvis fører dette ind i formen. Under støbningen bliver hertil trykket i det indvendige område af forrådsbeholderen ikke blot holdt mindre end eller lig med trykket i det udvendige område for formen, men fortrinsvis også holdt mindre end eller ligt med trykket i det udvendige område for forrådsbeholderen.

Ifølge en fordelagtig udformning ifølge opfindelsen er det foreskrevet, at forrådsbeholderen omfatter i det mindste én åbning til optagelse og/eller afgivelse af støbeharpiks, via hvilken forrådsbeholderen fortrinsvis er forbundet med tilførselsindretningen. Det er imidlertid også tænkeligt, at støbeharpiks via en første åbning kan optages i forrådsbeholderen og via en anden åbning kan udtages.

Ifølge en yderligere fordelagtig udformning ifølge opfindelsen er den i det mindste ene forrådsbeholder via en stikledning forbundet med den i det mindste ene tilførselsindretning. På denne måde kan især en fælles åbning benyttes til optagelse og afgivelse af støbeharpiks. Det er eksempelvis tænkeligt, at en ledning fra tilførselsindretningen omfatter et T-stykke eller en anden fordelingsindretning, via hvilken forrådsbeholderen er tilsluttet til tilførselsledningen til fyldningen af formen.

Yderligere kan det være foreskrevet, at forrådsbeholderen kan afspærres i forhold til tilførselsindretningen og formen via en afspærringsindretning, eksempelvis via en ventil.

Især er det foreskrevet, at forrådsbeholderen ligesom tilførselsindretningen og formen er lufttæt, dvs. hermetisk, aflukket i forhold til omgivelserne, således at fortrinsvis afgasset støbemateriale ikke efterfølgende atter tilføres gas. Desuden er forrådsbeholderen fortrinsvis evakuerbar, hhv. bliver før støbningen fortrinsvis evakueret.

Eftersom den reaktionsduelige støbeharpiksmasse efter en bestemt tid udgeleres, kan forskellige dele i støbeindretningen kun tidsmæssigt begrænset anvendes og skal før en fornyet anvendelse af og til først besværligt rengøres. Følgelig kan det af omkostningsmæssige grund være en fordel, at forrådsbeholderen er udformet som gunstig engangsbeholder, som efter brug kan bortskaffes. Hertil kan forrådsbeholderen ifølge en yderligere udformning ifølge opfindelsen være udformet som pose. Udover den enkle og omkostningsgunstige fremstillingsmåde tillader en fleksibel pose desuden særlig godt formidlingen af en trykgradient imellem det indre og det ydre område for beholderen.

Desuden er det fordelagtigt, at forrådsbeholderen er udformet med så lille volumen som muligt, men alligevel har tilstrækkelig kapacitet til optagelse af overskydende støbeharpiks. Ifølge en fordelagtig udførelsesform ifølge opfindelsen udgør beholdervolumenet for forrådsbeholderen imellem 0,5 liter og 20 liter, især imellem 1 liter og 10 liter, fortrinsvis 5 liter. Undgåelsen af storvolumenforrådsbeholdere til reaktiv blanding, som eksempelvis ved batchtilberedningen, bevirker, at faren for udgeleringen af reaktionsmassen i forrådsbeholderen ved dannelsen afen exoterm minimeres, eftersom den opstående varme ved beholdere med lille volumen mere effektivt kan bortføres.

Især kan det desuden være foreskrevet, at væggen i forrådsbeholderen i det mindste i visse områder består af en fleksibel plastfolie, eksempelvis af polyvinylchlorid, polyethylen eller polyethylenterephthalat. Sådanne folieposer muliggør ikke blot en tilstrækkelig lufttæt afslutning af forrådsbeholderen i forhold til omgivelserne, men kan desuden særligt gunstigt og teknisk enkelt fremstilles og egner sig følgelig særligt godt som engangsprodukter.

Fremføringen af støbeharpiks fra forrådsbeholderen til formen kan særligt tjene til, at kompensere for materialehuller hhv. materialesvind i formen på grund af krympe-processer under udgeleringen af støbeharpiksen. Med henblik på at muliggøre hhv. begunstige materialetransporten fra forrådsbeholderen til formen, er det ifølge en yderligere fordelagtig udførelsesform ifølge opfindelsen foreskrevet, at trykket i det indvendige område af den i det mindste ene forrådsbeholder under støbningen er større end eller lig med trykket i den i det mindste ene, i det mindste i visse områder under vakuum stående form, men ikke er større end det på den udvendige side af den fleksible del af formen hvilende tryk. Ligger der nu imellem det udvendige område og det indvendige område af forrådsbeholderen en positiv trykdifferens, så bliver denne via den fleksible væg overført og bevirker afgivelsen af støbeharpiks fra forrådsbeholderen. På grund af trykgradienten imellem formen og forrådsbeholderen bliver så yderligere materiale ført til formen.

Til generering af trykgradienten imellem forrådsbeholder og form har indretningen til støbning i overensstemmelse med en yderligere fordelagtig udførelsesform for opfindelsen en vakuumindretning, hvormed der i det indre af formen kan genereres et undertryk, som ligger under trykket i det indvendige område af den i det mindste ene forrådsbeholder.

Med henblik på at undgå et overtryk i det indre af formen i forhold til det på ydersiden hvilende tryk, kan det desuden ifølge en yderligere udførelsesform for opfindelsen være foreskrevet, at den i det mindste ene forrådsbeholder er anbragt på et højdeniveau under den i det mindste ene form. Derved forhindres det på fordelagtig måde, at der over formen, især imod afslutningen af støbeprocessen, i tilførselsindretningen og forrådsbeholderen kan dannes en søjle af støbedueligt harpiksmateriale, som ville udøve et tryk, især et overtryk, på det indre af formen og kunne føre til en deformation af den fleksible form.

Ifølge opfindelsen er foreskrevet, at fyldningsniveauet for den i det mindste ene forrådsbeholder under støbningen måles, især vejes. På denne måde kan det især fastslås, om forrådsbeholderen er i fare for at blive overfyldt, hvorved der under visse omstændigheder uønsket kunne fås et indvendigt tryk, som er større end trykket i det udvendige område for formen.

Med henblik på at undgå dette, er det ifølge en udførelsesform for opfindelsen foreskrevet, at støbeharpikstilførslen via den i det mindste ene tilførselsledning styres i afhængighed af fyldningsniveauet for den i det mindste ene forrådsbeholder og/eller i afhængighed af afgivelseshastigheden for støbeharpiks fra den i det mindste ene forrådsbeholder, især at støbeharpikstilførslen til i det mindste én forrådsbeholder hhv. til den i det mindste ene form, ved overskridelse af et kritisk øvre fyldningsniveau afbrydes og ved reduktion til under et kritisk nedre fyldningsniveau frigives. Således kan det desuden være foreskrevet, at efter optagelse af en passende overskudsmængde i forrådsbeholderen, som eksempelvis kan detekteres ved vejning af forrådsbeholderen, standses støbeharpikstilførslen i den i det mindste ene tilførselsindretning, eksempelvis ved lukning af en ventil. Bliver efter nogen tid fornyet støbeharpiks krævet, så bliver dette tilført så længe fra forrådsbeholderen, indtil dennes indhold har nået et minimalt niveau og tilførslen fra blandeenheden genoptages, eksempelvis ved åbning af en ventil.

Med henblik på stadig at fylde formen med støbeharpiks ved afbrudt tilførsel, er det ifølge en yderligere udførelsesform for opfindelsen foreskrevet, at overskydende støbeharpiks fremføres fra den i det mindste ene forrådsbeholder til den i det mindste ene form på grund af trykdifferensen imellem den i det mindste ene forrådsbeholder og den i det mindste ene form.

Til styring og/eller regulering af støbeharpikstilførslen via den i det mindste ene tilførselsindretning kan der derfor ved en yderligere fordelagtig udførelsesform ifølge opfindelsen være tilvejebragt en styreindretning. Desuden kan støbeindretningen hertil på fordelagtig måde omfatte en måleindretning, især en vejeindretning, til måling af fyldningsniveauet for den i det mindste ene forrådsbeholder, som fortrinsvis erforbundet med styreindretningen til styring og/eller regulering af støbeharpikstilførslen. Det er især tænkeligt med en fuldautomatisk drift af hele støbeindretningen.

Støbeharpiksen bliver ifølge en yderligere fordelagtig udførelsesform ifølge opfindelsen sammenblandet af i det mindste to støbeharpikskomponenter, eksempelvis af en hærder og en harpikskomponent, til en reaktionsduelig blanding, idet støbeharpiks-komponenterne og/eller blandingen fortrinsvis er afgassede. Blandingen kan eksempelvis ske i en blandeenhed, som er anbragt foran, især umiddelbart foran den i det mindste ene tilførselsindretning hhv. den i det mindste ene forrådsbeholder. Derved kan der især realiseres et kontinuerligt blandende støbeharpiksanlæg, ved hvilket de i det mindste to støbeharpikskomponenter først sammenføres kort før støbningen og efterfølgende straks indføres i støbeformen. De afgassede støbeharpikskomponenter står således til rådighed frem til umiddelbart før støbningen med deres startviskositet. Dette bevirker en meget effektiv udnyttelse af det krævede materiale, eftersom der til hver en tid kun tilvejebringes så meget blanding, som der kræves.

Udover afgasningen af støbeharpikskomponenterne og den efterfølgende blanding er det også muligt, at blande komponenterne direkte med hinanden, og at denne reaktive blanding så før støbningen afgasses eller at foretage afgasningen og blandingen samtidig, eksempelvis i en såkaldt gennemløbsafgasningsblander.

Desuden kan blanderen ligesom forrådsbeholderen og/eller tilførselsindretningen være udformet som omkostningsgunstig éngangsindretning, som efter én gangs anvendelse eller kun et ringe antal anvendelser erstattes med en ny.

Naturligvis er det ved passende temperaturkontrol muligt at anvende forrådsbeholdere og blandeenheder til mere end én støbeproces. En fordelagtig temperaturkontrol hhv. -temperaturstyring eller regulering tilsikrer eksempelvis kølingen af forrådsbeholderen, med henblik på der at nedbringe hastigheden for reaktionen i blandingen hhv. at forhindre denne, og således at undgå en eventuel afhærdning i forrådsbeholderen. Desuden kan den reaktive blanding, som tilføres støbeformen, eksempelvis før indføring i støbeformen, føres via en varmeveksler, med henblik på på denne måde at hæve temperaturen for blandingen. Ifølge en yderligere fordelagtig udførelsesform ifølge opfindelsen kan også i det mindste én temperaturstyreindretning, især en varmeveksler, være tilvejebragt til styring og/eller regulering af temperaturen for støbeharpiksen i den i det mindste ene forrådsbeholder og/eller i den i det mindste ene tilførselsindretning, især før påfyldningsåbningen til den i det mindste ene form.

Fremfor alt ved meget store konstruktionselementer, som skal støbes, som eksempelvis vinger til vindkraftanlæg, er det en særlig fordel, især for den efterfølgende kvalitet og stabilitet af konstruktionselementet, at dette tilvejebringes ved en meget ensartet støbeproces. Hertil er det ifølge en yderligere fordelagtig udførelsesform muligt, at adskillige parallelkoblede tilførselsindretninger, hver især med i det mindste en forrådsbeholder og fortrinsvis hver især med en foran anbragt blandeenhed, er tilvejebragt, via hvilke den i det mindste ene form fyldes. Hertil er hver af tilførselsindretningerne fortrinsvis tilknyttet en fyldeåbning til den i det mindste ene form. Det er imidlertid også tænkeligt, at kun én blander er tilvejebragt, hvorfra flere tilførselsindretninger afgrenes.

Desuden er det tænkeligt, at hver af disse enheder, omfattende tilførselsindretning, forrådsbeholder og i givet fald foran koblet blandeenhed, er separat styrbare, således at støbeprocessen kan påvirkes lokalt, dvs. især lokalt kan standses, når eksempelvis formen i fyldningsområdet for en bestemt tilførselsindretning allerede er udfyldt.

Med henblik på at muliggøre en så ensartet støbning som muligt, men alligevel at holde antallet af tilførselsindretninger og dermed de tekniske omkostninger så små som muligt, kan den i det mindste ene form på fordelagtig måde fyldes via adskillige fyldningsåbninger, som er knyttet til én tilførselsindretning.

Ifølge en yderligere fordelagtig udførelsesform ifølge opfindelsen er de forskellige tilførselsindretninger indbyrdes forbundet via ringledninger og/eller cirkulationsledninger og forbundet med afgasningsindretningerne hhv. forrådskamrene for støbeharpiks-komponenterne. Derved bliver det på den ene side opnået, at de respektive enheder centralt, dvs. fra en kilde, kan forsynes med de afgassede støbeharpikskomponenter, og på den anden side, at komponenterne, især ved lukkede støbeventiler, tilbageføres til afgasningsindretningen, og derved cirkuleres, hvorved afgasningskvaliteten sikres.

Ved anvendelsen af forrådsbeholdere med lille volumen i kombination med tilvejebringelsen af en først umiddelbart før støbningen genereret reaktiv støbemasse samt den lokalt styrbare hhv. regulerbare støbning via adskillige parallelt koblede tilførselsindretninger, kan der samlet opnås en meget effektiv udnyttelse af det krævede materiale, eftersom der til hver en tid kun generes så meget blanding, som der kræves.

Yderligere formål, fordele, egenskaber og anvendelsesmuligheder for nærværende opfindelsen fremgår af den efterfølgende beskrivelse af et udførelseseksempel under henvisning til tegningen. På tegningen viser: tig. 1 en skematisk afbildning af et første udførelseseksempel for en indretning 10 ifølge opfindelsen til støbning af støbeharpiks eller støbeharpikskomponenter. fig. 2 en skematisk afbildning af et andet udførelseseksempel for en indretning 10 ifølge opfindelsen til støbning af støbeharpiks eller støbeharpikskomponenter og fig. 3 en skematisk afbildning af et tredje udførelseseksempel for en indretning 10 ifølge opfindelsen til støbning af støbeharpiks eller støbeharpikskomponenter.

Fig. 1 til 3 viser i skematisk afbildning tre forskellige udførelseseksempler for indretningen 10 ifølge opfindelsen til støbning af støbeharpiks eller støbeharpikskomponenter i en støbeform 20, især en indretning 10 til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen. Sådanne indretninger 10 kommer især til anvendelse ved imprægnering af store konstruktionselementer, især af fiberkompositkonstruktionselementer, som eksempelvis vinger til vindkraftanlæg, idet støbningen sker i en i det mindste delvis fleksibel form 20. Således kan den i det foreliggende udførelseseksempel kun skematisk viste støbeform 20 eksempelvis bestå af en halvskal, som ved påføring af en folie lukkes. Ved generering af et vakuum i det indre 22 af støbeformen 20 bliver folien trukket til den til støbning ønskede form, eftersom folien udefra er påvirket af et højere tryk, især atmosfæretryk.

De her viste udførelseseksempler for støbeindretningen 10 fungerer som følger: De til frembringelse af den reaktive støbeharpiks krævede komponenter, her en harpikskomponent samt en hærderkomponent, bliver i separate afgasningsindretninger 17 med stort volumen, eksempelvis en tyndtlagsafgasser, opbevaret og befriet fra eventuelle gasrester, eksempelvis luftindeslutninger. I den forbindelse er den samlede indretning 10 fra positionen for afgasningen til positionen for støbningen lufttæt afsluttet i forhold til omgivelserne og står desuden under vakuum, således at det afgassede materiale ikke utilsigtet kan optage nogen gas. En indstrømning af gas fra omgivelserne er under og også ved afslutningen af støbeprocessen ikke mulig. Til generering af vakuummet er en vakuumindretning 16 tilvejebragt, som via passende ledninger står i forbindelse med de individuelle områder i indretningen, dvs. støbeharpiksanlægget og efter behov ved hjælp af vakuumventiler 18 kan afspærres.

Ved hjælp af doseringspumpeindretninger 12, eksempelvis styrede tandhjulspumper, bliver de afgassede komponenter ført igennem separate, sig afgrenende ringledninger 19 og respektive kort før den egentlige støbeproces sammenblandede i blandeenheder 13, eksempelvis gennemstrømningsblandere hhv. statiske blandere, til en reaktionsduelig støbeharpiksblanding. Blandingen af komponenterne kan enten, som ved de i fig. 1 og fig. 2 viste udførelseseksempler, ske i adskillige parallelt koblede blandeenheder, eller som i det i fig. 3 viste udførelseseksempel i en enkelt fælles blandeenhed 13. Ved den sidstnævnte udførelsesvariant reduceres på fordelagtig måde de tekniske omkostninger for sammenføringen af komponenterne. Efter sammenføringen af støbeharpikskomponenterne bliver den færdige blanding via adskillige, efter de respektive blandeenheder 13 hhv. den enkelte blandeenhed 13 koblede tilførselsindretninger 11 og tilsvarende påfyldningsåbninger 21 fyldt i formen 20. Tilførselsindretningen kan i den forbindelse eksempelvis bestå af en enkelt fleksibel slangeledning.

Ved hver af tilførselsindretningerne 11 er der ifølge opfindelsen anbragt i det mindste én forrådsbeholder 1, som i de foreliggende udførelseseksempler er forbundet, via en tilsvarende åbning og et T-stykke hhv. en anden fordelerindretning, med tilførselsindretningen 11, således at i overskud indført støbeharpiks kan optages deri.

Med henblik på at opnå et så ensartet støbt konstruktionselement som muligt, er det en fordel, at formen 20, som ved de i fig. 1 og fig. 3 viste udførelseseksempler, fyldes via adskillige, her seks, parallelkoblede tilførselsindretninger 11 hver især med i det mindste én forrådsbeholder 1 og en fælles hhv. hver især en separat foran koblet blandeenhed 13. I den forbindelse er hver af tilførselsindretningerne 11 knyttet til en fyldeåbning 21 i formen 20. Med henblik på at reducere antallet af tilførselsindretninger 11, blandeenheder 13 og forrådsbeholdere 1 og dermed de tekniske omkostninger, kan det, som i det i fig. 2 viste udførelseseksempel er vist, naturligvis også være foreskrevet, at adskillige, her to, fyldeåbninger 21 er knyttet til én tilførselsindretning 11.

Med henblik på at i overskud tilført støbeharpiks kan optages i forrådsbeholderne 1, er væggen 2 i hver forrådsbeholder 1 i overensstemmelse med opfindelsen i det mindste i to ortogonale retninger udformet fleksibel således, at en trykdifferens imellem det indvendige område 3 og det udvendige område 4 forforrådsbeholderen 1 kan overføres via væggen 2. Fortrinsvis er forrådsbeholderen hertil udformet som engangspose, som især består af en plastfolie, eksempelvis af polyvinylchlorid, polyethylen eller polyethylenterephthalat. I det foreliggende udførelseseksempel er hver af forrådsbeholderne 1 i sit udvendige område 4, ligesom ydersiden 23 af formen 20, udsat for atmosfæretrykket. Modsætningsvis bliver trykket i det indvendige område 3 af forrådsbeholderen 1 under støbningen til stadighed holdt mindre end eller lig med trykket i det udvendige område 4, 23 for formen 20 hhv. forrådsbeholderen 1. Derved opnås, at der i formen 20 ikke opstår noget overtryk, dvs. ikke noget tryk større end atmosfæretrykket, eller i givet fald der opbygges et indstilleligt undertryk, som ellers ville kunne føre til en deformation af den fortrinsvis delvis fleksible form 20.

Desuden består der imellem det indvendige område 4 af hver af forrådsbeholderne 1 og det indvendige område 22 i formen 20 fortrinsvis en positiv trykdifferens, dvs. trykket i beholderen 1 er større end i formen 20, således at efter behov kan overskydende støbeharpiks fremføres fra forrådsbeholderne 1 ind i den i det mindste ene form 20. Denne trykgradient kan eksempelvis opnås ved en her ikke vist vakuumindretning, som er tilsluttet formen 20. Ved den ved fortrinsvis gennemføring af VaRTM-fremgangs-måden er en sådan vakuumindretning uden videre tilvejebragt, som for det første bevirker, at folien trækkes imod den stive del af formen 20, og desuden sørger for fyldningen af støbeformen, idet harpiksblandingen strømmer langs trykgradienten imellem tilførsel 11 og form 20.

Desuden har de i figurerne 1 til 3 viste udførelseseksempler ved hver forrådsbeholder 1 måleindretninger 15, især vejeindretninger, til måling af fyldningsniveauet for den respektive forrådsbeholder 1, som er forbundet med en passende styreindretning 14 til styring og/eller regulering af støbeharpikstilførslen. På denne måde muliggøres det at støbeharpikstilførslen via tilførselsindretningen 11 kan styres i afhængighed af fyldningsniveauet for den ene forrådsbeholder 1 og/eller i afhængighed af afgivelseshastigheden af støbeharpiks fra forrådsbeholderen 1, fortrinsvis lokalt, især at støbeharpikstilførslen til forrådsbeholderen 1 hhv. til formen 20 ved overskridelse af et kritisk øvre fyldningsniveau i forrådsbeholderen afbrydes og ved reduktion til under et kritisk nedre fyldningsniveau i forrådsbeholderen frigives. Til afbrydelse af materialetilførslen kan der fortrinsvis anvendes støbeventiler 24, som eksempelvis - som ved de i fig. 1 og fig. 2 viste udførelseseksempler - hver især er anbragt i komponentledningerne 19 umiddelbart før de respektive blandeenheder 13, eller - som ved det i fig. 3 viste udførelseseksempel - kan være anbragt efter blandeenheden 13 hver især foran tilførselsindretningerne 11.

Forrådsbeholderne 1 tjener således ikke kun som bufferlager for reaktivt støbemateriale og som udligningsbeholder til reduktion af overtryk, men også som omskifter for den især lokale styring af støbeprocessen, idet materialet i forrådsbeholderen som i det foreliggende udførelseseksempel eksempelvis vejes. Det er imidlertid også tænkeligt med andre målefremgangsmåder og -indretninger til bestemmelse af fyldningsniveauet forforrådsbeholderne 1. Således kan det bl.a. være foreskrevet, at ved optagelse af en passende overskudsmængde i en bestemt forrådsbeholder 1 bliver støbeharpiks-tilførslen stoppet lokalt eksempelvis ved lukning af støbeventilen 24, især uafhængigt af den forløbende fyldningsproces ved øvrige tilførselsledninger 11. Bliver efter en vis tid på ny blanding krævet, så bliver denne tilført så længe fra forrådsbeholderen 1, indtil det målte indhold har nået et minimalt niveau og tilførslen fra blandeenheden 13 genoptages, eksempelvis ved åbning af ventilen 24. Efter afslutning af støbningen sørger det atmosfæriske tryk på forrådsbeholderen 1 afsluttende for en krympningskompensation under udgeleringen af støbeharpiksmassen i støbeformen 20, idet supplerende krævet materiale efterleveres. Samlet kan altså støbeprocessen især lokalt styres.

Ved meget store konstruktionselementer kan det være foreskrevet, at formen 20 støbes afsnitsvis. Hertil er støbeindretningen 10 fortrinsvis opbygget mobil, dvs. den kan efter støbning af et bestemt formafsnit flyttes til et næste afsnit.

De respektive enheder omfattende tilførselsindretningen 11, blandeenhed 13 og forrådsbeholder 1 er i de to viste udførelseseksempler i overensstemmelse med fig. 1 og fig. 2 via ring hhv. cirkulationsledninger 19 forbundet indbyrdes hhv. med afgasningsindretningen 19 for støbeharpikskomponenterne. Ved det i fig. 3 viste udførelseseksempel er kun de respektive komponenttilførselsledninger foran den ene blandeenhed 13 via cirkulationsledninger 19 forbundet med afgasningsindretningerne 17. I alle udførelseseksempler bliver det dermed opnået, at de respektive enheder på den ene side centralt, dvs. fra en kilde, forsynes med afgassede støbeharpiks-komponenter, og på den anden side, at komponenterne, især ved afbrudt fyldningsproces, føres tilbage til afgasningsindretningerne 17 og derved cirkuleres, hvorved afgasningskvaliteten sikres.

Fortrinsvis er forrådsbeholderen 1 og/eller tilførselsindretningen 11 og/eller blande-enhederne 13 udformede som omkostningsgunstige engangsindretninger, som efter enkelt eller kun nogle få antal anvendelser erstattes af nye.

Naturligvis er det ved passende temperaturkontrol muligt at anvende forrådsbeholderne 1, tilførselsindretningerne 11 og blandeenhederne 13 for mere end én støbeproces. En fordelagtig temperaturkontrol hhv. temperaturstyring eller regulering foreskriver eksempelvis kølingen af forrådsbeholderen, med henblik på der at langsommeliggøre reaktionen i blandingen hhv. at forhindre denne, og at undgå en eventuel afhærdning i forrådsbeholderen. Desuden kan den reaktive blanding, som tilføres støbeformen, eksempelvis før indføring i støbeformen via en temperaturstyreindretning, eksempelvis en varmeveksler 25, kontrolleres, med henblik på på denne måde at hæve temperaturen for blandingen.

Henvisningstalsliste 1 forrådsbeholder 2 væg i forrådsbeholder 3 indvendigt område i forrådsbeholder 4 udvendigt område for forrådsbeholder 10 indretning til støbning af støbeharpiks eller støbeharpikskomponenter 11 tilførselsindretning 12 doseringspumpeindretning 13 blandeenhed 14 styreindretning 15 måleindretning 16 vakuumpumpeindretning 17 afgasningsindretning 18 vakuumventil 19 ringledning 20 form, især i det mindste delvis fleksibel form 21 fyldeåbning i form 22 indvendigt område i form 23 udvendigt område for form 24 støbeventil 25 varmeveksler

Claims (18)

1. Fremgangsmåde til støbning af støbeharpiks eller støbeharpikskomponenter i i det mindste én form (20), hvor støbeharpiksen ved hjælp af i det mindste én tilførselsindretning (11) tilføres den i det mindste ene form (20), og hvor den i det mindste ene tilførselsindretning (11) og/eller den i det mindste ene form (20) i det mindste i visse områder står under vakuum, idet overskydende støbeharpiks og/eller overtryk optages i i det mindste én forrådsbeholder (1) med i i det mindste to ortogonale retninger fleksibel udformet væg (2), idet trykket i det indvendige område (3) af den i det mindste ene forrådsbeholder (1) under støbningen holdes mindre end eller lig med trykket, især atmosfæretrykket, i det udvendige område (23) for den i det mindste ene form (20), idet støbeharpiksen af i det mindste to støbeharpikskomponenter, fortrinsvis ved hjælp af en blandeenhed (13), foran, især umiddelbart foran, den i det mindste ene tilførselsindretning (11) hhv. den i det mindste ene forrådsbeholder (1), blandes til en reaktionsdygtig blanding, kendetegnet ved, at fyldningsniveauet for den i det mindste ene forrådsbeholder (1) under støbeprocessen måles, især vejes, og at støbeharpikstilførslen via den i det mindste ene tilførselsledning (11) styres i afhængighed af fyldningsniveauet for den i det mindste ene forrådsbeholder (1) og/eller i afhængighed af afgivelseshastigheden for støbeharpiks fra den i det mindste ene forrådsbeholder (1), at støbeharpikstilførslen til den i det mindste ene forrådsbeholder (1) hhv. den i det mindste ene form (20), ved overskridelse af et kritisk øvre fyldningsniveau afbrydes, og ved reduktion under et kritisk nedre fyldningsniveau frigives.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at trykket i det indvendige område (3) i den i det mindste ene forrådsbeholder (1) under støbningen holdes mindre end eller lig med trykket, især atmosfæretrykket, i det udvendige område (4) for den i det mindste ene forrådsbeholder (1), og/eller at trykket i det indvendige område (3) i den i det mindste ene forrådsbeholder (1) under støbningen holdes større end eller lig med trykket i den i det mindste ene, i det mindste i visse områder under vakuum stående form (1).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at på grund af trykdifferensen imellem den i det mindste ene forrådsbeholder (1) og den i det mindste ene form (20) ved afbrudt tilførsel, fremføres overskydende støbeharpiks fra den i det mindste ene forrådsbeholder (1) til den i det mindste ene form (20).

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1,2 eller 3, kendetegnet ved, at den i det mindste ene form (20) fyldes via adskillige, parallelkoblede tilførselsindretninger (11), hver især med i det mindste én forrådsbeholder (1) og fortrinsvis hver især med en foran koblet blandeenhed (13).

5. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 til 4, kendetegnet ved, at den i det mindste ene form (20) fyldes via adskillige fyldeåbninger (21), som er knyttet til én tilførselsindretning (11).

6. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 til 5, kendetegnet ved, at temperaturen for støbeharpiksen i den i det mindste ene forrådsbeholder (1) og/eller før indføring i den i det mindste ene form (20), især via varmevekslere (25), styres og/eller reguleres.

7. Indretning (10) til støbning af støbeharpiks eller støbeharpikskomponenter i i det mindste en form (20) med i det mindste en tilførselsindretning (11) samt med i det mindste en forrådsbeholder (1), hvor væggen (2) i forrådsbeholderen (1) til optagelse af overskydende støbeharpiks og/eller overtryk, er udformet fleksibel i i det mindste to ortogonale retninger således, at en trykdifference mellem det indvendige område (3) og det udvendige område (4) for forrådsbeholderen (1) kan overføres via væggen (2), til gennemføring af en fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1 til 6.

8. Indretning til støbning af støbeharpiks eller støbeharpikskomponenter ifølge krav 7, kendetegnet ved, at i det mindste én åbning i forrådsbeholderen er tilvejebragt til optagelse og/eller afgivelse af støbeharpiks.

9. Indretning til støbning af støbeharpiks eller støbeharpikskomponenter ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at forrådsbeholderen (1) i det mindste i visse områder er udformet som pose.

10. Indretning til støbning af støbeharpiks eller støbeharpikskomponenter ifølge ethvert af kravene 7 til 9, kendetegnet ved, at væggen (2) i forrådsbeholderen (1) i det mindste i visse områder består af en fleksibel plastfolie, eksempelvis af polyvinylchlorid, polyethylen eller polyethylenterephthalat.

11. Indretning (10) ifølge ethvert af kravene 7 til 10, kendetegnet ved, at indretningen (10) og/eller den i det mindste ene tilførselsindretning (11) og/eller den i det mindste ene forrådsbeholder (1) i det mindste i visse områder står under vakuum.

12. Indretning (10) ifølge ethvert af kravene 7 til 11, kendetegnet ved, at den i det mindste ene forrådsbeholder (1), fortrinsvis via en stikledning, er forbundet med den i det mindste ene tilførselsindretning (11) og/eller at den i det mindste ene forrådsbeholder (1) er anbragt på et højdeniveau under den i det mindste ene form (20).

13. Indretning (10) ifølge ethvert af kravene 7 til 12, kendetegnet ved, at en vakuumindretning er tilvejebragt, hvormed der i det indre (22) af den i det mindste ene form (20) kan tilvejebringes et undertryk, som ligger under trykket i det indvendige område (3) i den i det mindste ene forrådsbeholder (1).

14. Indretning (10) ifølge ethvert af kravene 7 til 13, kendetegnet ved, at adskillige, parallelkoblede tilførselsindretninger (11) hver især er tilvejebragt med en forrådsbeholder (1) og fortrinsvis hver især en foran koblet blandeenhed (13).

15. Indretning (10) ifølge krav 14, kendetegnet ved, at hver af tilførselsindretningerne (11) er tilknyttet i det mindste én, især adskillige fyldeåbninger (21) i den i det mindste ene form (20).

16. Indretning (10) ifølge ethvert af kravene 7 til 15, kendetegnet ved, at en styreindretning (14) er tilvejebragt til styring og/eller regulering af støbeharpikstilførslen via den i det mindste ene tilførselsindretning (11).

17. Indretning (10) ifølge krav 16, kendetegnet ved, at en måleindretning (15), især en vejeindretning, er tilvejebragt til måling af fyldningsniveauet for den i det mindste ene forrådsbeholder (1), og som fortrinsvis er forbundet med styreindretningen (14) til styring og/eller regulering af støbeharpikstilførslen.

18. Indretning (10) ifølge ethvert af kravene 7 til 17, kendetegnet ved, at i det mindste én temperaturstyreindretning, især en varmeveksler (25) er tilvejebragt til styring og/eller regulering af temperaturen for støbeharpiksen i den i det mindste ene forrådsbeholder (1) og/eller i den i det mindste ene tilførselsindretning (11), især foran fyldeåbningen (21) i den i det mindste ene form (20).