EP0000755B1 - Method and apparatus for making a shaped body from reinforced plastic - Google Patents

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EP0000755B1
EP0000755B1 EP78100545A EP78100545A EP0000755B1 EP 0000755 B1 EP0000755 B1 EP 0000755B1 EP 78100545 A EP78100545 A EP 78100545A EP 78100545 A EP78100545 A EP 78100545A EP 0000755 B1 EP0000755 B1 EP 0000755B1
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EP
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sheathing
reinforcing material
container
impregnating
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EP78100545A
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Walter Schwarz
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    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
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    • B29C70/443—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding and impregnating by vacuum or injection
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    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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    • B29C53/8066—Impregnating
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    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
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    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/10—Isostatic pressing, i.e. using non-rigid pressure-exerting members against rigid parts or dies
    • B29C43/12—Isostatic pressing, i.e. using non-rigid pressure-exerting members against rigid parts or dies using bags surrounding the moulding material or using membranes contacting the moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/24—Pipe joints or couplings
    • B29L2031/243—Elbows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/24—Pipe joints or couplings
    • B29L2031/246—T-joints

Definitions

  • FR-PS 1 518 499 has disclosed a process for the production of building boards.
  • the procedure is such that a non-hardenable material is poured onto the bottom of a shape corresponding to the plate shape to a height of between 1-10 mm.
  • a granular filling material is then poured onto this non-hardenable material.
  • the grains of the filling material penetrate more or less strongly into the non-hardening material located at the bottom of the mold.
  • a binder made of hardenable plastic is poured onto the filling material. This binder penetrates the filler material, but not the non-hardening material at the bottom of the mold.
  • the body (plate) consisting of the filling material and the non-hardening material is removed from the mold and afterwards the non-hardening material is removed from the filling material which is permeated with the binding agent. In this way, a structured plate surface is achieved.
  • GB-PS 1 108 595 describes a method for producing high-voltage insulators. This method also makes use of a prefabricated die, the inner shape of which corresponds to the outer shape of the insulating body to be produced.
  • the casting mold consists of two parts, which are held together by bolts which penetrate a flange protruding from the joint. Parts, e.g. B. absorbent inserts, which are then encapsulated by plastic.
  • B. absorbent inserts which are then encapsulated by plastic.
  • Body from z. B. curable plastic such as polyester, epoxy or the like., which are reinforced z. B. with fibers or fabric structures, have been made either by the so-called wet process, or by the so-called dry process.
  • the fibers impregnated with the hardenable plastic are placed on a mandrel, e.g. B. the fibers are in strand form (rovings) by winding, if the fibers are in the form of fabric by placing them on the mold wall and then rolling them on, whereby compression or removal of any air bubbles is to be achieved.
  • the compression or freedom from air bubbles that can be achieved in this way is, however, limited and uncontrollable, so that a constant quality cannot be achieved.
  • the fibers are first brought into the desired shape, e.g. B. wound on a mandrel, and only then soaked with the plastic.
  • desired shape e.g. B. wound on a mandrel
  • plastic In order to achieve a particularly good compression or freedom from air bubbles, it has become known to insert such a fiber roll, which is seated on a male part (mold core), into a female mold (mold), first of all to evacuate it, then fill with the plastic, press it into the mold and harden it, if necessary even under pressure.
  • the amount of mold required is considerable: not only must each mold be vacuum and pressure-tight, as well as supply and discharge lines, but it is also occupied by the curing time of the plastic, considerable time. As a rule, a large number of expensive molds must be purchased for industrial production.
  • the present invention has therefore set itself the goal of creating a method and an apparatus with the aid of molded articles from z.
  • B. fiber-reinforced plastics can be produced relatively cheap and still reproducible in the highest quality.
  • This is based on a process for the production of molded articles made of reinforced plastic, in which a body formed from reinforcing material is impregnated with plastic, gelled or allowed to harden in a casing which at least corresponds to the contours of the body, in accordance with the invention that from the Reinforcing material existing body before or after its impregnation with the plastic, to form the shell at least outside of the liquid material, which is immiscible with the impregnation material and which forms the female and / or male, is brought into contact and enclosed and the outer material if necessary, it is allowed to solidify and is removed again after the impregnation material has gelled or hardened.
  • the casing is formed from a practically unsustainable, reusable material and can - if necessary - also be converted into the solid state, so that it can be used in the liquid as well as in the solid state of an under or Withstands overpressure of any height.
  • the coating liquid attaches itself to any form of reinforcement, no matter how complicated, and covers it completely and seamlessly. Therefore, when using the method according to the invention, the otherwise necessary maintenance of the very expensive, tolerance-dependent, divided prefabricated impregnation molds (matrices / patrices) of a traditional type is omitted. If the moldings are produced by the method according to the invention, they can be removed without damage as soon as they are removed are fixed in shape.
  • the close contact of the preferably pressurized coating liquid to the molded body, or in the event that the coating liquid is allowed to solidify, the solid molded casing thus formed, which is under shrink tension, can process a high proportion of reinforcing material for the molded body, ensuring a complete Impregnation then any high or low pressure can be applied. In this way, at most strength values can be achieved.
  • the method according to the invention enables industrial series production of bodies of any shape, size and of any reinforcing material, with consistently reproducible top quality, with bodies of different structures with regard to the reinforcing material used and also different sizes and shapes being able to be produced simultaneously.
  • the method according to the invention can be carried out in a closed system which prevents the working personnel from coming into contact with vapors which are harmful to health, as a result of which healthy working conditions can be offered.
  • the prepared bodies made of the reinforcing material are coated with a self-forming, temperature-resistant and dense coating liquid which is tight and pressure-tight, and which can be left in the liquid state but can also be converted into the solid state. Since the molded body is encased in liquid material, there are no joints.
  • the molded casing is removed after the impregnation material has gelled or hardened. If it has solidified, the removal can be done e.g. B. by melting, dissolving, cutting or smashing by ultrasound. The material of the molded cover can be used again and again.
  • low-melting alloys have proven to be particularly useful. Not only does their high density result in particularly good gelling on the body from the reinforcement material and penetration into relatively inaccessible undercuts and the like. Like., Which would be particularly difficult to manufacture with the means of conventional mold construction, but such an alloy can be converted into the solid state by slightly lowering the temperature, whereby a rigid, high-pressure-resistant, one-piece and thus free of joints is created for the moldings. A high degree of compaction can be achieved. The melting point of the material for the coating is below the temperature resistance of the hardened plastic (impregnation material).
  • Eutectic mixtures of bismuth, lead, tin, cadmium and antimony can be used as alloys; they can be set very precisely to a certain desired melting point.
  • Wimut-tin-lead-cadmium-indium alloys there are those whose enamel point is at 47 ° C.
  • Special bismuth-lead-cadmium alloys e.g. B. have a melting point of 92 ° C, bismuth-tin-zinc alloys of 130 ° C.
  • the melting point of tin-lead-cadmium alloys is 145 ° C; a melting point of 221 ° C can be achieved with tin-silver alloys, with cadmium-antimony alloys that of 292 ° C.
  • spacers, inserts, supporting structures or the like made of strong materials which are resistant to the covering liquid and can withstand the relevant temperature stress can be used .
  • fiber strands, staple fibers, fabrics, wires, flakes, whiskers and the like can be used in a manner known per se.
  • Made of plastic, glass, textile, carbon, asbestos or metal e.g. steel, beryllium etc.
  • This material is applied in a manner adapted to the respective shapes on a base body which is also known per se, for. B. by winding, spraying, electrostatic fixation or the like.
  • the base body can remain as a male part in the finished molded body during the implementation of the method according to the invention, i. H. form a kind of lost formwork and consist of - possibly reinforced - plastic, a suitable liner or the like.
  • the base body can also be removed from the molded body before or after its impregnation. If a fiber wrap is designed so that it has sufficient strength for handling during impregnation or wrapping even without the supporting base body, it can be pulled off the base body immediately after winding. Even in the case of complicated basic bodies, it can be found that just one basic body is sufficient.
  • the base body z. B. from thin-walled plaster or glass, from a material such as. B. a low-melting metal alloy, wax or the like, made of evaporable foam, or possibly made of the same material as the coating liquid, which is allowed to solidify in the course of the process.
  • the last method in particular has proven to be advantageous because the base body is integrated into the outer shape (formed by the solidified coating liquid) and all problems are avoided which cause different expansion coefficients for different materials on the molded shell and base body.
  • the body made of reinforcing material is encased with the enveloping material in the liquid state, whereupon, after it has solidified, the impregnation material is impregnated through recessed inlet and outlet openings.
  • the body made of the reinforcing material is coarse-pored, it is expedient to remove it from the inlet and outlet openings, e.g. B. by powder coating, with a pore-sealing coating. In this way, penetration of the coating liquid into the body made of reinforcing material is reliably prevented.
  • the body made of reinforcing material - optionally on the base body - is immersed and soaked in a bath made of the impregnating material after a preferred degassing; the excess impregnation material is then displaced by the coating liquid, the soaked molded body is gelled or cured, and the coating liquid is then removed again.
  • the bodies of reinforcing material are placed under vacuum before immersion in the bath and / or after immersion in the bath - e.g. B. for a few minutes - under higher pressure (z. B. 10 bar and above) if the container used is designed as an autoclave. For comparatively much lower pressures, very elaborate mold designs had to be chosen so far.
  • the method according to the invention can preferably be carried out in a device in which according to the invention a supply and discharge line for the impregnating material and a supply and discharge line for the coating liquid are arranged in a container, which can be placed under vacuum and / or pressure, respectively a grid or the like is arranged in the interior of the container to prevent the shaped bodies from floating.
  • the coating liquid is kept in a liquid state of aggregation based on the duration of the process.
  • the device can even be designed simply for a fully automatic sequence of the method and is only to be set up for an exchange of the liquids (impregnating material and coating liquid).
  • the method according to the invention can be carried out particularly expediently in a device in which removal of the coating liquid from the container is avoided.
  • a device which can be placed under vacuum and / or pressure is designed as a vessel which can be pivoted at least 180 ° about its longitudinal axis and in which the Coating liquid remains and the container has an inlet and outlet line for the impregnation material.
  • Fig. 1 shows a body 1 formed as a fitting made of reinforcing material, which is provided with attached end pieces 2 (funnel) for the supply and discharge of the impregnating material 2 (impregnating resin).
  • the body 1 is located inside a solid casting jacket 4.
  • the body 1 also has a base body 5 (core) in its interior.
  • the coating material is poured, which forms the mold shell 6 for the body 1 after solidification.
  • the base body can consist of solid, liquefiable or gasifiable material.
  • moldings can be produced from reinforced plastic as follows:
  • the procedure is explained here for the production of elbows (pipe bends), for example.
  • the body (angle pieces) 1 consisting of the reinforcement material are first inserted together with the base body 5 (core) into two plate-shaped connecting pieces 24 and 25.
  • the connecting pieces 24 and 25 have feed and discharge openings 26 and 26 'which lead through the plates 24, 25 and open into the two end faces of the body 1 made of reinforcing material.
  • the connector 24 is shown with two bodies 1 made of reinforcing material used there. However, any number of bodies made of reinforcing material can also be used in a connecting piece 24.
  • the bodies 1 made of the reinforcing material are inserted into the connecting pieces 24 and 25, they are inserted into a container 22, which is then closed with a lid 23.
  • the container 22 is then fed via a supply line 14 provided with a valve, the wrapping material to form the mold shell 6.
  • the air escapes through a ventilation line 14 '.
  • the impregnation material 3 is supplied via a valve-provided supply line 8 through the cover 23 through a space 24 'or the connector 24 and passes through the supply openings 26 in the connector 24 to the upper end face of the body 1 made of reinforcing material, passes through and passes over the openings 26 'in the connection 25 again come into a space 25' from where it can be drawn off via a discharge line provided with a valve 20.
  • this material can - if the wrapping material has been kept in a liquid state - be drawn off via a discharge line 21 provided with a valve.
  • the rigid mold shell 6, together with the connecting pieces 24 and 25 and the cast-in, already soaked bodies 1 made of reinforcing material are removed from the container 22 and the molded shell 6 is melted off or otherwise removed (For example, by smashing if it is glass-like material), which then the body 1 made of reinforced plastic are free.
  • the base body 5 can also be melted out or removed from the interior of the body 1 by gasification depending on the material from which it is made.
  • the method according to the invention can be carried out as follows:
  • the bodies 1 ′ made of reinforcing material are placed in a vacuum and pressure-tight container on a grid 17 (grate) and covered with a further grid 19.
  • a vacuum line 12 for degassing the contents of the container, in particular the body 1 'made of reinforcing material is opened.
  • the vacuum line 12 is closed and the valve in the feed line 8 for impregnation material 3 is opened.
  • the impregnating material 3 located in a storage container 9 was previously degassed by applying negative pressure to a line 10 opening into the storage container.
  • the impregnation material 3 pours into the container without bubbles and via the reinforcing body 1 'and is allowed to flow into the container 7 up to the level of the grid 19 or the mouth of the discharge line 20.
  • a pressure line 11 is opened, and the impregnation material in the liquid state in the container 7 is pressurized, whereby a uniform impregnation of the body 1 'from the reinforcement material is achieved.
  • the valve in the pressure line 11 is closed again and the container 7 is vented.
  • the valve 14 in the supply line for the coating liquid 16 is now opened and the coating liquid (liquid metal) flows out of a vessel 15 into the container 7, the coating liquid 16 being the impregnating material in the container 7, insofar as it is not in the body 'is made of reinforcing material, displaced to the outside via the discharge line 20.
  • the grid 19 prevents the body 1 'impregnated with the impregnation material from floating in the coating liquid.
  • the coating liquid 16 is also allowed to rise to the level of the grid 19.
  • a two-function valve 21 ' is arranged. In the position shown in FIG. 1, it serves to ventilate the interior of the container during emptying; in the position according to FIG., however, for the removal of the coating liquid 16.

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Description

Aus der CH-PS 542 037 wurde ein Verfahren zum Umgießen von Teilen, insbesondere imprägnierten Teilen elektrischer Geräte mit Kunstharz, bekannt. Dabei wird so vorgegangen, daß die zu umgießenden Teile in eine Gießform eingebracht werden. Die Gießform wird dann mit den darin befindlichen Teilen mit Öl gefüllt. In die mit Öl gefüllte Gießform wird dann ein gießbares Kunstharz in flüssigem Zustand eingegossen und das Öl verdrängt. Das Gießharz füllt damit die Form und nimmt deren Innengestalt an. Handelt es sich um einen Quader, so entsteht ein quaderförmiges Endprodukt aus dem erhärteten Gießharz, handelt es sich bei der Gießform um einen isolatorförmigen Körper, so nimmt das Gießharz die Innenform des Isolators an. Die Gießform wird bei dem bekannten Verfahren jeweils von einer vorgefertigten Matrize gebildet, die auch als verlorene Matrize Verwendung finden kann. Bei Anwendung des bekannten Verfahrens muß daher für die Herstellung eines jeden Formkörpers eine geeignete Matrize bereitgestellt werden. Je komplizierter der Formkörper ist, um so komplizierter muß die unbedingt für die Anwendung des Verfahrens benötigte Matrize sein. Weiters muß das Aushärten des Formkörpers in der Matrize abgewartet werden, wodurch die Matrize lange Zeit blockiert ist.From CH-PS 542 037 a method for casting parts, in particular impregnated parts of electrical devices with synthetic resin, was known. The procedure is such that the parts to be cast are introduced into a casting mold. The mold is then filled with oil with the parts inside. A pourable synthetic resin is then poured into the liquid-filled casting mold and the oil is displaced. The casting resin thus fills the mold and takes on its interior. If it is a cuboid, a cuboid end product is created from the hardened casting resin; if the casting mold is an insulator-shaped body, the casting resin takes on the inside shape of the insulator. In the known method, the casting mold is in each case formed by a prefabricated die, which can also be used as a lost die. When using the known method, a suitable die must therefore be provided for the production of each shaped body. The more complicated the molded body is, the more complicated the die that is absolutely necessary for the application of the method must be. Furthermore, the hardening of the shaped body in the die must be awaited, as a result of which the die is blocked for a long time.

Sollen nach dem bekannten Verfahren Hohlkörper hergestellt werden, so bedarf dies der Verwendung einer Patrize, die der Form des Hohlraumes entspricht. Je komplizierter der Hohlraum geformt wird, um so komplizierter muß auch die Patrize hergestellt sein. Es muß sich dabei fast immer um einen aus mehreren Teilen zusammengesetzten und zerlegbaren Körper handeln.If hollow bodies are to be produced by the known method, this requires the use of a male part which corresponds to the shape of the cavity. The more complicated the cavity is formed, the more complicated the patrix must be made. It almost always has to be a body composed of several parts that can be dismantled.

Durch die FR-PS 1 518 499 wurde ein Verfahren zur Herstellung von Bauplatten bekannt. Es wird dabei zur Erzielung einer strukturierten Plattenoberfläche so vorgegangen, daß auf den Boden einer der Plattengestalt entsprechenden Form ein nicht härtbares Material bis in eine Höhe zwischen 1-10 mm aufgegossen wird. Auf dieses nicht härtbare Material wird dann ein körniges Füllmaterial aufgeschüttet. Die Körner des Füllmaterials dringen hierbei mehr oder weniger stark in das nicht härtende, am Boden der Form befindliche Material ein. Schlußendlich wird auf das Füllmaterial ein Bindemittel aus härtbarem Kunststoff aufgegossen. Dieses Bindemittel durchsetzt das Füllmaterial, nicht jedoch das am Boden der Form befindliche nicht härtende Material. Sobald das Bindemittel ausreichend erhärtet ist, wird der aus dem Füllmaterial und dem nicht härtenden Material bestehende Körper (Platte) aus der Form entfernt und hernach das nicht härtende Material vom Füllmaterial, das mit dem Bindemittel durchsetzt ist, entfernt. Auf diese Weise wird eine strukturierte Plattenoberfläche erreicht.FR-PS 1 518 499 has disclosed a process for the production of building boards. To achieve a structured plate surface, the procedure is such that a non-hardenable material is poured onto the bottom of a shape corresponding to the plate shape to a height of between 1-10 mm. A granular filling material is then poured onto this non-hardenable material. The grains of the filling material penetrate more or less strongly into the non-hardening material located at the bottom of the mold. Finally, a binder made of hardenable plastic is poured onto the filling material. This binder penetrates the filler material, but not the non-hardening material at the bottom of the mold. As soon as the binding agent has hardened sufficiently, the body (plate) consisting of the filling material and the non-hardening material is removed from the mold and afterwards the non-hardening material is removed from the filling material which is permeated with the binding agent. In this way, a structured plate surface is achieved.

Nach diesem Verfahren können im wesentlichen nur Platten hergestellt werden, weil nur in einen ebenen Boden aufweisenden Formen eine 1-10 mm gleichmäßige Schicht aus nicht härtendem Material eingebracht werden kann. Die Herstellung beliebig geformter Körper ist nach diesem Verfahren unmöglich.According to this method, essentially only plates can be produced, because a 1-10 mm uniform layer of non-hardening material can only be introduced into molds having a flat bottom. The production of arbitrarily shaped bodies is impossible using this method.

In der GB-PS 1 108 595 ist ein Verfahren zur Herstellung von Hochspannungsisolatoren beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ebenfalls von einer vorgefertigten Matrize Gebrauch gemacht, deren Innenform der Außenform des herzustellenden Isolierkörpers entspricht. Die Gußform besteht hierbei aus zwei Teilen, die durch Bolzen, welche einen von der Trennfuge abstehenden Flansch durchsetzen, zusammengehalten werden. In die Form können auch Teile, z. B. absorbierende Einsätze, eingelegt werden, die dann von Kunststoff umgossen werden. Auch bei diesem Verfahren wird somit von einer vorgefertigten Matrize Gebrauch gemacht, welche allein für die Außenform des herzustellenden Körpers entscheidend ist. Für die Herstellung jedes Körpers muß daher eine gesonderte Matrize vorhanden sein, die - worauf bereits im Zusammenhang mit der Erläuterung der CH-PS 542 037 hingewiesen wurde - über die Aushärtezeit blockiert ist und die je nach Material nur eine begrenzte Anzahl von Abgüssen herzustellen erlaubt. Sollen beim Gießen Unter- oder Überdruck angewendet werden, so müssen die Matrizen diesen Druckbelastungen standhalten und demgemäß dimensioniert sein. Dies erhöht weiters die Kosten.GB-PS 1 108 595 describes a method for producing high-voltage insulators. This method also makes use of a prefabricated die, the inner shape of which corresponds to the outer shape of the insulating body to be produced. The casting mold consists of two parts, which are held together by bolts which penetrate a flange protruding from the joint. Parts, e.g. B. absorbent inserts, which are then encapsulated by plastic. In this process, too, use is made of a prefabricated die which is decisive solely for the external shape of the body to be produced. For the production of each body, therefore, a separate die must be available, which - as already mentioned in connection with the explanation of CH-PS 542 037 - is blocked over the curing time and, depending on the material, only allows a limited number of casts to be made. If underpressure or overpressure are to be used during casting, the dies must withstand these pressure loads and be dimensioned accordingly. This further increases the cost.

Körper aus z. B. härtbarem Kunststoff, wie etwa aus Polyester, Epoxydharz od. dgl., die verstärkt sind z. B. mit Fasern oder Gewebestrukturen, wurden bisher entweder nach dem sogenannten Naßverfahren, oder nach dem sogenannten Trockenverfahren hergestellt. Beim Naßverfahren werden die mit dem härtbaren Kunststoff getränkten Fasern auf einen Formkern gebracht, z. B. die Fasern in Strangform (Rovings) vorliegen durch Wickeln, falls die Fasern als Gewebe vorliegen durch Auflegen auf die Formwand und anschließendes Anrollen, wodurch ein Verdichten bzw. ein Entfernen allfälliger Luftblasen erzielt werden soll. Die so erzielbare Verdichtung bzw. Freiheit von Luftblasen ist allerdings beschränkt und unkontrollierbar, so daß eine gleichbleibende Qualität nicht erzielbar ist.Body from z. B. curable plastic such as polyester, epoxy or the like., Which are reinforced z. B. with fibers or fabric structures, have been made either by the so-called wet process, or by the so-called dry process. In the wet process, the fibers impregnated with the hardenable plastic are placed on a mandrel, e.g. B. the fibers are in strand form (rovings) by winding, if the fibers are in the form of fabric by placing them on the mold wall and then rolling them on, whereby compression or removal of any air bubbles is to be achieved. The compression or freedom from air bubbles that can be achieved in this way is, however, limited and uncontrollable, so that a constant quality cannot be achieved.

Beim Trockenverfahren werden die Fasern zunächst in die gewünschte Form gebracht, z. B. auf einen Formkern gewickelt, und anschließend erst mit dem Kunststoff getränkt. Zur Erzielung einer besonders guten Verdichtung, bzw. Freiheit von Luftblasen ist es bekannt geworden, einen derartigen, auf einer Patrize (Formkern) sitzenden Faserwickel in eine Matrize (Form) einzusetzen, diese zunächst zu evakuieren, anschließend mit dem Kunststoff zu füllen, diesen - gegebenenfalls sogar unter Druckausübung - in die Form zu pressen und auszuhärten. Dabei werden zwar weitgehend luftblasenfreie und hochverdichtete Formkörper erzielt, doch ist der Formenaufwand beträchtlich: nicht nur muß jede Form vakuum- und druckdicht, sowie mit Zu- und Ableitungen versehen sein, sondern sie ist auch durch die Aushärtungszeit des Kunststoffes beträchtliche Zeit belegt. Es muß daher für eine industrielle Produktion in der Regel eine Vielzahl teurer Formen angeschafft werden.In the dry process, the fibers are first brought into the desired shape, e.g. B. wound on a mandrel, and only then soaked with the plastic. In order to achieve a particularly good compression or freedom from air bubbles, it has become known to insert such a fiber roll, which is seated on a male part (mold core), into a female mold (mold), first of all to evacuate it, then fill with the plastic, press it into the mold and harden it, if necessary even under pressure. Although air-bubble-free and highly compressed moldings are largely achieved, the amount of mold required is considerable: not only must each mold be vacuum and pressure-tight, as well as supply and discharge lines, but it is also occupied by the curing time of the plastic, considerable time. As a rule, a large number of expensive molds must be purchased for industrial production.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher zum Ziel gesetzt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe Formkörper aus z. B. faserverstärkten Kunststoffen verhältnismäßig billig und trotzdem in höchster Qualität reproduzierbar hergestellt werden können. Dies wird ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus verstärktem Kunststoff, bei dem ein aus Verstärkungsmaterial gebildeter Körper mit Kunststoff durchtränkt, in einer den Konturen des Körpers zumindest außen entsprechenden Hülle angelieren bzw. aushärten gelassen wird, dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß der aus dem Verstärkungsmaterial bestehende Körper vor oder nach seiner Durchtränkung mit dem Kunststoff, zur Bildung der Hülle zumindest außen von dem in flüssigem Zustand befindlichen, mit dem Tränkmaterial nicht mischbaren Hüllmaterial, das die Matrize und/ oder Patrize bildet, in Berührung gebracht und umschlossen wird und das Hüllmaterial gegebenenfalls erstarren gelassen wird und nach dem Angelieren bzw. Aushärten des Tränkmaterials wieder entfernt wird.The present invention has therefore set itself the goal of creating a method and an apparatus with the aid of molded articles from z. B. fiber-reinforced plastics can be produced relatively cheap and still reproducible in the highest quality. This is based on a process for the production of molded articles made of reinforced plastic, in which a body formed from reinforcing material is impregnated with plastic, gelled or allowed to harden in a casing which at least corresponds to the contours of the body, in accordance with the invention that from the Reinforcing material existing body before or after its impregnation with the plastic, to form the shell at least outside of the liquid material, which is immiscible with the impregnation material and which forms the female and / or male, is brought into contact and enclosed and the outer material if necessary, it is allowed to solidify and is removed again after the impregnation material has gelled or hardened.

Durch diese Maßnahme wird die Hülle aus einem praktisch unverbrauchbaren, immer wieder verwendbaren Material gebildet und kann - falls erforderlich - auch in den festen Aggregatzustand übergeführt werden, so daß sie sowohl im flüssigen als auch im festen Aggregatzustand einem etwa zur Anwendung gelangenden Unter- bzw. Überdruck beliebiger Höhe standhält. Die Umhüllungsflüssigkeit legt sich an jeder noch so komplizierten Form eines Verstärkungskörpers an und umhüllt ihn vollständig und fugenlos. Daher entfällt bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die ansonsten erforderliche Wartung der sehr kostspieligen, toleranzabhängigen, geteilten vorgefertigten Imprägnierformen (Matrizen/Patrizen) traditioneller Art. Die Entformung der fertigen Formkörper kann, falls diese nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, ohne Beschädigung erfolgen, sobald sie formbeständig angeliert sind.As a result of this measure, the casing is formed from a practically unsustainable, reusable material and can - if necessary - also be converted into the solid state, so that it can be used in the liquid as well as in the solid state of an under or Withstands overpressure of any height. The coating liquid attaches itself to any form of reinforcement, no matter how complicated, and covers it completely and seamlessly. Therefore, when using the method according to the invention, the otherwise necessary maintenance of the very expensive, tolerance-dependent, divided prefabricated impregnation molds (matrices / patrices) of a traditional type is omitted. If the moldings are produced by the method according to the invention, they can be removed without damage as soon as they are removed are fixed in shape.

Weiterhin ermöglicht die enge Anschmiegung der vorzugsweise unter Druck stehenden Umhüllungsflüssigkeit an den Formkörper, oder im Falle die Umhüllungsflüssigkeit erstarren gelassen wird, die so gebildete, unter Schrumpfspannung stehende feste Formhülle, einen hohen Anteil an Verstärkungsmaterial für den Formkörper zu verarbeiten, wobei zur Sicherstellung einer vollständigen Durchtränkung dann ein beliebig hoher Unter- oder Überdruck angewendet werden kann. Solcherart lassen sich höchstens Festigkeitswerte erreichen.Furthermore, the close contact of the preferably pressurized coating liquid to the molded body, or in the event that the coating liquid is allowed to solidify, the solid molded casing thus formed, which is under shrink tension, can process a high proportion of reinforcing material for the molded body, ensuring a complete Impregnation then any high or low pressure can be applied. In this way, at most strength values can be achieved.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine industrielle Serienherstellung von Körpern beliebiger Form, Größe und aus beliebigem Verstärkungsmaterial, mit gleichbleibend reproduzierbarer Höchstqualität, wobei gleichzeitig Körper unterschiedlichen Aufbaues hinsichtlich des verwendeten Verstärkungsmaterials und auch unterschiedlicher Größe und Form gleichzeitig erzeugt werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in einem geschlossenen System ausführen, welches verhindert, daß das Arbeitspersonal mit gesundheitsschädlichen Dämpfen in Berührung kommt, wodurch gesunde Arbeitsbedingungen geboten werden können.The method according to the invention enables industrial series production of bodies of any shape, size and of any reinforcing material, with consistently reproducible top quality, with bodies of different structures with regard to the reinforcing material used and also different sizes and shapes being able to be produced simultaneously. The method according to the invention can be carried out in a closed system which prevents the working personnel from coming into contact with vapors which are harmful to health, as a result of which healthy working conditions can be offered.

Nach dem Wesen der Erfindung werden die vorbereiteten Körper aus dem Verstärkungsmaterial mit einer sich selbst bildenden, jeder Form damit eng und druckfest anliegenden, Temperaturbeständigen und dichten Umhüllungsflüssigkeit überzogen, die in flüssigen Aggregatzustand belassen, jedoch auch in den festen Aggregatzustand übergeführt werden kann. Da der Formkörper in flüssiges Material gehüllt wird, entstehen keine Trennfugen. Die Formhülle wird nach dem Gelieren bzw. Aushärten des Tränkmaterials abgezogen, soferne sie erstarren gelassen wurde, kann das Entfernen z. B. durch Schmelzen, Auflösen, Aufschneiden oder Zertrümmern durch Ultraschall erfolgen. Dabei kann das Material der Formhülle immer wieder verwendet werden.According to the essence of the invention, the prepared bodies made of the reinforcing material are coated with a self-forming, temperature-resistant and dense coating liquid which is tight and pressure-tight, and which can be left in the liquid state but can also be converted into the solid state. Since the molded body is encased in liquid material, there are no joints. The molded casing is removed after the impregnation material has gelled or hardened. If it has solidified, the removal can be done e.g. B. by melting, dissolving, cutting or smashing by ultrasound. The material of the molded cover can be used again and again.

Obwohl als Umhüllungsflüssigkeit verschiedene anorganische und organische Flüssigkeiten herangezogen werden können, soferne sie mit dem Tränkmaterial nicht reagieren bzw. sich mit ihm nicht mischen, erweisen sich niedrigschmelzende Legierungen als besonders zweckmäßig. Nicht nur ergibt sich durch deren hohe Dichte ein besonders gutes Angelieren an dem Körper aus dem Verstärkungsmaterial und ein Eindringen auch in verhältnismäßig unzugängliche Hinterschneidungen u. dgl., die mit den Mitteln des herkömmlichen Formenbaues besonders schwierig herzustellen wären, sondern eine solche Legierung kann durch geringes Senken der Temperatur bereits in den festen Aggregatzustand übergeführt werden, wodurch eine starre hochdruckfeste einstückige und damit von Trennfugen freie Hülle für die Formkörper entsteht. Dabei kann ein hoher Verdichtungsgrad erreicht werden. Der Schmelzpunkt des Materials für die Umhüllung liegt unterhalb der Temperaturfestigkeit des ausgehärteten Kunststoffes (Tränkmaterials). Als Legierungen können eutektische Mischungen von Wismut, Blei, Zinn, Kadmium und Antimon eingesetzt werden; sie können sehr genau auf einen bestimmten gewünschten Schmelzpunkt eingestellt werden. So gibt es unter den Wimut-Zinn-Blei-Kadmium-Indium-Legierungen solche, deren Schmelzpunkt bei 47° C liegt. Spezielle Wismut-Blei-Kadmiumlegierungen z. B. haben einen Schmelzpunkt von 92°C, Wismut-Zinn-Zink-Legierungen einen solchen von 130°C. Von Zinn-Blei-Kadmium-Legierungen liegt der Schmelzpunkt bei 145°C; ein Schmelzpunkt von 221°C kann mit Zinn-Silber-Legierungen erreicht werden, mit Kadmium-Antimon-Legierungen ein solcher von 292° C.Although various inorganic and organic liquids can be used as the coating liquid if they do not react with the impregnation material or do not mix with it, low-melting alloys have proven to be particularly useful. Not only does their high density result in particularly good gelling on the body from the reinforcement material and penetration into relatively inaccessible undercuts and the like. Like., Which would be particularly difficult to manufacture with the means of conventional mold construction, but such an alloy can be converted into the solid state by slightly lowering the temperature, whereby a rigid, high-pressure-resistant, one-piece and thus free of joints is created for the moldings. A high degree of compaction can be achieved. The melting point of the material for the coating is below the temperature resistance of the hardened plastic (impregnation material). Eutectic mixtures of bismuth, lead, tin, cadmium and antimony can be used as alloys; they can be set very precisely to a certain desired melting point. Among the Wimut-tin-lead-cadmium-indium alloys there are those whose enamel point is at 47 ° C. Special bismuth-lead-cadmium alloys e.g. B. have a melting point of 92 ° C, bismuth-tin-zinc alloys of 130 ° C. The melting point of tin-lead-cadmium alloys is 145 ° C; a melting point of 221 ° C can be achieved with tin-silver alloys, with cadmium-antimony alloys that of 292 ° C.

Um die Lage der Körper aus dem Verstärkungsmaterial beispielsweise beim Umgießen mit dem Umhüllungsmaterial oder beim Eintauchen in die Umhüllungsflüssigkeit zu sichern, können Abstandhalter, Einlagen, Stützgerüste od. dgl. aus starken Materialien verwendet werden, die gegen die Umhüllungsflüssigkeit resistent und der betreffenden Temperaturbeanspruchung gewachsen sind.In order to secure the position of the bodies made of the reinforcing material, for example when casting with the covering material or when immersing in the covering liquid, spacers, inserts, supporting structures or the like made of strong materials which are resistant to the covering liquid and can withstand the relevant temperature stress can be used .

Als Verstärkungsmaterial können in an sich bekannter Weise Faserstränge, Stapelfasern, Gewebe, Drähte, Flocken, Whiskers u. dgl. aus Kunststoff, Glas, Textil, Kohlenstoff, Asbest oder Metall (z. B. Stahl, Beryllium etc.) verwendet werden. Dieses Material wird in einer der jeweiligen Formen angepaßten Weise auf einen gleichfalls an sich bekannten Grundkörper aufgetragen, z. B. durch Wickeln, Spritzen, elektrostatische Fixierung od. dgl.As a reinforcing material, fiber strands, staple fibers, fabrics, wires, flakes, whiskers and the like can be used in a manner known per se. Like. Made of plastic, glass, textile, carbon, asbestos or metal (e.g. steel, beryllium etc.) can be used. This material is applied in a manner adapted to the respective shapes on a base body which is also known per se, for. B. by winding, spraying, electrostatic fixation or the like.

Der Grundkörper kann als Patrize während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im fertigen Formkörper verbleiben, d. h. eine Art verlorene Schalung bilden und aus - gegebenenfalls verstärktem - Kunststoff, aus einem geeigneten Liner od. dgl. bestehen.The base body can remain as a male part in the finished molded body during the implementation of the method according to the invention, i. H. form a kind of lost formwork and consist of - possibly reinforced - plastic, a suitable liner or the like.

Der Grundkörper kann aus dem Formkörper auch vor oder nach dessen Durchtränkung entfernt werden. Ist ein Faserwickel so ausgebildet, daß er auch ohne den tragenden Grundkörper für die Handhabung während der Durchtränkung bzw. der Umhüllung eine ausreichende Festigkeit aufweist, kann er unmittelbar nach dem Wickeln vom Grundkörper abgezogen werden. Selbst bei komplizierten Grundkörpern kann dabei gegebenenfalls mit nur einem Grundkörper das Auslangen gefunden werden.The base body can also be removed from the molded body before or after its impregnation. If a fiber wrap is designed so that it has sufficient strength for handling during impregnation or wrapping even without the supporting base body, it can be pulled off the base body immediately after winding. Even in the case of complicated basic bodies, it can be found that just one basic body is sufficient.

Ist hingegen die Festigkeit des Faserwickels allein zu gering, dann wird die Durchtränkung bzw. Umhüllung bei auf dem Grundkörper befindlichen Formkörper erfolgen, der - wenn er im fertigen Formkörper nicht erwünscht ist - erst nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entfernt wird. In diesem Fall wird der Grundkörper z. B. aus dünnwandigem Gips oder Glas, aus einem Material wie z. B. einer tiefschmelzenden Metallegierung, Wachs od. dgl., aus verdampfbarem Schaumstoff, oder eventuell aus dem gleichen Material wie die Umhüllungsflüssigkeit gebildet, die im Laufe des Verfahrens erstarren gelassen wird. Besonders die letzte Methode hat sich als vorteilhaft erwiesen, weil der Grundkörper dabei in die Außenform (gebildet von der erstarrten Umhüllungsflüssigkeit) integriert wird und alle Probleme vermieden werden, die unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten bei verschiedenen Materialien an Formhülle und Grundkörper verursachen.If, on the other hand, the strength of the fiber roll alone is too low, the impregnation or wrapping will take place in the case of moldings located on the base body, which - if it is not desired in the finished molded body - will only be removed after the method according to the invention has been carried out. In this case, the base body z. B. from thin-walled plaster or glass, from a material such as. B. a low-melting metal alloy, wax or the like, made of evaporable foam, or possibly made of the same material as the coating liquid, which is allowed to solidify in the course of the process. The last method in particular has proven to be advantageous because the base body is integrated into the outer shape (formed by the solidified coating liquid) and all problems are avoided which cause different expansion coefficients for different materials on the molded shell and base body.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird der Körper aus Verstärkungsmaterial mit dem Hüllmaterial in flüssigem Zustand umhüllt, worauf gegebenenfalls nach dessen Erstarren, durch ausgesparte Zu- und Ablauföffnungen die Durchtränkung mit dem Tränkmaterial erfolgt. Wenn der Körper aus dem Verstärkungsmaterial grobporig ist, ist es zweckmäßig, ihn bevor die Umhüllung mit der Umhüllungsflüssigkeit erfolgt, an der Oberfläche unter Aussparung von Zu- und Ablauföffnungen, z. B. durch Pulverbeschichtung, mit einem porenverschließenden Überzug zu versehen. Solcherart wird ein Eindringen der Umhüllungsflüssigkeit in den Körper aus Verstärkungsmaterial sicher verhindert.According to one embodiment of the invention, the body made of reinforcing material is encased with the enveloping material in the liquid state, whereupon, after it has solidified, the impregnation material is impregnated through recessed inlet and outlet openings. If the body made of the reinforcing material is coarse-pored, it is expedient to remove it from the inlet and outlet openings, e.g. B. by powder coating, with a pore-sealing coating. In this way, penetration of the coating liquid into the body made of reinforcing material is reliably prevented.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Körper aus Verstärkungsmaterial - gegebenenfalls auf dem Grundkörper - nach einer bevorzugt vorgenommenen Entgasung in ein Bad aus dem Tränkmaterial eingetaucht und durchtränkt; anschließend wird das überschüssige Tränkmaterial von der Umhüllungsflüssigkeit verdrängt, der durchtränkte Formkörper angeliert bzw. ausgehärtet und danach die Umhüllungsflüssigkeit wieder entfernt. Vorzugsweise werden die Körper aus Verstärkungsmaterial vor dem Eintauchen in das Bad unter Vakuum gesetzt und/oder nach dem Eintauchen in das Bad - z. B. während einiger Minuten - unter höherem Druck (z. B. 10 bar und darüber) gesetzt, wenn der verwendete Behälter als Autoklav ausgebildet ist. Für vergleichsweise viel geringere Drücke mußten bisher schon sehr aufwendige Formenkonstruktionen gewählt werden.According to another embodiment of the invention, the body made of reinforcing material - optionally on the base body - is immersed and soaked in a bath made of the impregnating material after a preferred degassing; the excess impregnation material is then displaced by the coating liquid, the soaked molded body is gelled or cured, and the coating liquid is then removed again. Preferably, the bodies of reinforcing material are placed under vacuum before immersion in the bath and / or after immersion in the bath - e.g. B. for a few minutes - under higher pressure (z. B. 10 bar and above) if the container used is designed as an autoclave. For comparatively much lower pressures, very elaborate mold designs had to be chosen so far.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bevorzugt in einer Vorrichtung ausgeübt werden, bei der erfindungsgemäß in einem - gegebenenfalls unter Vakuum und/oder Druck setzbaren - Behälter je eine Zu- und Abführleitung für das Tränkmaterial sowie je eine Zu- und Abführleitung für die Umhüllungsflüssigkeit angeordnet ist und bei der im Inneren des Behälters ein Gitter od. dgl. zum Verhindern des Aufschwimmens der Formkörper angeordnet ist. Bei einer solchen Vorrichtung wird die Umhüllungsflüssigkeit an Hand der Verfahrensdauer in flüssigem Aggregatzustand gehalten. Die Vorrichtung kann selbst für einen vollautomatischen Ablauf des Verfahrens einfach gestaltet werden und ist lediglich für einen Austausch der Flüssigkeiten (Tränkmaterial und Umhüllungsflüssigkeit) einzurichten.The method according to the invention can preferably be carried out in a device in which according to the invention a supply and discharge line for the impregnating material and a supply and discharge line for the coating liquid are arranged in a container, which can be placed under vacuum and / or pressure, respectively a grid or the like is arranged in the interior of the container to prevent the shaped bodies from floating. In such a device, the coating liquid is kept in a liquid state of aggregation based on the duration of the process. The device can even be designed simply for a fully automatic sequence of the method and is only to be set up for an exchange of the liquids (impregnating material and coating liquid).

Besonders zweckmäßig kann das erfindungsgemäße Verfahren in einer Vorrichtung ausgeführt werden, bei der ein Entfernen der Umhüllungsflüssigkeit aus dem Behälter vermieden wird. Eine solche Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß ein unter Vakuum und/oder Druck setzbarer Behälter als ein um seine Längsachse wenigstens um 180° schwenkbares Gefäß ausgebildet ist, in dem die Umhüllungsflüssigkeit verbleibt und wobei der Behälter je eine Zu- und Abführleitung für das Tränkmaterial aufweist.The method according to the invention can be carried out particularly expediently in a device in which removal of the coating liquid from the container is avoided. Such a device is characterized according to the invention in that a container which can be placed under vacuum and / or pressure is designed as a vessel which can be pivoted at least 180 ° about its longitudinal axis and in which the Coating liquid remains and the container has an inlet and outlet line for the impregnation material.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, die Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens veranschaulicht. Es zeigt die

  • Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt mit erstarrtem Umhüllungsmaterial in einem Formraum,
  • Fig.2 einen schematischen Vertikalschnitt durch einen verschließbaren Behälter mit Aufnahmeplatten für beliebig viele Körper aus Verstärkungsmaterial, wobei in den Aufnahmeplatten Zuführungsöffnungen für ein Unter- bzw. Überdruckmedium sowie die Zu- und Abfuhr des Tränkungsmaterials angeordnet sind,
  • Fig. 3 eine Aufnahmeplatte im Teilschnitt mit zwei eingezeichneten Körpern aus Verstärkungsmaterial (90° Rohrkrümmern) in Vorderansicht ungeschnitten,
  • Fig.4 einen schematischen Vertikalschnitt durch einen temperaturgeregelten verschließbaren Behälter (Autoklaven) mit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu behandelnden Körpern aus Verstärkungsmaterial, wobei die Körper von Umhüllungsmaterial umschlossen sind, das in flüssigem Aggregatzustand vorliegt, und die
  • Fig. 5 und 6 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Trommelform im Längsschnitt in Ausgangslage bzw. um 180° demgegenüber verdreht.
The method according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which illustrates exemplary embodiments of devices according to the invention for carrying out the method. It shows the
  • 1 shows a schematic vertical section with solidified wrapping material in a molding space,
  • 2 shows a schematic vertical section through a closable container with receiving plates for any number of bodies made of reinforcing material, feed openings for a negative or positive pressure medium and the supply and removal of the impregnating material being arranged in the receiving plates,
  • 3 a receiving plate in partial section with two drawn bodies made of reinforcing material (90 ° elbow) uncut in front view,
  • 4 shows a schematic vertical section through a temperature-controlled, lockable container (autoclave) with bodies made of reinforcing material to be treated by the method according to the invention, the bodies being enclosed by wrapping material which is in a liquid state of aggregation, and the
  • 5 and 6 a device according to the invention in drum form in longitudinal section in the starting position or rotated by 180 ° in contrast.

Fig. 1 zeigt einen als Fitting ausgebildeten Körper 1 aus Verstärkungsmaterial, der mit stirnseitig aufgesetzten Anschlußstücken 2 (Trichter) für die Zu- bzw. Ableitung des Tränkmaterials 2 (Imprägnierharz) versehen ist. Der Körper 1 befindet sich im Inneren eines festen Gießmantels 4. Der Körper 1 weist in seinem Inneren noch einen Grundkörper 5 (Kern) auf. In den Gießmantel 4 wird das Umhüllungsmaterial eingegossen, das nach dem Erstarren die Formhülle 6 für den Körper 1 bildet. Der Grundkörper kann dabei aus festem, verflüssigbaren oder vergasbaren Material bestehen.Fig. 1 shows a body 1 formed as a fitting made of reinforcing material, which is provided with attached end pieces 2 (funnel) for the supply and discharge of the impregnating material 2 (impregnating resin). The body 1 is located inside a solid casting jacket 4. The body 1 also has a base body 5 (core) in its interior. In the pouring jacket 4, the coating material is poured, which forms the mold shell 6 for the body 1 after solidification. The base body can consist of solid, liquefiable or gasifiable material.

Unter Verwendung einer in den Fig. 2 und 3 dargestellten Vorrichtung können Formkörper aus verstärktem Kunststoff wie folgt hergestellt werden:Using a device shown in FIGS. 2 and 3, moldings can be produced from reinforced plastic as follows:

Das Vorgehen wird hierbei für die Herstellung von Winkelstücken (Rohrbögen) beispielsweise erläutert. Die aus dem Verstärkungsmaterial bestehenden Körper (Winkelstücke) 1 werden zunächst gemeinsam mit dem Grundkörper 5 (Kern) in zwei plattenförmige Anschlußstücke 24 und 25 eingesetzt. Die Anschlußstücke 24 und 25 besitzen Zu- und Abführöffnungen 26 und 26', die durch die Platten 24, 25 hindurchführen und in den beiden Stirnflächen der aus Verstärkungsmaterial bestehenden Körper 1 münden.The procedure is explained here for the production of elbows (pipe bends), for example. The body (angle pieces) 1 consisting of the reinforcement material are first inserted together with the base body 5 (core) into two plate-shaped connecting pieces 24 and 25. The connecting pieces 24 and 25 have feed and discharge openings 26 and 26 'which lead through the plates 24, 25 and open into the two end faces of the body 1 made of reinforcing material.

In Fig. 3 ist das Anschlußstück 24 mit zwei dort eingesetzten Körpern 1 aus Verstärkungsmaterial dargestellt. In ein Anschlußstück 24 können jedoch auch beliebig viele Körper aus Verstärkungsmaterial eingesetzt werden.In Fig. 3, the connector 24 is shown with two bodies 1 made of reinforcing material used there. However, any number of bodies made of reinforcing material can also be used in a connecting piece 24.

Sobald die Körper 1 aus dem Verstärkungsmaterial in die Anschlußstücke 24 und 25 eingesetzt sind, werden diese in einen Behälter 22 eingesetzt, der sodann mit einem Deckel 23 verschlossen wird. Dem Behälter 22 wird sodann über eine mit einem Ventil versehene Zufuhrleitung 14 das Umhüllungsmaterial zur Bildung der Formhülle 6 zugeführt. Die Luft entweicht hierbei über eine Entlüftungsleitung 14'. Sodann wird das Tränkmaterial 3 über eine mit Ventil versehene Zufuhrleitung 8 durch den Deckel 23 hindurch einem Raum 24' oder dem Anschlußstück 24 zugeführt und gelangt über die Zufuhröffnungen 26 in dem Anschlußstück 24 zur oberen Stirnfläche der Körper 1 aus Verstärkungsmaterial, durchsetzt diese und tritt über die Öffnungen 26' in dem Anschluß 25 wieder aus, gelangt in einen Raum 25', von wo es über eine mit Ventil 20 versehene Abfuhrleitung abgezogen werden kann. Sobald das Tränkungsmaterial angeliert bzw. ausgehärtet ist, kann - soferne das Umhüllungsmaterial in flüssigem Zustand gehalten wurde - dieses Material über eine mit Ventil versehene Abfuhrleitung 21 abgezogen werden. Wurde das Umhüllungsmaterial jedoch in den festen Aggregatzustand übergeführt, so wird die solcherart starre Formhülle 6 mitsamt den Anschlußstücken 24 und 25 und den eingegossenen, bereits durchtränkten Körpern 1 aus Verstärkungsmaterial aus dem Behälter 22 entnommen und die Formhülle 6 abgeschmolzen oder auf sonst eine andere Weise entfernt (etwa durch Zerschlagen, wenn es sich um glasartiges Material handelt), womit dann die aus verstärktem Kunststoff bestehenden Körper 1 frei sind. Der Grundkörper 5 kann hierbei ebenfalls ausgeschmolzen oder durch Vergasen je nach dem Material, aus dem er besteht, aus dem Inneren des Körpers 1 entfernt werden.As soon as the bodies 1 made of the reinforcing material are inserted into the connecting pieces 24 and 25, they are inserted into a container 22, which is then closed with a lid 23. The container 22 is then fed via a supply line 14 provided with a valve, the wrapping material to form the mold shell 6. The air escapes through a ventilation line 14 '. Then the impregnation material 3 is supplied via a valve-provided supply line 8 through the cover 23 through a space 24 'or the connector 24 and passes through the supply openings 26 in the connector 24 to the upper end face of the body 1 made of reinforcing material, passes through and passes over the openings 26 'in the connection 25 again come into a space 25' from where it can be drawn off via a discharge line provided with a valve 20. As soon as the impregnation material has gelled or hardened, this material can - if the wrapping material has been kept in a liquid state - be drawn off via a discharge line 21 provided with a valve. However, if the wrapping material was converted into the solid state of aggregation, the rigid mold shell 6, together with the connecting pieces 24 and 25 and the cast-in, already soaked bodies 1 made of reinforcing material, are removed from the container 22 and the molded shell 6 is melted off or otherwise removed (For example, by smashing if it is glass-like material), which then the body 1 made of reinforced plastic are free. The base body 5 can also be melted out or removed from the interior of the body 1 by gasification depending on the material from which it is made.

In einer Vorrichtung gemäß Fig. 4 kann das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt ausgeführt werden: Die Körper 1'aus Verstärkungsmaterial werden in einem vakuum- und druckdichten Behälter auf einem Gitter 17 (Rost) abgelegt und mit einem weiteren Gitter 19 abgedeckt. Nach dem Verschließen des Behälters 7 wird eine Unterdruckleitung 12 zur Entgasung des Behälterinhaltes, insbesondere der Körper 1' aus Verstärkungsmaterial, geöffnet. Nach Erreichen des gewünschten Unterdruckes wird die Unterdruckleitung 12 geschlossen und das Ventil in der Zufuhrleitung 8 für Tränkmaterial 3 geöffnet. Zuvor wurde das in einem Vorratsbehälter 9 befindliche Tränkmaterial 3 durch Anlegen von Unterdruck an eine in den Vorratsbehälter mündende Leitung 10 entgast. Damit ergießt sich das Tränkmaterial 3 blasenfrei in den Behälter und über die Verstärkungskörper 1' und wird bis zur Höhe des Gitters 19 bzw. der Einmündung der Abfuhrleitung 20 in den Behälter 7 einströmen gelassen. Nach dem Schließen des in der Zufuhrleitung 8 für Tränkmaterial befindlichen Ventiles wird eine Druckleitung 11 geöffnet, und das im Behälter 7 in flüssigem Zustand befindliche Tränkmaterial unter Druck gesetzt, wodurch eine gleichmäßige Durchtränkung der Körper 1' aus dem Verstärkungsmaterial erzielt wird. Nachdem der Druck im Behälter etwa 3-5 min aufrechterhalten wurde, wird das Ventil in der Druckleitung 11 wieder geschlossen und der Behälter 7 entlüftet. Es wird jetzt das Ventil 14 in der Zufuhrleitung für die Umhüllungsflüssigkeit 16 geöffnet und die Umhüllungsflüssigkeit (flüssiges Metall) aus einem Gefäß 15 in den Behälter 7 strömen gelassen, wobei die Umhüllungsflüssigkeit 16 das im Behälter 7 befindliche Tränkmaterial, soweit es sich nicht in dem Körperl' aus Verstärkungsmaterial befindet, über die Abfuhrleitung 20 nach außen verdrängt. Das Gitter 19 hindert die mit dem Tränkmaterial durchtränkten Körper 1' am Aufschwimmen in der Umhüllungsflüssigkeit. Die Umhüllungsflüssigkeit 16 wird ebenfalls bis zur Höhe des Gitters 19 steigen gelassen. Nach Schließen des Ventiles in der Zufuhrleitung 14 für das Umhüllungsmaterial 16 und des Ventiles in der Abfuhrleitung 20 für Tränkmaterial beginnt die Aushärtung des in den Körpern 1' verbliebenen Tränkmaterials unter dem Einfluß der in dem Umhüllungsmaterial gespeicherten Wärme, sowie gegebenenfalls durch die von einer Mantelheizung 13 des Behälters 7 erzeugte Wärme. Nach erfolgter Aushärtung des Tränkmaterials in den Körpern 1' wird das flüssige Umhüllungsmaterial 16 durch eine mit einem Ventil versehene Abfuhrleitung 21 aus dem Behälter 7 wieder ablaufen gelassen. Der Behälter 7 wird sodann geöffnet, und die nunmehr fertigen Körper 1' werden entnommen.In a device according to FIG. 4, the method according to the invention can be carried out as follows: The bodies 1 ′ made of reinforcing material are placed in a vacuum and pressure-tight container on a grid 17 (grate) and covered with a further grid 19. After the container 7 has been closed, a vacuum line 12 for degassing the contents of the container, in particular the body 1 'made of reinforcing material, is opened. After reaching the desired vacuum, the vacuum line 12 is closed and the valve in the feed line 8 for impregnation material 3 is opened. The impregnating material 3 located in a storage container 9 was previously degassed by applying negative pressure to a line 10 opening into the storage container. Thus, the impregnation material 3 pours into the container without bubbles and via the reinforcing body 1 'and is allowed to flow into the container 7 up to the level of the grid 19 or the mouth of the discharge line 20. After closing the in the feed line 8 for valves located in the impregnation material, a pressure line 11 is opened, and the impregnation material in the liquid state in the container 7 is pressurized, whereby a uniform impregnation of the body 1 'from the reinforcement material is achieved. After the pressure in the container has been maintained for about 3-5 minutes, the valve in the pressure line 11 is closed again and the container 7 is vented. The valve 14 in the supply line for the coating liquid 16 is now opened and the coating liquid (liquid metal) flows out of a vessel 15 into the container 7, the coating liquid 16 being the impregnating material in the container 7, insofar as it is not in the body 'is made of reinforcing material, displaced to the outside via the discharge line 20. The grid 19 prevents the body 1 'impregnated with the impregnation material from floating in the coating liquid. The coating liquid 16 is also allowed to rise to the level of the grid 19. After closing the valve in the supply line 14 for the wrapping material 16 and the valve in the discharge line 20 for the impregnation material, the hardening of the impregnation material remaining in the bodies 1 'begins under the influence of the heat stored in the wrapping material and, if appropriate, by a jacket heater 13 of the container 7 generated heat. After the impregnation material in the bodies 1 'has hardened, the liquid wrapping material 16 is let out again from the container 7 through a discharge line 21 provided with a valve. The container 7 is then opened and the now finished bodies 1 'are removed.

In der Ausführungsform gemäß den Fig. 5 und 6 ist der Behälter 22 als um eine Achse 18 zumindest um 180° schwenkbare Trommel ausgebildet. In der Trommel befindet sich ein Gitter 17, das sich in Richtung der Schwenkachse 18 erstreckt. Auf dem Gitter 17 werden die zu durchtränkenden Körper 1' aus Verstärkungsmaterial abgelegt bzw. erforderlichenfalls durch Stützen oder auf Dornen gehalten. Unter dem Gitter 17 befindet sich die Umhüllungsflüssigkeit 16 in Form einer niedrigschmelzenden Legierung. In den Mantel der Trommel münden an Stellen, die frei von der Umhüllungsflüssigkeit 16 sind, die Unterdruckleitung 12, die Überdruckleitung 11 und die durch ein Ventil absperrbare Zufuhrleitung 8, die zu dem Vorratsbehälter 9 für das Tränkmaterial 3 führt. Aus der Trommel führt durch die hohl ausgebildete Achse 18 weiter die Abfuhrleitung 20 für das Tränkmaterial 3, die verschließbar ist und über welche nach dem Wenden der Trommel aus der in Fig. 5 gezeigten Lage in die Lage gemäß Fig. 6 das Tränkmaterial abgezogen und dem Vorratsbehälter 9 wieder zugeführt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren kann wie folgt unter Verwendung einer Vorrichtung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, ausgeführt werden:

  • Der Behälter 22 wird vor der Beschickung in einer Lage gebracht, in der sich die Umhüllungsflüssigkeit 16 unterhalb des Gitters 17 befindet (Fig. 5). Dann werden die Körper 1' über eine Öffnung in der Trommel in den Innenraum eingebracht und auf das Gitter 17 abgelegt. Nach dem Verschließen des Behälters 22 wird durch Öffnen der Unterdruckleitung 12 die Luft aus dem Innenraum des Behälters 22 und aus den Körpern 1' aus Verstärkungsmaterial entfernt. Nach dieser Entgasung wird die Unterdruckleitung 12 geschlossen und aus dem Vorratsbehälter9 über das geöffnete Ventil in der Zufuhrleitung 8 Tränkmaterial 3 in den Behälter 22 eingeführt, bis die Körper 1' bedeckt sind, d. h. bis das Niveau des zugeführten Tränkmaterials höher liegt als der höchste Punkt aller auf dem Gitter 17 abgelegten Körper 1'. Nachdem dieser Zustand erreicht ist, wird das Ventil in der Zufuhrleitung 8 geschlossen und über die Druckleitung 11 der Innenraum des Behälters 22 unter Überdruck gesetzt. Dadurch werden die Körper 1' aus Verstärkungsmaterial besonders intensiv von dem Tränkmaterial durchtränkt. Die Überdruckleitung 11 kann dann geschlossen werden, worauf der Behälter 22 aus der in Fig. 5 gezeigten Lage um 180° gewendet wird. Hierbei steigen die Körper l' sofort bis zur Anlage am Gitter 17 auf (Fig. 6) und das Tränkmaterial wird schlagartig durch die in dem Behälter 22 befindliche Umhüllungsflüssigkeit 16, von gegenüber dem Tränkmaterial erhöhter Dichte, verdrängt. Das Tränkmaterial wird hierbei über die Abfuhrleitung 20 abgeführt und - wie bereits erwähnt - in den Vorratsbehälter rückgeführt. Die mit dem Tränkmaterial durchsetzten Körper 1' sind zur Gänze von der Umhüllungsflüssigkeit 16 hoher Dichte umgeben und das Tränkmaterial in den Körpern 1' kann gelieren bzw. aushärten, gegebenenfalls unter Wärmezufuhr, nämlich unter Zufuhr ultravioletter Strahlung, oder auch unter Anwendung von Mikrowellenenergie u. dgl. Nachdem das Tränkmaterial gehärtet ist bzw. ein Gelstadium erreicht hat, wird der Behälter 22 wieder in die in Fig. 5 dargestellte Lage gewendet. Die Umhüllungsflüssigkeit 16 von gegenüber dem Tränkmaterial erhöhter Dichte befindet sich wieder unterhalb des Gitters 17 und die nunmehr völlig freien Körper 1 , können vom Gitter entfernt und aus dem Behälter 22 herausgenommen werden.
In the embodiment according to FIGS. 5 and 6, the container 22 is designed as a drum which can be pivoted at least 180 ° about an axis 18. In the drum there is a grating 17 which extends in the direction of the pivot axis 18. The bodies 1 'to be soaked from reinforcing material are deposited on the grid 17 or, if necessary, held by supports or on thorns. Under the grid 17 is the coating liquid 16 in the form of a low-melting alloy. The vacuum line 12, the pressure line 11 and the supply line 8, which can be shut off by a valve and lead to the reservoir 9 for the impregnating material 3, open into the jacket of the drum at locations that are free of the coating liquid 16. From the drum leads through the hollow axis 18, the discharge line 20 for the impregnation material 3, which can be closed and via which after the drum has been turned from the position shown in FIG. 5 into the position according to FIG Storage container 9 can be fed again. The method according to the invention can be carried out as follows using a device as shown in FIG. 5:
  • The container 22 is placed in a position before the loading in which the coating liquid 16 is located below the grid 17 (FIG. 5). The bodies 1 ′ are then introduced into the interior via an opening in the drum and placed on the grid 17. After the container 22 has been closed, the air is removed from the interior of the container 22 and from the bodies 1 'of reinforcing material by opening the vacuum line 12. After this degassing, the vacuum line 12 is closed and impregnating material 3 is introduced into the container 22 from the storage container 9 via the open valve in the supply line 8 until the bodies 1 'are covered, ie until the level of the impregnating material supplied is higher than the highest point of all body 1 'deposited on the grid 17. After this state is reached, the valve in the supply line 8 is closed and the interior of the container 22 is pressurized via the pressure line 11. As a result, the impregnating material impregnates the bodies 1 'of reinforcing material particularly intensively. The pressure line 11 can then be closed, whereupon the container 22 is turned through 180 ° from the position shown in FIG. 5. In this case, the bodies 1 ′ immediately rise up to the grating 17 (FIG. 6) and the impregnation material is suddenly displaced by the coating liquid 16 in the container 22, which has a higher density than the impregnation material. The impregnation material is discharged via the discharge line 20 and - as already mentioned - returned to the storage container. The bodies 1 'interspersed with the impregnating material are entirely surrounded by the high-density coating liquid 16 and the impregnating material in the bodies 1' can gel or harden, optionally with the addition of heat, namely with the addition of ultraviolet radiation, or also using microwave energy and the like. The like. After the impregnation material has hardened or has reached a gel stage, the container 22 is turned back into the position shown in FIG. 5. The sheathing liquid 16, which has a higher density than the impregnation material, is again below the grid 17 and the bodies 1 , which are now completely free , can be removed from the grid and removed from the container 22.

Aus dem Behälter 22 gemäß den Fig. 5 und 6 ist ein zwei Funktionen ausübendes Ventil 21' angeordnet. In der Lage gemäß Fig. dient es zur Belüftung des Behälterinnenraumes während der Entleerung; in der Lage nach Fig. jedoch zur Abführung der Umhüllungsflüssigkeit 16.5 and 6, a two-function valve 21 'is arranged. In the position shown in FIG. 1, it serves to ventilate the interior of the container during emptying; in the position according to FIG., however, for the removal of the coating liquid 16.

Claims (14)

1. A process for the production of shaped bodies of reinforced plastic material in which a body formed of reinforcing material is impregnated with plastic material and allowed to jelly or set in a shell corresponding to at least the outer contours of the body, characterized in that the body consisting of the reinforcing material is brought into contact with, and enclosed by, prior to or after the impregnation with the plastic material for forming the shell, at least on its outside with the sheathing material forming the matrix and/or upper die which is in the liquid state and immiscible with the impregnating material and that the sheathing material is optionally allowed to solidify and is removed after the jelling or setting of the impregnating material.
2. A process according to claim 1, wherein the body consisting of reinforcing material is continously sheathed.
3. A process according to claim 1 or 2, wherein the body consisting of reinforcing material is sheathed by a lowmelting alloy, in particular eutectic metal alloys.
4. A process according to any one of the claims 1 to 3, wherein the body consisting of reinforcing material is formed on a basic body, for instance a preforming core, a winding mandrel or a dead core, characterized in that the body of reinforcing material is separated from the basic body prior to the impregnation or the sheathing.
5. A. process according to any one of the claims 1 to 3, wherein the body of reinforcing material is formed on a basic body, for instance a preforming core, a winding mandrel or a dead core, characterized in that the compound arrangement consisting of the basic body and the reinforcing material is drenched with the impregnating material and the body consisting of the reinforcing material is impregnated in the course of this operation.
6. A process according to claim 5, wherein the basic body employed consists of the same material as the sheathing material.
7. A process according to any one of the claims 1 to 6, wherein the impregnating operation is carried out at sub and/or super pressure conditions.
8. A process according to any one of the claims 1 to 7, wherein the body consisting of reinforcing material is sheathed with the sheathing material in the liquid state, whereupon - optionally after solidification of the sheathing material - the impregnation by means of the impregnating material is effected via recessed inlet and outlet openings.
9. A process according to claim 8, wherein the body consisting of reinforcing material is provided on its surface, under recessing of inlet and outlet openings, with a pore-closing coating prior to sheathing with the liquid sheathing material.
10. A process according to any one of the claims 1 to 7, wherein the body consisting of reinforcing material - optionally on the basic body - is immersed and impregnated after a preferably effected degassing operation in a bath of impregnating material and that subsequently, the excess impregnating material is expelled by the sheathing liquid and the impregnated shaped body is jellied or set while enclosed by the sheathing liquid, whereupon the sheathing liquid is removed.
11. A device for carrying out the process according to claim 10, wherein in a container (7) optionally subjectable to vacuum and/or pressure one each inlet and outlet line (8, 20) for the impregnating material (3) and one each inlet and outlet line (14, 21) for the sheathing liquid (16) is arranged and wherein a grid (19) or the like is provided within the container (7) to prevent the floating up of the shaped bodies (1') (Fig. 4).
12. A device for carrying out the process according to claim 10, wherein a container (22) subjectable to vacuum and/or pressure is formed as a vessel pivotable around its longitudinal axis by at least 180 degrees which retains the sheating liquid (16) and wherein the container (22) is provided with one each inlet and outlet opening (8, 20) for the impregnating material (3) (Fig. 5, 6).
13. A device according to claim 12, wherein a grid (17) or the like is provided within the container (22) for supporting the shaped bodies (1') and for preventing the floating up of the shaped bodies (1') (Fig. 5. 6).
14. A device for carrying out the process according to claim 8 or 9, wherein connecting pieces (2, 24, 25), for instance funnels or receiving centering plates, are connected to the inlet and outlet openings recessed in the surface of the reinforcing bodies (1), said pieces (2, 24, 25) being supplied by a common inlet and outlet line (8, 20) for the impregnating material (3) and for the sub and/or super pressure (Fig. 1,2,3).
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