NL8403530A - Werkwijze voor het vervaardigen van samengestelde voorwerpen. - Google Patents

Description

*

Werkwijze voor het vervaardigen van samengestelde voorwerpen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van samengestelde voorwerpen uit door middel van een kunsthars met elkaar verbonden vezels, zoals bijvoor-5 beeld stuurwielen voor auto's.

Dergelijke stuurwielen zijn bijvoorbeeld beschreven in het Franse octrooischrift 1.561.120 en de Franse octrooiaanvrage 7905080 en hebben het voordeel, dat door de toepassing daarvan de veiligheid van de bestuurder van een auto in 10 het geval van een botsing wordt vergroot. Zo zijn bij het stuurwiel volgens de Franse octrooiaanvrage 7905080 de spaken, door welke dit stuurwiel met de naaf is verbonden vervaardigd uit onderling evenwijdige aan elkaar gehechte vezels, welke de botsingsenergie door een progressieve vervorming absorberen, 15 waardoor de kans op verwonding van de bestuurder in sterke mate wordt gereduceerd.

Bij dit bekende stuurwiel is als bindmiddel voor de vezels echter een thermohardende kunsthars toegepast, waarmede de vezels eerst door onderdompeling moeten worden geïmpreg-20 neerd en vervolgens tot een geheel moeten worden verenigd door middel van een polymerisatiebehandeling onder druk en bij hoge temperatuur, teneinde de kunsthars te doen harden.

Een dergelijke werkwijze heeft een groot aantal praktische bezwaren, waarvan de navolgende met name kunnen worden 25 genoemd: - de vloeibare kunsthars druipt zeer gemakkelijk van de draden of vezels af, tenzij deze na het impregneren door een koel kamer worden geleid, hetgeen omslachtig en kostbaar is..

30 - door de afdruipende kunsthars worden de inrichtingen en machines voor het ten uitvoer leggen van de werkwijze verontreinigd, hetgeen het onderhoud daarvan bemoeilijkt.

- de kunsthars vloeit in alle voegen van de vormen, waardoor de voorwerpen na verwijdering daaruit moeten worden 35 afgebraamd, hetgeen een zeer kostbare bewerking is.

- bij toepassing van deze werkwijze voor serieproductie is een groot aantal vormen nodig.

- bij elke bewerking moeten de vormen met een middel voor het lossen van de voorwerpen worden ingesmeerd of moeten 40 8 4 0 3 5 3 0 «- ‘i - 2 - daarin door een thermische behandeling aan de vorm daarvan aangepaste folies worden aangebracht.

de vormen moeten na elke vormbewerking zorgvuldig worden gereinigd, omdat in alle voegen daarvan hars-5 resten achterblijven.

- de vervaardigde voorwerpen vertonen onregelmatigheden en vormverschillen.

- de fabricagecyclus is lang en omslachtig.

- de polymerisatietijd beperkt de productiesnelheid.

10 - de investeringen, welke noodzakelijk zijn voor het verkrijgen van een aan de behoeften van de auto-industrie voldoende productiecapaciteit zijn zeer groot.

De onderhavige uitvinding verschaft een werkwijze, waarmede de bovengenoemde bezwaren zijn vermeden, doordat 15 daarbij een thermoplastische kunsthars wordt toegepast en daarbij eerst deze kunsthars op de afzonderlijke vezels wordt aangebracht, vervolgens de vezels door smelten van de kunsthars tot een bundel worden verenigd en deze bundel in een vorm wordt opgerold en nadat het samengestelde materiaal in 20 deze vorm is afgekoeld het verkregen voorwerp daaruit wordt verwijderd.

Het aanbrengen van de kunsthars op de afzonderlijke vezels kan op verschillende wijzen worden uitgevoerd.

Bij een eerste mogelijke wijze van uitvoering worden 25 de vezels eerst verhit en wordt vervolgens de kunsthars daarop aangebracht door bijvoorbeeld de vezels door een met zwevende poedervormige kunstharsdeeltjes gevulde ruimte te voeren of deze door extrusie met een Taag gesmolten kunsthars te bedekken of de kunsthars in poedervorm langs electrostatische weg 30 daarop aan te brengen.

Bij deze uitvoeringsvorm kunnen de vezels direct in warme toestand worden samengesteld tot een bundel, welke vervolgens in de vorm wordt opgerold, waarin de vezels dan tijdens het afkoelen aan elkaar worden gehecht.

35 Bij een tweede uitvoeringswijze worden de vezels in koude toestand met een laag kunsthars bedekt door deze bijvoorbeeld door een waterige oplossing of dispersie van de kunsthars te voeren of door gebruikmaking van een kleefstof, 84 0 3 5 3 0- 40

r 'S

-3- waarbij dan door het verhitten van deze vezels voor of tijdens het samenvoegen daarvan het oplosmiddel kan worden verdampt of de kleefstof kan worden geactiveerd.

Hoewel bij deze beide vervaardigingswijzen het voor-5 werp direct na afkoeling van de vorm wordt verkregen en als zodanig kan worden gebruikt kunnen de vezels desgewenst nog verder worden samengeperst en in het geval van een stuurwiel op de naaf daarvan worden bevestigd door het verkregen voorwerp in een warmpersvorm aan te brengen, waarbij dan een eind-10 product met zeer nauwkeurige afmetingen en zonder enige vervorming wordt verkregen. Bij een dergelijke bewerking is het tevens mogelijk om in het voorwerp metalen of uit kunststof bestaande organen aan te brengen, wanneer dit bijvoorbeeld noodzakelijk is om de spaken ten opzichte van de ring te ver-15 sterken of voor het aansluiten van electrische inrichtingen en dergelijke noodzakelijke organen in het stuurwiel aan te brengen.

Als vezels kunnen natuurlijke vezels, kunstvezels, minerale vezels of organische vezels, zoals vezels van poly-20 amiden, polyethyleen, polypropyleen en polyacrylharsen of vezels van katoen, borium, koolstof, glas of een metaal, zoals .aluminium en staal of ook mengsels van vezels van verschillende aard worden gebruikt. De werkwijze volgens de uitvinding kan ook worden uitgevoerd onder gebruikmaking van 25 vezels, welke enerzijds zijn voorzien van een uit een eerste kunsthars bestaande bekleding, welke daarop in de vorm van een poeder langs electrostatische weg is aangebracht en die anderzijds zijn voorzien van een bekledingslaag van dezelfde of een andere soort thermoplastische kunsthars, welke daarop is aan-30 gebracht door extrusie, zoals in de Franse octrooiaanvrage 8310632 van 28 juni 1983 is beschreven. Als thermoplastische kunsthars kan een polyamide, polyethyleen, polypropyleen, een gemodificeerd polystyreen en dergelijke worden gebruikt.

De werkwijze volgens de uitvinding heeft ten opzichte 35 van de tot dusver bekende werkwijzen en wel met name ten opzichte van de werkwijze volgens de Franse octrooiaanvrage 7905080 het voordeel, dat daarbij slechts een enkele opwikkel vorm en eventueel een warmpersvorm voor het verkrijgen van een beter oppervlak van het voorwerp of het daaraan geven van een bijzon-40 dere vorm behoeft te worden toegepast, welke beide vormen 8403530 - 4 - hierbij overigens kunnen bestaan uit een enkele vorm, door het sluiten waarvan de persbewerking kan worden uitgevoerd. Voorts worden in deze vormen geen bramen aan de voorwerpen gevormd, terwijl de vormen niet met een middel voor het los-5 sen van de voorwerpen behoeven te worden ingesmeerd en de met de werkwijze vervaardigde voorwerpen niet aan een nabewerking behoeven te worden onderworpen.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van twee voorbeelden van de toepassing van de werkwijze 10 voor het vervaardigen van stuurwielen voor auto's en de bijgaande tekening, in de figuren waarvan de daarbij toegepaste opeenvolgende bewerkingen schematisch zijn weergegeven.

Voorbeeld 1

In fig. 1 is schematisch een aantal spoelen 1 weer-15 gegeven, van welke afzonderlijke vezels 2 worden afgewikkeld, welke zijn bestemd om tot de kern van een voorwerp te worden samengevoegd. Deze vezels kunnen eventueel worden voorverhit door middel van een verhittingswikkeling HT 3 en worden vervolgens zonder spanning toegevoerd aan een bak 4, welke is 20 gevuld met een poedervormige kunsthars, die door middel van een blaas!uchtstroom 5 in zwevende toestand wordt gehouden.

De kunstharsdeeltjes hechten door electrostatische werking aan de door de bak 4 gevoerde vezels 2. Vanaf de uitgang van de bak worden de vezels door een tweede verhittingsinrichting 25 gevoerd, in welke de kunstharsdeeltjes worden gesmolten en daarbij een bindmiddel vormen, dat de samensmelting van de vezels tot een buigzame bundel 6 bewerkstelligt, welke bundel na het doorvoeren daarvan door een inrichting 7 voor het verwijderen van oneffenheden door een robot 8 in een vorm 9 wordt 30 aangebracht, waarin deze afkoelt en zijn uiteindelijke vorm aanneemt.

Bij een praktische toepassing van deze werkwijze werd gebruik gemaakt van glasvezels 1 van het type "Roving R28 de 320 tex" met een diameter van ongeveer 10μ en werden deze 35 vezels met een snelheid van ongeveer 100m/min door de met een polyamide-kunsthars gevulde bak gevoerd, terwijl de vezels door de beide verhittingsinrichtingen tot een temperatuur van 220°C werden verhit.

40 8403530 T '·£ - 5 -

Voorbeeld 2

Zoals in fig. 2 is weergegeven wordt bij de daarin weergegeven toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding de vezelbundel na het verlaten van de bak 4 door een extrusie-5 inrichting 10 gevoerd, waarin deze wordt voorzien van een bek!edingslaag van een thermoplastische kunsthars, hetgeen dezelfde kunsthars als in de bak 4 of een daarvan verschillende kunsthars kan zijn. De aldus beklede draad wordt vervolgens door middel van een inrichting 10 door 10 een afkoelzone 12 getrokken en daarna op een spoel 13 gewikkeld. Deze tussenopslag van de draad is noodzakelijk op grond van het feit, dat de in de inrichtingen 4 t/m 10 behandelde draad wordt afgewikkeld van een voorraadspael Γ en de gehele inrichting met een snelheid van ongeveer 1000 m/min doorloopt. Vervolgens 15 wordt uit een aantal, op spoelen 13a, 13b en 13c gewikkelde draden een draadbundel 14 gevormd, welke door een verhittings-inrichting 15 weer wordt verhit, waarbij de door de bekleding bedekte harsdeeltjes smelten en met de bek!edingslaag het bindmiddel vormen, waardoor de vezels aan elkaar worden 20 gehecht. De aldus gevormde bundel wordt door middel van een robotkop 8‘ in de vorm 9' aangebracht, waarin de bundel afkoelt en evenals bij het voorbeeld 1 zijn uiteindelijke vorm aanneemt. Door vervolgens de vorm 9 (of 9') onder druk te sluiten wordt de oppervlaktetoestand van het voorwerp verbe-25 terd of de vorm daarvan gewijzigd. Zo kan bijvoorbeeld de omtrek van een stuurwiel op deze wijze worden voorzien van een gegolfd profiel, waardoor de greep op het stuurwiel wordt verbeterd. De bundel kan ook in de vorm worden aangebracht zonder te zijn verhit, waarbij dan hierna de vorm zelf wordt 30 verhit. De verhitting kan plaatsvinden door middel van infrarode straling, een niet-oxiderende vlam, een laser of op elke andere geschikte wijze. De bij de beschreven voorbeelden gebruikte vorm is bestemd voor het vormen van stuurwielen voor auto's, waarvan de eigenschappen, zoals in het voorgaande is 35 uiteengezet bijzonder zorgvuldig moeten worden bepaald, maar de werkwijze volgens de uitvinding kan in het algemeen worden toegepast voor het vervaardigen van alle, uit opgerold ..vezel -.materiaal samengestelde voorwerpen, die tot dusverre onder gebruikmaking van thermohardende kunstharsen worden vervaar-40 digd en wel met name van dergelijke voorwerpen, die niet door 8403530 - 6 - het opwikkel err op een doorn kunnen worden gevormd. Zo kunnen bijvoorbeeld met de werkwijze volgens de uitvinding torsie-stangen, overbrengingsassen en ophangingen voor de auto-industrie, alsmede voor andere industrieën geraamten voor 5 bijvoorbeeld zetels, portieren, koffers en daarnaast ook tennisrackets, skistokken en dergelijke worden vervaardigd.

10 8403530

Claims (7)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van samengestelde ‘ voorwerpen uit door middel van een kunsthars met elkaar ver bonden vezels, met. het kenmerk, dat een thermoplastische kunsthars wordt toegepast, dat eerst deze kunsthars 5 op de afzonderlijke vezels wordt aangebracht, vervolgens de vezels door smelten van de kunsthars tot een bundel worden verenigd en deze bundel in een vorm wordt opgerold en nadat het samengestelde materiaal in deze vorm is afgekoeld het verkregen voorwerp daaruit wordt verwijderd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de kunsthars op de vezels wordt aangebracht door de vezels door een de kunsthars in de vorm van zwevende deeltjes bevattende ruimte te voeren, in welke deze deeltjes zich door electrostatische werking aan de continu door deze 15 ruimte voortbewegende vezels hechten.

3. Werkwijze volgens conclusies 1 en 2, met het kenmerk, dat de vezels alvorens deze door de ruimte met zwevende kunstharsdeeltjes worden gevoerd worden verhit, zodat de kunstharsdeeltjes bij het in aanraking 20 komen met de vezels smelten en deze zich bij het verlaten van de ruimte aan elkaar hechten.

4. Werkwijze volgens de conclusies 1 en 2, m e t het kenmerk, dat de vezels in koude toestand door de ruimte met zwevende kunstharsdeeltjes worden gevoerd en 25 vervolgens in een extrusie-inrichting met een laag van dezelfde of een andere kunsthars worden omgeven en de beide op de vezels aangebrachte kunstharsen door verhitting van de vezels voor het aanbrengen daarvan in de vorm of daarna door verhitting van de vorm met elkaar worden versmolten.

5. Werkwijze volgens een der conclusies 1 t/m 4, met het kenmerk, dat het verkregen voorwerp na verwijdering daarvan uit de vorm aan een warmpersbewerking wordt onderworpen, door welke de vezels nog sterker worden samengedrukt, teneinde een beter oppervlak van het voorwerp 35 te verkrijgen of de vorm daarvan te veranderen. 8403530 - 8 -

6. Werkwijze volgens conclusie 5, ητ e t het k e n m e r k, dat bij de warmpersbewerking metalen of uit ' kunststof bestaande organen voor het versterken van het voorwerp of het daaraan bevestigen van electrische verbindingen 5 in het voorwerp worden aangebracht.

7. Toepassing van de werkwijze volgens een der conclusies 1 t/m 6 voor het vervaardigen van samengestelde voorwerpen uit opgerolde draden en in het bijzonder van dergelijke voorwerpen, die niet door opwikkeling op een doorn kunnen wor-10 den verkregen en wel met name draaiende onderdelen, zoals stuurwielen, torsiestangen en overbrengingsassen, alsmede allerlei soorten geraamten voor bijvoorbeeld portieren, koffers en zetels en voorwerpen, zoals tennisrackets, ski stokken en dergelijke. 15 ~/~ 84 0 3 5 3 0