WO2011076756A1 - Method and device for producing molded parts made of plastic, in particular of a fiber composite material - Google Patents

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WO2011076756A1
WO2011076756A1 PCT/EP2010/070280 EP2010070280W WO2011076756A1 WO 2011076756 A1 WO2011076756 A1 WO 2011076756A1 EP 2010070280 W EP2010070280 W EP 2010070280W WO 2011076756 A1 WO2011076756 A1 WO 2011076756A1
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WO
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press
molds
molding
tools
nip
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PCT/EP2010/070280
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Inventor
Klaus Schürmann
Lothar Sebastian
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Siempelkamp Maschinen- Und Anlagenbau Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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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
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    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
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    • B29C33/34—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor movable, e.g. to or from the moulding station
    • B29C33/36—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor movable, e.g. to or from the moulding station continuously movable in one direction, e.g. in a closed circuit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C70/28—Shaping operations therefor
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/0277—Apparatus with continuous transport of the material to be cured

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for producing molded parts made of plastic, in particular of a fiber composite material.
  • Plastic means z.
  • thermosetting plastics d. H. especially resins, e.g. As epoxy resins, polyester resins or polyurethane resins which are initially liquid, viscous or powdery and harden under the action of a hardener and / or by pressure and / or heat.
  • the invention also includes the production of molded parts made of thermoplastic materials, the z. B. heated (as a melt) are introduced into the mold and then cure by cooling.
  • Plastic in the context of the invention particularly preferably means a fiber-reinforced plastic and consequently a fiber composite material in which fibers are embedded or embedded in a matrix of plastic.
  • the fibers may preferably be glass fibers and / or carbon fibers or carbon fibers, but also ceramic fibers, metal fibers and / or natural fibers and corresponding combinations.
  • the fibers may be loose, but preferably in the form of semi-finished products, for. B. as fiber mats or the like.
  • Moldings means z. B. molded parts for the automotive industry, for. As body parts, or moldings for aerospace engineering, z. B. fuselage, wing parts or the like for aircraft construction. Furthermore, it may be components for mechanical engineering, z. B. components for power plant construction, plant construction and in particular wind turbines or the like.
  • the invention preferably relates to a process for the production of molded parts from fiber composite materials by means of transfer molding, which is also referred to as RTM process (Resin Transfer Molding).
  • RTM process Resin Transfer Molding
  • the fibers eg Semi-finished fiber
  • a mold which usually consists of upper tool and lower tool.
  • the molding compound eg, a two-component molding compound of a resin and a hardener
  • the mold Before and / or during the injection of the molding compound, the mold can be subjected to negative pressure or vacuum.
  • the molding material usually not only by the hardener or z. As heat, but in particular cures under pressure, it is necessary to clamp the tool halves against each other. For this purpose, it is possible to mount the mold or the mold halves in a press, so that the molding compound is injected after inserting the fibers and after closing in the closed mold. Such presses operate in clock mode. After pressing or curing, it is then necessary to first open the press, remove the molded part and usually clean the tools before the next cycle can then begin.
  • the economic production of relatively large components eg. As body parts for motor vehicles or for the aerospace industry is difficult.
  • continuous presses are known, which are used in particular for the production of wood-based panels, but also for the production of plastic panels or plastic mats.
  • z. B. may be formed as a double belt presses, the molding material, for. B. a fiber mat or an art pulp, passed directly through the press nip of the press, so that the outlet side of the press plates or plate strands or mats or mat strands expire.
  • the production of plastic moldings in a continuous press is described in US 4,824,354. There, the upper tools in the press upper part in circulation and the lower tools in the press base are circulated, so that upper tool and lower tool are merged automatically in the inlet region of the press. In the inlet area then plate-shaped semi-finished products are inserted into the molds, which are formed in the course of the passage through the press.
  • the invention has for its object to provide a method which allows the economical production of high-quality molded plastic parts, in particular g roßformatigen molded parts made of fiber composite material.
  • the invention teaches a method for producing molded plastic parts, in particular from a fiber composite material, in a continuously operating press, with a plurality of molds, each having at least one mold space, wherein the molds are filled with a molding material, wherein the molding compound with the filled molds in the working direction of the press in succession jointly passed through the press nip of the press and thereby acted upon with pressing pressure, wherein the molding material hardens and wherein the molds are removed from the outlet side of the press and opened to remove the molding.
  • the molding compound is preferably applied not only with pressure but also with heat.
  • the molding material is not only pressurized, but also z. B. cooled.
  • the molding compound is particularly preferably introduced into the molding space of the molding tools, for. B. injected after the molds were closed and introduced into the press nip of the press.
  • the invention relates to the production of molded parts from a fiber composite material, wherein in the molds before closing and insertion into the press nip fibers or a semi-finished fiber are introduced and wherein then introduced after closing and preferably after insertion into the press nip, the molding material in the mold space , z. B. is injected.
  • the invention is based on the recognition that molded parts made of plastic and in particular a fiber composite material, can be produced particularly economically in a continuously operating press.
  • Continuous presses can be used, eg. B. in the Au s enclosuresform as a double belt presses.
  • the invention has now recognized that through the press nip of such a press not only directly a molding compound, for. B. can pass a fiber mat or a plastic mass for the production of plates or plate strands, but also that a plurality of press tools in a row (and possibly also side by side) and consequently together or simultaneously pass through the press nip, so that in an economical manner in a continuous operation high-quality components for z. B.
  • the vehicle industry or the aerospace industry or mechanical engineering can be produced, in particular by way of injection molding.
  • the molds can be removed on the outlet side completely from the press, so that the cured moldings can be removed easily and economically.
  • the molds can then be cleaned easily, since they are not firmly mounted in a press, but are completely removed and thus easy to handle. Subsequently, the molds can be returned to the press inlet and then refill in a next cycle and pass through the press.
  • the cleaning of the press tools can, for. B. during the return of the molds. Since in the course of the return usually a distance must be covered, which corresponds at least to the press length, this distance and the time required for the return transport can be used to clean the tools. The system can then work very economically.
  • molded parts can be produced from conventional materials and in particular conventional fiber composite materials. They are preferably thermoset molded parts which are produced on the basis of a resin or based on a plurality of resins and usually a hardener or a plurality of hardeners.
  • the molding compound usually hardens not only because of the hardener, but particularly preferably using pressure and also heat. This means that the molds are heated in the context of the invention before entering the press and / or during the passage of the press.
  • the molds are heated directly during the passage through the press nip, via heating elements, which are integrated into the molds. These may be, for example, resistance heating elements or also heating channels through which a heating medium flows.
  • the molds during the passage through the press nip indirectly, z. B. heated by heated press plates and consequently heating plates of the continuous press.
  • the invention is based on the recognition that the known continuously operating presses, z. B. double belt presses for the production of wood-based panels or the like are usually equipped with heated press plates. It is possible to indirectly heat the press tools passing through the press nip via these heatable press plates. This indirect heating can also be combined with direct heating.
  • the tools can also directly or indirectly, for. B. with cooled pressure plates to be cooled.
  • the molds are filled during the transport of the molds through the press with the molding material and / or subjected to negative pressure. It is then not necessary to always stop and start the press, but it is possible to inject the molding material into the "running" molds, preferably in the inlet region or in the front region of the continuously operating press. This can be achieved, for example, by providing movable spray heads and possibly vacuum devices in the longitudinal direction of the press, which have a specific Part section along the press longitudinal direction in synchronism with the molds and consequently with the press speed can be moved.
  • continuous operation in the context of the invention also means a "quasi-continuous" operation, in which the molding compound is introduced into the molding space in the stationary state of the molding tools.
  • the invention also relates to a press plant for the production of molded parts made of plastic and in particular molded parts made of fiber composite material by a method of the type described.
  • a press plant has a continuously operating press with upper press part and press lower part and with a press nip and a plurality of molds, which in each case are composed of at least upper tool and lower tool, between which a mold space is formed.
  • the press installation has at least one filling device for filling the molding space with a molding compound.
  • press cylinders or similar force elements are provided in the upper press part and / or lower press part.
  • a continuously operating press which has at least one upper press plate, preferably heatable press plate, in the press upper part and at least one lower press plate, particularly preferably heatable press plate, the molds being roller-mounted and / or slide-mounted by the press plates formed press nip.
  • the upper press plate and / or the lower press plate can be loaded with a plurality of pressing cylinders.
  • a roller bearing preferably rolling rods or a roll bar carpet or a roller carpet or a similar Wälz Eisenteppich be used. This technology is used in continuous presses for the production of wood-based panels or known.
  • the rolling rods can preferably be guided on (outer) chains in circulation.
  • WälzSystemaggregate or WälzSystemteppiche that can also be used, eg. B. WälzSystemteppiche from a variety of small roles, which are arranged one behind the other and side by side and are connected by a plurality of chain links. These can also be used.
  • the upper Rollstangenteppich or WälzMechteppich then runs below the upper press plate and the lower Rollstangenteppich or Wälz stressesteppich then runs above the lower press plate in the working direction through the press, so that the press nip between upper Wälz stressesaggregaten and lower Wälz stressesaggregaten is formed.
  • the molds are guided directly between the upper Wälz stressesteppich and lower Wälz stressesteppich by the continuous press.
  • the continuously operating press in the upper press part and in the lower press part each endless circulating press belts, z. B. steel strips, which are guided over pulleys on the one hand in the press upper part and on the other hand in the press base.
  • the press belts can be slidably mounted or preferably supported on the respective press plates by roller bearings, the forming tools then being transported between the press belts and consequently also by the press belts through the press nip formed between the press belts.
  • the known technologies eg. B. from the wood-based panel industry, are used.
  • steel strips or pressing belts are dispensed with, which can transport the forming tools through the press, it is possible to transport the forming tools via the rolling element assemblies.
  • driven chains can be connected to the WälzSystemaggregate.
  • the molding tools are also guided by their own drives or pulled through the press h become.
  • the molds are not directly adjacent to each other, but the molds are spaced from each other with the interposition of the introduced into the mold cavity molding compound (after filling the molding material) by a (small) gap.
  • the pressing pressure and / or press nip of the continuous press are adjusted variably and in a defined manner over the press length and / or over the width of the press. Consequently, a pressure profile variable over the press length and / or press width and / or a travel profile variable over the press length and / or press width can be set.
  • the press can consequently be operated under pressure control with a monitored path window. Alternatively, the press can also be regulated with a monitored pressure operated windows.
  • the press thus has preferably at least in the press longitudinal direction a plurality of pressing cylinders, which z. B. against the upper press plate and / or work against the lower press plate.
  • the press also has a plurality of press cylinders in the press transverse direction, for. B. at least three press cylinders, preferably five press cylinders or more.
  • the press profile can also be adjusted variably over the width of the press. So z. B. inclinations of the press dies are compensated.
  • a variety of molds are passed through the press, there is also the possibility, for example, of producing different mold parts at the same time in one and the same press, since z. B. in a part of the press molding tools for the production of a specific molding and another part of the press molding tools for the production of another molding can be located.
  • By adjusting the press characteristic it is even possible to selectively exert different influences on the production process.
  • the invention proposes that preferably at least five, more preferably at least eight molding tools are guided in succession through the press together in the working direction.
  • the molding tools preferably have a width of at least 1 m, particularly preferably at least 2 m and / or preferred has a length of at least 2 m, more preferably of at least 3 m.
  • several molds can be guided side by side through the press.
  • the invention proposes that the molding tools in the press with a specific pressing force of z. B. 1 00 to 500 N / cm 2 , preferably 250 to 400 N / cm 2 are applied.
  • the cycle time of a mold through the press should be about 60 to 300 sec., Z. B. 100 to 200 sec. be.
  • the speed of the molds in the press nip, which z. B. by the speed of the press belts is given, can 100 mm / sec. up to 500 mm / sec., z. B. 100 mm / sec. up to 300 mm / sec. be.
  • the molds are heated with the proviso that heats the molding material in the mold cavity to the material type dependent, required temperature. It is within the scope of the invention that the molding material -. B. in thermosetting materials - in the press during curing at least temporarily has a temperature of 100 ° C to 200 ° C. - In the case of thermoplastics much lower temperatures, possibly even cooling, can be provided.
  • the filling device which is the subject of the press arrangements according to the invention, preferably has at least one spray head with which the fibers are injected in the molding space of the closed molding tools. Furthermore, the filling device preferably has at least one vacuum source with which the mold space of the closed molds can be evacuated before and / or during the injection of the molding compound.
  • the vacuum source may be part of the filling device, but it may be formed separately.
  • the filling device or its spray head and / or the vacuum source can - in order to enable the described genuine continuous operation - be at least partially movable with the guided through the press nip molding tools.
  • the mold tools can be provided in the described manner with integrated heating elements, it being possible for a heating device to be connectable to the molds, which can optionally be moved with the molds. This is particularly suitable for direct heating of the molds. Then there is the possibility to connect an external heater "temporarily” and to move along the press. However, the heater may also be integrated into or connected to the tools.
  • the electrical contacting can then take place via flexible supply lines or via contact rails running along the press (for example with sliding contacts).
  • An inductive heating is possible, in which case corresponding induction devices are arranged along the press longitudinal direction.
  • an (automated) loading device can be provided.
  • Loading means in the context of the invention the feeding of the molds with the fibers or semi-finished fiber.
  • the insertion of the fibers or semi-finished fiber can be done automatically or manually.
  • the press system according to the invention can be equipped with a transport device for the return transport of the molds taken from the press and emptied to the press inlet.
  • the transport device preferably extends adjacent to the continuous press.
  • the invention is based on the recognition that the molds are of course to be made available for a further molding process after removal.
  • the return transport can be optimized with an automated transport device.
  • a removal device is preferably provided, with which the finished molded parts can be removed from the mold and the molds can preferably also be opened. Since a loading device is usually provided in the area of the press inlet for loading the opened forming tools with a semi-finished fiber product or the like, the (return) transport device is preferably arranged between the removal device and the loading device.
  • the (return) transport device is associated with a cleaning device.
  • the invention is based on the recognition that it is particularly advantageous if the molds are cleaned during the return transport.
  • the return transport route and the return transport time can therefore be exploited particularly economically.
  • suitable communication means can be arranged on the mold tools. So there is not only the possibility, the Temperature monitor, but it consists z.
  • the data exchange can not only be wireless, but also wired via suitable tow cables or the like. This can be useful, for example, if anyway cable or the like are carried along to heat the molds.
  • Fig. 1 simplified and schematically a press plant for the production of plastic fiber composite materials in a side view (partial) and
  • Fig. 2 is a press plant according to Fig. 1 with a greatly simplified plan view.
  • the press system has a continuously operating press 1 with press upper part 2 and press lower part 3 and a press nip 4.
  • an upper press plate 5 is provided in the press upper part.
  • a lower press plate 6 is provided in the lower press part.
  • the press frame is composed essentially of lower straps 7 and upper straps 8 and press frames 9 held between the straps.
  • an upper piston press in which the upper press plate 5 is acted upon with pressing cylinders 10, which are supported against the press frame 9.
  • the lower press plate 6 is located with the interposition of a pressure distribution plate 1 1 on the press frame 9. Between the press plate 6 and Druckverteilverteilplatte 1 1 thermal insulation can be arranged.
  • Subject of the press system are also a variety of molds 12, each composed of upper tool 13 and lower tool 14.
  • the molds 12 are guided through the press nip 4 with roller bearings.
  • rolling rods 15 or roll bar carpets are guided on chains, not shown, in circulation.
  • the rolling rods 15 are each supported on the press plates 5, 6.
  • endlessly circulating steel press belts 16 are guided both in the upper press part 2 and in the lower press part 3. These steel strips 16 and the associated deflection drums 17 are only indicated in the figure.
  • a resin with a hardener ie a two-component molding compound
  • a merely indicated filling device 19 which has a spray head. It is expedient if the mold space after closing the molds and before or during the A bring the mold mass is subjected to negative pressure.
  • a likewise merely indicated pressure source 20 is provided, which is also connected to the molds 12 in the inlet region of the press 1.
  • the molding compound hardens (within the molds 12), in particular due to the introduced hardener, but also by means of pressing pressure and heat.
  • the temperature of the molding compound by heating the molds 12 can be made directly and / or indirectly.
  • the molds 12 are provided with integrated heating elements 21, which may be designed as resistance heating elements or as heating channels for a heating medium.
  • a merely indicated heating device 22 can be connected in the inlet region of the press in order to heat the molding tools 12 directly.
  • a heating device 22 can be connected in the inlet region of the press in order to heat the molding tools 12 directly.
  • the rolling rods 15 and the steel press belts 16 are heated accordingly.
  • the molds 12 can be opened and the finished moldings are removed, for. B. with a not shown in FIG. 1 removal device 23rd
  • the filling device 19 with one in the press longitudinal direction movable spray head is equipped, so that the molding material during transport into the closed molds can be injected.
  • the vacuum source 20 can be moved. If a heating device 22 is also provided, it may also be movable, possibly even over the entire press length. However, in the case of the filling device 19 and the vacuum source 20 in particular, it is generally sufficient if they are moved over a relatively short distance in the inlet region of the press with the forming tools (back and forth).
  • the illustrated press 1 operates preferably in the "open mode", ie upper tool 13 and lower tool 14 are not directly against each other when passing through the press or during pressing, but are spaced by a (small) gap, with the interposition of the Form space arranged molding compound, ie after filling with the molding material.
  • This mode has the advantage that in fact can be influenced by adjusting the pressing profile in the continuous press 1 and the pressing process within the mold space. Therefore, it is provided in the context of the embodiment that a plurality of pressing cylinders 10 are arranged one behind the other, so that over the press length, a variable pressing profile can be adjusted. Also in the press transverse direction, a plurality of pressing cylinders 10 are arranged side by side. This is not shown.
  • displacement transducers are preferably provided which monitor the press nip (between upper press plate and lower press plate) or the gap between upper tool and lower tool.
  • the transducers are not shown. If the displacement sensors are arranged on the molds, a direct measurement of the gap between the upper tool and lower tool takes place. However, the measurement can also be done indirectly by the displacement transducer associated with the press plates. Finally, the transducers can also be arranged on the cylinders, so that then (indirectly) can be closed to the gap between the upper tool and lower tool.
  • a transport device 24 is provided for the return transport of the molds.
  • This transport device 24 conveys the molds - after removing the moldings in the removal device 23 - back to the press inlet or to the feeder 18, in turn, then in the semi-finished fiber in the mold
  • the removal device 23 may be equipped with an opening device, not shown, to open the from the
  • the pressing force per die can be about 3200 t, so that a specific pressing force of 320 N / cm 2 results.
  • the total press force is then 28,800 t. Assuming 29 press frames, this results in about 1000 t per frame, with a frame distance of about 1 m is realized. It is then useful over the width z. B. to provide five cylinders on each press frame, each generating 200 t pressing force.
  • the pressing time can z. B. 140 sec. be so that then at a press length of 36 m, the press speed about 260 mm / sec. is.
  • the cylinders are quasi static cylinders.
  • the pressure profile can be adjusted with high precision in the longitudinal and transverse direction.

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  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for producing molded parts made of plastic, in particular of a fiber composite material, in a continuously operating press (1), having a plurality of molding tools (12) each having at least one molding cavity, wherein the molding tools (12) are filled with a molding compound, wherein the molding tools (12) filled with the molding compound are fed through the press gap (4) of the press (1) one after another in the working direction of the press (1) and are thereby subjected to press pressure and optionally to heat, so that the molding compound cures, and wherein the molding tools (12) are removed from the press (1) on the exit side and are opened for removing the molded part.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus Kunststoff, insbesondere aus einem Faserverbundwerkstoff  Method and device for producing molded parts from plastic, in particular from a fiber composite material
Beschreibung: Description:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus Kunststoff, insbesondere aus einem Faserverbundwerkstoff. The invention relates to a method and an apparatus for producing molded parts made of plastic, in particular of a fiber composite material.
Kunststoff meint z. B. duroplastische Kunststoffe, d. h. insbesondere Harze, z. B. Epoxidharze, Polyesterharze oder Polyurethanharze, die zunächst flüssig, zähflüssig oder pulverförmig vorliegen und unter Wirkung eines Härters und/oder durch Druck und/oder Wärme aushärten. Grundsätzlich umfasst die Erfindung aber auch die Herstellung von Formteilen aus thermoplastischen Kunststoffen, die z. B. erwärmt (als Schmelze) in die Form eingebracht werden und dann durch Kühlung aushärten. Besonders bevorzugt meint Kunststoff im Rahmen der Erfindung einen faserverstärkten Kunststoff und folglich einen Faserverbundwerkstoff, bei dem Fasern in eine Matrix aus Kunststoff eingebettet werden bzw. eingebettet sind. Bei den Fasern kann es sich bevorzugt um Glasfasern und/oder Carbonfasern bzw. Kohlefasern, aber auch um Keramikfasern, Metallfasern und/oder Naturfasern sowie entsprechende Kombinationen handeln. Die Fasern können lose, bevorzugt jedoch in Form von Halbzeugen, z. B. als Fasermatten oder dergleichen vorliegen. Formteile meint z. B. Formteile für die Kraftfahrzeugindustrie, z. B. Karosserieteile, oder Formteile für die Luft- und Raumfahrttechnik, z. B. Rumpf-, Flügelteile oder dergleichen für den Flugzeugbau. Ferner kann es sich um Komponenten für den Maschinenbau, z. B. Komponenten für den Kraftwerkbau, Anlagenbau und insbesondere Windkraftanlagen oder dergleichen handeln. Plastic means z. As thermosetting plastics, d. H. especially resins, e.g. As epoxy resins, polyester resins or polyurethane resins which are initially liquid, viscous or powdery and harden under the action of a hardener and / or by pressure and / or heat. Basically, the invention also includes the production of molded parts made of thermoplastic materials, the z. B. heated (as a melt) are introduced into the mold and then cure by cooling. Plastic in the context of the invention particularly preferably means a fiber-reinforced plastic and consequently a fiber composite material in which fibers are embedded or embedded in a matrix of plastic. The fibers may preferably be glass fibers and / or carbon fibers or carbon fibers, but also ceramic fibers, metal fibers and / or natural fibers and corresponding combinations. The fibers may be loose, but preferably in the form of semi-finished products, for. B. as fiber mats or the like. Moldings means z. B. molded parts for the automotive industry, for. As body parts, or moldings for aerospace engineering, z. B. fuselage, wing parts or the like for aircraft construction. Furthermore, it may be components for mechanical engineering, z. B. components for power plant construction, plant construction and in particular wind turbines or the like.
Bevorzugt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Faserverbundwerkstoffen im Wege des Spritzpressens, das auch als RTM-Verfahren (Resin Transfer Moulding) bezeichnet wird. Bei diesem Verfahren, das grundsätzlich bekannt ist, werden zunächst die Fasern (z. B. ein Faserhalbzeug) in ein Formwerkzeug eingelegt, das in der Regel aus Oberwerkzeug und Unterwerkzeug besteht. Nach dem Schließen des Werkzeuges wird die Formmasse (z. B. eine Zwei-Komponentenformmasse aus einem Harz und einem Härter) in den Formraum eingespritzt, so dass die Formmasse die Fasern als Matrix umschließt und unter Bildung des Formteils aushärtet. Vor und/oder während des Einspritzens der Formmasse kann die Form mit Unterdruck bzw. Vakuum beaufschlagt werden. The invention preferably relates to a process for the production of molded parts from fiber composite materials by means of transfer molding, which is also referred to as RTM process (Resin Transfer Molding). In this method, which is basically known, first the fibers (eg Semi-finished fiber) inserted into a mold, which usually consists of upper tool and lower tool. After closing the tool, the molding compound (eg, a two-component molding compound of a resin and a hardener) is injected into the mold cavity so that the molding compound encloses the fibers as a matrix and cures to form the molding. Before and / or during the injection of the molding compound, the mold can be subjected to negative pressure or vacuum.
Die Herstellung von Formteilen aus Faserverbundwerkstoffen im Wege des Spritzpressens (Resin Transfer Moulding) wird z. B. in der DE 10 2007 046 734 A1 , DE 10 2007 023 229 A1 und der DE 10 2008 026 161 A1 beschrieben. The production of molded parts from fiber composites by means of transfer molding (Resin Transfer Molding) is z. For example, in DE 10 2007 046 734 A1, DE 10 2007 023 229 A1 and DE 10 2008 026 161 A1.
Da die Formmasse in der Regel nicht nur durch den Härter oder z. B. Wärme, sondern insbesondere auch unter Druck aushärtet, ist es erforderlich, die Werkzeughälften gegeneinander zu verspannen . Dazu ist es möglich, das Formwerkzeug bzw. die Werkzeughälften in einer Presse zu montieren, so dass die Formmasse nach dem Einlegen der Fasern und nach dem Schließen in das geschlossene Werkzeug eingespritzt wird. Solche Pressen arbeiten im Taktbetrieb. Nach dem Pressen bzw. Aushärten ist es dann erforderlich, die Presse zunächst zu öffnen, das Formteil zu entnehmen und die Werkzeuge in der Regel zu reinigen, bevor dann der nächste Zyklus beginnen kann. Die wirtschaftliche Fertigung von verhältnismäßig großen Komponenten, z. B. Karosserieteilen für Kraftfahrzeuge bzw. für die Luft- und Raumfahrttechnik ist schwierig. Since the molding material usually not only by the hardener or z. As heat, but in particular cures under pressure, it is necessary to clamp the tool halves against each other. For this purpose, it is possible to mount the mold or the mold halves in a press, so that the molding compound is injected after inserting the fibers and after closing in the closed mold. Such presses operate in clock mode. After pressing or curing, it is then necessary to first open the press, remove the molded part and usually clean the tools before the next cycle can then begin. The economic production of relatively large components, eg. As body parts for motor vehicles or for the aerospace industry is difficult.
Im Übrigen sind kontinuierliche Pressen bekannt, die insbesondere zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten, aber auch zur Herstellung von Kunststoff- platten oder Kunststoffmatten verwendet werden. Bei derartigen kontinuierlich arbeitenden Pressen, die z. B. als Doppelbandpressen ausgebildet sein können, wird die Formmasse, z. B. eine Fasermatte oder auch eine Kunst- stoffmasse, unmittelbar durch den Pressspalt der Presse geführt, so dass auslaufseitig aus der Presse Platten bzw. Plattenstränge oder Matten bzw. Mattenstränge auslaufen. Die Herstellung von Formteilen aus Kunststoff in einer kontinuierlichen Presse wird in der US 4,824,354 beschrieben. Dort werden die Oberwerkzeuge im Pressenoberteil im Umlauf und die Unterwerkzeuge im Pressenunterteil im Umlauf geführt, so dass Oberwerkzeug und Unterwerkzeug im Einlaufbereich der Presse automatisch zusammengeführt werden. Im Einlaufbereich werden dann plattenförmige Halbzeuge in die Formwerkzeuge eingelegt, welche im Zuge des Durchlaufens durch die Presse umgeformt werden. Incidentally, continuous presses are known, which are used in particular for the production of wood-based panels, but also for the production of plastic panels or plastic mats. In such continuous presses, z. B. may be formed as a double belt presses, the molding material, for. B. a fiber mat or an art pulp, passed directly through the press nip of the press, so that the outlet side of the press plates or plate strands or mats or mat strands expire. The production of plastic moldings in a continuous press is described in US 4,824,354. There, the upper tools in the press upper part in circulation and the lower tools in the press base are circulated, so that upper tool and lower tool are merged automatically in the inlet region of the press. In the inlet area then plate-shaped semi-finished products are inserted into the molds, which are formed in the course of the passage through the press.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches die wirtschaftliche Herstellung von hochwertigen Formteilen aus Kunststoff, insbesondere g roßformatigen Formteilen aus Faserverbundwerkstoff, ermöglicht. The invention has for its object to provide a method which allows the economical production of high-quality molded plastic parts, in particular g roßformatigen molded parts made of fiber composite material.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Kunststoff, insbesondere aus einem Faserverbundwerkstoff, in einer kontinuierlich arbeitenden Presse, mit mehreren Formwerkzeugen mit jeweils zumindest einem Formraum, wobei die Formwerkzeuge mit einer Formmasse befüllt werden, wobei die mit der Formmasse gefüllten Formwerkzeuge in Arbeitsrichtung der Presse hintereinander gemeinsam durch den Pressspalt der Presse geführt und dabei mit Pressdruck beaufschlagt werden, wobei die Formmasse aushärtet und wobei die Formwerkzeuge auslaufseitig der Presse entnommen und zum Entformen des Formteils geöffnet werden. To solve this problem, the invention teaches a method for producing molded plastic parts, in particular from a fiber composite material, in a continuously operating press, with a plurality of molds, each having at least one mold space, wherein the molds are filled with a molding material, wherein the molding compound with the filled molds in the working direction of the press in succession jointly passed through the press nip of the press and thereby acted upon with pressing pressure, wherein the molding material hardens and wherein the molds are removed from the outlet side of the press and opened to remove the molding.
Im Falle von duroplastischen Kunststoffen wird die Formmasse vorzugsweise nicht nur mit Druck, sondern außerdem mit Wärme beaufschlagt. Im Falle von thermoplastischen Kunststoffen wird die Formmasse nicht nur mit Druck beaufschlagt, sondern außerdem z. B. gekühlt. In the case of thermosetting plastics, the molding compound is preferably applied not only with pressure but also with heat. In the case of thermoplastics, the molding material is not only pressurized, but also z. B. cooled.
Es besteht grundsätzlich die Möglichkeit, die Formmasse in die noch offenen oder auch bereits in die geschlossenen Formwerkzeuge einzubringen, bevor die Formwerkzeuge in die Presse bzw. in deren Pressspalt eingeführt werden. Besonders bevorzugt wird die Formmasse jedoch in den Formraum der Formwerkzeuge eingebracht, z. B. eingespritzt, nachdem die Formwerkzeuge geschlossen und in den Pressspalt der Presse eingeführt wurden. Bevorzugt betrifft die Erfindung die Herstellung von Formteilen aus einem Faserverbundwerkstoff, wobei in die Formwerkzeuge vor dem Schließen und Einführen in den Pressspalt Fasern oder ein Faserhalbzeug eingebracht werden und wobei anschließend nach dem Schließen und vorzugsweise nach dem Einführen in den Pressspalt die Formmasse in den Formraum eingebracht, z. B. eingespritzt wird. In principle, it is possible to introduce the molding compound into the still open or already closed molds before the molds are introduced into the press or into its press nip. However, the molding compound is particularly preferably introduced into the molding space of the molding tools, for. B. injected after the molds were closed and introduced into the press nip of the press. Preferably, the invention relates to the production of molded parts from a fiber composite material, wherein in the molds before closing and insertion into the press nip fibers or a semi-finished fiber are introduced and wherein then introduced after closing and preferably after insertion into the press nip, the molding material in the mold space , z. B. is injected.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass sich Formteile aus Kunststoff und insbesondere einem Faserverbundwerkstoff, besonders wirtschaftlich in einer kontinuierlich arbeitenden Presse herstellen lassen. Kontinuierliche Pressen s i nd g ru nd sätzl ich be kan nt, z . B . i n der Au sführungsform als Doppelbandpressen. Die Erfindung hat nun erkannt, dass sich durch den Pressspalt einer solchen Presse nicht nur unmittelbar eine Formmasse, z. B. eine Fasermatte oder auch eine Kunststoffmasse zum Herstellen von Platten oder Plattensträngen hindurchführen lässt, sondern dass sich auch eine Mehrzahl von Pressenwerkzeugen hintereinander (und ggf. auch nebeneinander) und folglich gemeinsam bzw. gleichzeitig durch den Pressspalt hindurchführen lassen, so dass in wirtschaftlicher Weise in einem kontinuierlichen Betrieb hochwertige Komponenten für z. B. die Fahrzeugindustrie oder auch die Luft- und Raumfahrttechnik oder den Maschinenbau hergestellt werden können, und zwar insbesondere im Wege des Spritzpressens. Die Formwerkzeuge können auslaufseitig vollständig aus der Presse entnommen werden, so dass sich die ausgehärteten Formteile einfach und wirtschaftlich entformen lassen. Die Formwerkzeuge lassen sich dann ohne weiteres reinigen, da sie nicht fest in einer Presse montiert sind, sondern vollständig entnommen werden und somit gut handhabbar sind. Anschließend lassen sich die Formwerkzeuge zum Presseneinlauf zurückführen und dann in einem nächsten Zyklus wieder befüllen und durch die Presse hindurchführen. Die Reinigung der Pressenwerkzeuge kann z. B. während des Zurückführens der Formwerkzeuge erfolgen. Da im Zuge des Zurückführens in der Regel eine Strecke zurückgelegt werden muss, die zumindest der Pressenlänge entspricht, kann diese Strecke und die für den Rücktransport erforderliche Zeit ausgenutzt werden, um die Werkzeuge zu reinigen. Die Anlage kann dann besonders wirtschaftlich arbeiten. The invention is based on the recognition that molded parts made of plastic and in particular a fiber composite material, can be produced particularly economically in a continuously operating press. Continuous presses can be used, eg. B. in the Au sführungsform as a double belt presses. The invention has now recognized that through the press nip of such a press not only directly a molding compound, for. B. can pass a fiber mat or a plastic mass for the production of plates or plate strands, but also that a plurality of press tools in a row (and possibly also side by side) and consequently together or simultaneously pass through the press nip, so that in an economical manner in a continuous operation high-quality components for z. B. the vehicle industry or the aerospace industry or mechanical engineering can be produced, in particular by way of injection molding. The molds can be removed on the outlet side completely from the press, so that the cured moldings can be removed easily and economically. The molds can then be cleaned easily, since they are not firmly mounted in a press, but are completely removed and thus easy to handle. Subsequently, the molds can be returned to the press inlet and then refill in a next cycle and pass through the press. The cleaning of the press tools can, for. B. during the return of the molds. Since in the course of the return usually a distance must be covered, which corresponds at least to the press length, this distance and the time required for the return transport can be used to clean the tools. The system can then work very economically.
Nach einem weiteren Vorschlag ist vorgesehen, dass der Formraum nach dem Schließen der Formwerkzeuge und vor oder während des Einbringens der Formmasse mit Unterdruck bzw. Vakuum beaufschlagt wird. In der beschriebenen Weise lassen sich Formteile aus herkömml ichen Materialien und insbesondere herkömmlichen Faserverbundwerkstoffen herstellen. Es handelt sich bevorzugt um duroplastische Formteile, die auf Basis eines Harzes oder auf Basis mehrerer Harze und in der Regel eines Härters oder mehrerer Härter hergestellt werden. Die Formmasse härtet jedoch in der Regel nicht nur aufgrund des Härters aus, sondern besonders bevorzugt unter Anwendung von Druck und auch Wärme. Das bedeutet, dass die Formwerkzeuge im Rahmen der Erfindung vor dem Einlaufen in die Presse und/oder während des Durchlaufens der Presse beheizt werden. So liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Formwerkzeuge während des Durchlaufens durch den Pressspalt direkt beheizt werden, und zwar über Heizelemente, welche in die Formwerkzeuge integriert sind. Dabei kann es sich beispielsweise um Widerstandsheizelemente oder auch um Heizkanäle handeln, die von einem Heizmedium durchflössen sind. Alternativ oder ergänzend besteht die Möglichkeit, die Formwerkzeuge während des Durchlaufens durch den Pressspalt indirekt, z. B. über beheizbare Pressplatten und folglich Heizplatten der kontinuierlichen Presse zu beheizen. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass die bekannten kontinuierlich arbeitenden Pressen, z. B. Doppelbandpressen für die Herstellung von Holzwerkstoffplatten oder dergleichen in der Regel mit beheizbaren Pressplatten ausgerüstet sind. Es besteht die Möglichkeit, die durch den Pressspalt hindurchlaufenden Pressenwerkzeuge indirekt über diese beheizbaren Pressplatten zu beheizen. Diese indirekte Beheizung kann auch mit der direkten Beheizung kombiniert werden. According to a further proposal, it is provided that the mold cavity is subjected to vacuum or vacuum after closing the molds and before or during the introduction of the molding compound. In the manner described, molded parts can be produced from conventional materials and in particular conventional fiber composite materials. They are preferably thermoset molded parts which are produced on the basis of a resin or based on a plurality of resins and usually a hardener or a plurality of hardeners. However, the molding compound usually hardens not only because of the hardener, but particularly preferably using pressure and also heat. This means that the molds are heated in the context of the invention before entering the press and / or during the passage of the press. So it is within the scope of the invention that the molds are heated directly during the passage through the press nip, via heating elements, which are integrated into the molds. These may be, for example, resistance heating elements or also heating channels through which a heating medium flows. Alternatively or additionally, it is possible, the molds during the passage through the press nip indirectly, z. B. heated by heated press plates and consequently heating plates of the continuous press. The invention is based on the recognition that the known continuously operating presses, z. B. double belt presses for the production of wood-based panels or the like are usually equipped with heated press plates. It is possible to indirectly heat the press tools passing through the press nip via these heatable press plates. This indirect heating can also be combined with direct heating.
Sofern thermoplastische Kunststoffe verarbeitet werden, können die Werkzeuge auch direkt oder indirekt, z. B. mit gekühlten Pressplatten, gekühlt werden. If thermoplastics are processed, the tools can also directly or indirectly, for. B. with cooled pressure plates to be cooled.
Um einen "echten" kontinuierlichen Betrieb einer solchen kontinuierlichen Presse zu gewährleisten, liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Formwerkzeuge während des Transportes der Formwerkzeuge durch die Presse mit der Formmasse befüllt und/oder mit Unterdruck beaufschlagt werden . Es ist dann nicht erforderlich, die Presse stets zu stoppen und anzufahren, sondern es besteht die Möglichkeit, die Formmasse in die "laufenden" Formwerkzeuge einzuspritzen, vorzugsweise im Einlaufbereich bzw. im vorderen Bereich der kontinuierlich arbeitenden Presse. Dieses lässt sich beispielsweise dadurch realisieren, dass in Pressenlängsrichtung verfahrbare Spritzköpfe und ggf. Unterdruckvorrichtungen vorgesehen sind, welche über einen bestimmten Teilabschn itt entlang der Pressenlängsrichtung synchron m it den Formwerkzeugen und folglich mit der Pressengeschwindigkeit verfahrbar sind. Kontinuierlicher Betrieb meint im Rahmen der Erfindung jedoch auch einen "quasi-kontinuierlichen" Betrieb, bei welchem die Formmasse im ruhenden Zustand der Formwerkzeuge in den Formraum eingefüllt wird. To ensure a "real" continuous operation of such a continuous press, it is within the scope of the invention that the molds are filled during the transport of the molds through the press with the molding material and / or subjected to negative pressure. It is then not necessary to always stop and start the press, but it is possible to inject the molding material into the "running" molds, preferably in the inlet region or in the front region of the continuously operating press. This can be achieved, for example, by providing movable spray heads and possibly vacuum devices in the longitudinal direction of the press, which have a specific Part section along the press longitudinal direction in synchronism with the molds and consequently with the press speed can be moved. However, continuous operation in the context of the invention also means a "quasi-continuous" operation, in which the molding compound is introduced into the molding space in the stationary state of the molding tools.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Pressenanlage zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoff und insbesondere Formteilen aus Faserverbundwerkstoff nach einem Verfahren der beschriebenen Art. Eine solche Pressen- anläge weist eine kontinuierlich arbeitende Presse mit Pressenoberteil und Pressenunterteil und mit einem Pressspalt sowie mehrere Formwerkzeuge auf, welche jeweils aus zumindest Oberwerkzeug und Unterwerkzeug zusammengesetzt sind, zwischen denen ein Formraum gebildet wird. Ferner weist die Pressenanlage zumindest eine Füllvorrichtung zum Befüllen des Formraums mit einer Formmasse auf. Grundsätzlich kann mit kontinuierlich arbeitenden Pressen unterschiedlicher Bauart gearbeitet werden. In der Regel sind im Pressenoberteil und/oder Pressenunterteil Presszylinder oder dergleichen Kraftelemente vorgesehen. Bevorzugt wird eine kontinu ierl ich arbeitende Presse verwendet, die im Pressenoberteil zumindest eine obere Pressenplatte, vorzugsweise beheizbare Pressenplatte, und im Pressenunterteil zumindest eine untere Pressenplatte, besonders bevorzugt beheizbare Pressenplatte aufweist, wobei die Formwerkzeuge wälzgelagert und/oder gleitgelagert durch den zwischen den Press- platten gebildeten Pressspalt geführt werden. Die obere Pressenplatte und/oder die untere Pressenplatte können mit einer Mehrzahl von Presszylindern beaufschlagt werden. Bei einer Wälzlagerung werden vorzugsweise Rollstangen bzw. ein Rollstangenteppich oder auch ein Rollenteppich oder ein vergleichbarer Wälzkörperteppich verwendet. Diese Technologie ist bei kontinuierlich arbeitenden Pressen für die Herstellung von Holzwerkstoffplatten oder Kunst- stoffplatten bekannt. Die Rollstangen können bevorzugt an (äußeren) Ketten im Umlauf geführt werden. Man kennt aber auch andere Wälzkörperaggregate bzw. Wälzkörperteppiche, die ebenfalls zum Einsatz kommen können, z. B. Wälzkörperteppiche aus einer Vielzahl kleiner Rollen, die hintereinander und nebeneinander angeordnet sind und durch eine Vielzahl von Kettengliedern miteinander verbunden sind. Auch diese können zum Einsatz kommen. Der obere Rollstangenteppich bzw. Wälzkörperteppich läuft dann unterhalb der oberen Pressenplatte und der untere Rollstangenteppich bzw. Wälzkörperteppich läuft dann oberhalb der unteren Pressenplatte in Arbeitsrichtung durch die Presse, so dass der Pressspalt zwischen oberen Wälzkörperaggregaten und unteren Wälzkörperaggregaten gebildet wird. Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Formwerkzeuge unmittelbar zwischen oberem Wälzkörperteppich und unterem Wälzkörperteppich durch die kontinuierliche Presse geführt werden. Optional kann die kontinuierlich arbeitende Presse im Pressenoberteil und im Pressenunterteil jeweils endlos umlaufende Pressbänder, z. B. Stahlbänder aufweisen, welche über Umlenkrollen einerseits im Pressenoberteil und andererseits im Pressenunterteil geführt sind. Die Pressbänder können gleitgelagert oder bevorzugt wälzgelagert an den jeweiligen Pressplatten abgestützt sein, wobei die Formwerkzeuge dann zwischen den Pressbändern und folglich auch von den Pressbändern durch den zwischen den Pressbändern gebildeten Pressspalt transportiert werden. Auch hier kann auf die bekannten Technologien, z. B. aus der Holzwerkstoff- plattenindustrie, zurückgegriffen werden. Sofern auf Stahlbänder bzw. Pressbänder verzichtet wird, welche die Formwerkzeuge durch die Presse transportieren können, besteht die Möglichkeit, die Formwerkzeuge über die Wälzkörperaggregate zu transportieren. Dazu können angetriebene Ketten an die Wälzkörperaggregate angeschlossen sein. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, dass die Formwerkzeuge auch über eigene Antriebe geführt werden bzw. durch die Presse h indurchgezogen werden. Bevorzugt bietet sich jedoch die beschriebene Lösung mit Pressbändern an. The invention also relates to a press plant for the production of molded parts made of plastic and in particular molded parts made of fiber composite material by a method of the type described. Such a press plant has a continuously operating press with upper press part and press lower part and with a press nip and a plurality of molds, which in each case are composed of at least upper tool and lower tool, between which a mold space is formed. Furthermore, the press installation has at least one filling device for filling the molding space with a molding compound. In principle, it is possible to work with continuously operating presses of different designs. As a rule, press cylinders or similar force elements are provided in the upper press part and / or lower press part. Preference is given to using a continuously operating press which has at least one upper press plate, preferably heatable press plate, in the press upper part and at least one lower press plate, particularly preferably heatable press plate, the molds being roller-mounted and / or slide-mounted by the press plates formed press nip. The upper press plate and / or the lower press plate can be loaded with a plurality of pressing cylinders. In a roller bearing preferably rolling rods or a roll bar carpet or a roller carpet or a similar Wälzkörperteppich be used. This technology is used in continuous presses for the production of wood-based panels or known. The rolling rods can preferably be guided on (outer) chains in circulation. But you also know other Wälzkörperaggregate or Wälzkörperteppiche that can also be used, eg. B. Wälzkörperteppiche from a variety of small roles, which are arranged one behind the other and side by side and are connected by a plurality of chain links. These can also be used. The upper Rollstangenteppich or Wälzkörperteppich then runs below the upper press plate and the lower Rollstangenteppich or Wälzkörperteppich then runs above the lower press plate in the working direction through the press, so that the press nip between upper Wälzkörperaggregaten and lower Wälzkörperaggregaten is formed. It is within the scope of the invention that the molds are guided directly between the upper Wälzkörperteppich and lower Wälzkörperteppich by the continuous press. Optionally, the continuously operating press in the upper press part and in the lower press part each endless circulating press belts, z. B. steel strips, which are guided over pulleys on the one hand in the press upper part and on the other hand in the press base. The press belts can be slidably mounted or preferably supported on the respective press plates by roller bearings, the forming tools then being transported between the press belts and consequently also by the press belts through the press nip formed between the press belts. Again, on the known technologies, eg. B. from the wood-based panel industry, are used. If steel strips or pressing belts are dispensed with, which can transport the forming tools through the press, it is possible to transport the forming tools via the rolling element assemblies. For this purpose, driven chains can be connected to the Wälzkörperaggregate. In principle, there is the possibility that the molding tools are also guided by their own drives or pulled through the press h become. Preferably, however, offers the described solution with press belts.
Es besteht grundsätzlich die Möglichkeit, die Formwerkzeuge im "Closed Die Modus" durch die Presse hindurchzuführen. In diesem Modus sind die Formwerkzeuge vollständig geschlossen, d. h. Oberwerkzeug und Unterwerkzeug liegen unmittelbar aneinander an. Der Pressspalt ist dabei fest durch die Höhe der (inkompressiblen) Formwerkzeuge vorgegeben. Die Presse lässt sich dann verhältnismäßig einfach betreiben, da über die Erhöhung der Pressdruckes auf das Formwerkzeuge keine wesentliche Erhöhung des Pressdruckes innerhalb des Formraums erfolgen kann, da über die vollständig geschlossenen Formwerkzeuge ein Kraftschluss erfolgt. Bevorzugt werden die Formwerkzeuge jedoch im "Open Die Modus" durch die Presse hindurchgeführt. Bei diesem Modus liegen die Formwerkzeuge nicht unmittelbar aneinander an, sondern die Formwerkzeuge sind unter Zwischenschaltung der in den Formraum eingebrachten Formmasse (nach dem Einfüllen der Formmasse) durch einen (kleinen) Spalt beabstandet voneinander. In diesem Modus besteht nun die Möglichkeit, durch Regelung bzw. Steuerung von Pressspalt und/oder Pressdruck gezielt auf den Formprozess Einfluss zu nehmen, da beispielsweise durch Erhöhung des Pressdruckes auch Einfluss auf den Pressdruck im Formraum genommen werden kann. Es ist dann vorgesehen, den Spalt zwischen den Formwerkzeugen auf ein vorgegebenes Maß unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Toleranz einzustellen. In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn Pressdruck und/oder Pressspalt der kontinuierlichen Presse über die Pressenlänge und/oder über die Pressenbreite variabel und definiert eingestellt werden. Es kann folglich ein über die Pressenlänge und/oder Pressenbreite variables Druckprofil und/oder eine über die Pressenlänge und/oder Pressenbreite variables Wegprofil eingestellt werden. Die Presse kann folglich druckgeregelt mit einem überwachten Wegfenster betrieben werden. Alternativ kann die Presse auch weggeregelt mit einem überwachten Druck- fenster betrieben werden. Die Presse weist folglich vorzugsweise zumindest in Pressenlängsrichtung eine Vielzahl von Presszylindern auf, welche z. B. gegen die obere Pressenplatte und/oder gegen die untere Pressenplatte arbeiten . Vorzugsweise weist die Presse jedoch auch in Pressenquerrichtung eine Mehrzahl von Presszylindern auf, z. B. zumindest drei Presszylinder, vorzugsweise fünf Presszylinder oder mehr. Auf diese Weise lässt sich das Pressprofil auch über die Pressenbreite variabel einstellen. So können z. B. Schräglagen der Pressengesenke ausgeglichen werden. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass eine Vielzahl von Formwerkzeugen durch die Presse hindurch- geführt werden, besteht beispielsweise auch die Möglichkeit, unterschiedliche Formteile zeitgleich in ein und derselben Presse zu fertigen, da sich z. B. in einem Teil der Presse Formwerkzeuge für die Herstellung eines bestimmten Formteils und einem anderen Teil der Presse Formwerkzeuge für die Herstellung eines anderen Formteiles befinden können. Durch die Einstellung der Pressencharakteristik kann dabei sogar gezielt unterschiedlich Einfluss auf den Herstellungsprozess ausgeübt werden. In principle, it is possible to pass the forming tools through the press in "Closed Die Mode". In this mode, the molds are completely closed, ie upper tool and lower tool are directly adjacent to each other. The press nip is fixed by the height of the (incompressible) molds. The press can then be relatively easy to operate, as can be done on the molding tools no significant increase in the pressing pressure within the mold space on the increase of the pressing pressure, as on the fully closed molds traction occurs. Preferably, however, the molds are passed through the press in the "Open Die Mode". In this mode, the molds are not directly adjacent to each other, but the molds are spaced from each other with the interposition of the introduced into the mold cavity molding compound (after filling the molding material) by a (small) gap. In this mode, it is now possible by means of regulation or control of press nip and / or pressing pressure to have a specific influence on the molding process, since, for example, by increasing the pressing pressure, influence can also be exerted on the pressing pressure in the mold space. It is then envisaged to set the gap between the molds to a predetermined level, taking into account a predetermined tolerance. In this context, it is expedient if the pressing pressure and / or press nip of the continuous press are adjusted variably and in a defined manner over the press length and / or over the width of the press. Consequently, a pressure profile variable over the press length and / or press width and / or a travel profile variable over the press length and / or press width can be set. The press can consequently be operated under pressure control with a monitored path window. Alternatively, the press can also be regulated with a monitored pressure operated windows. The press thus has preferably at least in the press longitudinal direction a plurality of pressing cylinders, which z. B. against the upper press plate and / or work against the lower press plate. Preferably, however, the press also has a plurality of press cylinders in the press transverse direction, for. B. at least three press cylinders, preferably five press cylinders or more. In this way, the press profile can also be adjusted variably over the width of the press. So z. B. inclinations of the press dies are compensated. Taking into account the fact that a variety of molds are passed through the press, there is also the possibility, for example, of producing different mold parts at the same time in one and the same press, since z. B. in a part of the press molding tools for the production of a specific molding and another part of the press molding tools for the production of another molding can be located. By adjusting the press characteristic, it is even possible to selectively exert different influences on the production process.
Es besteht im Übrigen die Möglichkeit, auch Formwerkzeuge unterschiedlicher Größe und insbesondere auch unterschiedlicher Höhe durch die Presse h ind u rchzufü h ren , indem dan n beispiel sweise Distanzstücke auf d ie "niedrigeren" Formwerkzeuge aufgelegt (oder untergelegt) werden. Incidentally, it is also possible to feed molding tools of different sizes and in particular also of different heights through the press by, for example, placing spacers on (or underlaying) the "lower" molding tools.
Eine besonders wirtschaftliche Herstellung von Formteilen wird ermöglicht, weil eine Vielzahl von Formwerkzeugen "gleichzeitig" durch den Pressspalt h indurchgeführt werden und weil sich folgl ich eine Vielzahl von Formwerkzeugen gleichzeitig in der Presse befinden. So schlägt die Erfindung vor, dass bevorzugt zumindest fünf, besonders bevorzugt zumindest acht Formwerkzeuge in Arbeitsrichtung hintereinander gemeinsam durch die Presse geführt werden. Die Formwerkzeuge weisen dabei vorzugsweise eine Breite von zumindest 1 m, besonders bevorzugt zumindest 2 m und/oder Vorzugs- weise eine Länge von zumindest 2 m, besonders bevorzugt von zumindest 3 m auf. Grundsätzlich können auch mehrere Formwerkzeuge (geringerer Breite) nebeneinander durch die Presse geführt werden. Ferner schlägt die Erfindung vor, dass die Formwerkzeuge in der Presse mit einer spezifischen Presskraft von z. B. 1 00 bis 500 N/cm2, vorzugsweise 250 bis 400 N/cm2 beaufschlagt werden. A particularly economical production of moldings is made possible because a variety of molds are "simultaneously" indented by the press nip h and because I follow a variety of molds are simultaneously in the press. Thus, the invention proposes that preferably at least five, more preferably at least eight molding tools are guided in succession through the press together in the working direction. The molding tools preferably have a width of at least 1 m, particularly preferably at least 2 m and / or preferred has a length of at least 2 m, more preferably of at least 3 m. In principle, several molds (smaller width) can be guided side by side through the press. Furthermore, the invention proposes that the molding tools in the press with a specific pressing force of z. B. 1 00 to 500 N / cm 2 , preferably 250 to 400 N / cm 2 are applied.
Geht man beispielsweise davon aus, dass neun Gesenke hintereinander (gemeinsam) durch die Presse geführt werden sollen und dass ein Gesenk ca. 2,5 m breit und 4 m lang ist, so ergibt sich eine Pressenlänge von etwa 36 m. Assuming, for example, that nine dies are consecutively (jointly) guided through the press and that a die is about 2.5 m wide and 4 m long, the result is a press length of about 36 m.
Die Durchlaufzeit eines Formwerkzeuges durch die Presse soll etwa 60 bis 300 sek., z. B. 100 bis 200 sek. betragen. Die Geschwindigkeit der Formwerkzeuge im Pressspalt, welche z. B. durch d ie Geschwind ig keit der Pressbänder vorgegeben wird, kann 100 mm/sek. bis 500 mm/sek., z. B. 100 mm/sek. bis 300 mm/sek. betragen. Die Formwerkzeuge werden mit der Maßgabe beheizt, dass sich die Formmasse im Formraum auf die vom Materialtyp abhängige, erforderliche Temperatur aufheizt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Formmasse - z. B. bei duroplastischen Werkstoffen - in der Presse während des Aushärtens zumindest zeitweise eine Temperatur von 100 °C bis 200 °C aufweist. - Im Falle von thermoplastischen Kunststoffen können wesentlich geringere Temperaturen, ggf. sogar eine Kühlung, vorgesehen sein. The cycle time of a mold through the press should be about 60 to 300 sec., Z. B. 100 to 200 sec. be. The speed of the molds in the press nip, which z. B. by the speed of the press belts is given, can 100 mm / sec. up to 500 mm / sec., z. B. 100 mm / sec. up to 300 mm / sec. be. The molds are heated with the proviso that heats the molding material in the mold cavity to the material type dependent, required temperature. It is within the scope of the invention that the molding material -. B. in thermosetting materials - in the press during curing at least temporarily has a temperature of 100 ° C to 200 ° C. - In the case of thermoplastics much lower temperatures, possibly even cooling, can be provided.
Die Füllvorrichtung, welche Gegenstand der erfindungsgemäßen Pressen- anläge ist, weist vorzugsweise zumindest einen Spritzkopf auf, mit dem die Fasern in dem Formraum der geschlossenen Formwerkzeuge eingespritzt werden. Ferner weist die Füllvorrichtung vorzugsweise zumindest eine Unterdruckquelle auf, mit der der Formraum der geschlossenen Formwerkzeuge vor und/oder während des Einspritzens der Formmasse evakuierbar ist. Die Unterdruckquelle kann Bestandteil der Füllvorrichtung sein, sie kann jedoch auch separat ausgebildet sein. Die Füllvorrichtung bzw. deren Spritzkopf und/oder die Unterdruckquelle, können - um den beschriebenen echten kontinuierlichen Betrieb zu ermöglichen - zumindest bereichsweise mit den durch den Pressspalt geführten Formwerkzeugen verfahrbar sein. Die Form- Werkzeuge können in der beschriebenen Weise mit integrierten Heizelementen versehen sein, wobei an die Formwerkzeuge eine Heizvorrichtung anschließbar sein kann, welche ggf. mit den Formwerkzeugen verfahrbar ist. Dieses bietet sich insbesondere bei einer direkten Beheizung der Formwerkzeuge an. Dann besteht die Möglichkeit eine externe Heizvorrichtung "zeitweise" anzuschließen und entlang der Presse zu verfahren. Die Heizvorrichtung kann jedoch auch in die Werkzeuge integriert oder an diese angeschlossen sein. Die elektrische Kontaktierung kann dann über flexible Zuleitungen oder über entlang der Presse verlaufende Kontaktschienen (z. B. mit Schleifkontakten) erfolgen. Auch eine induktive Beheizung ist möglich, wobei dann entsprechende Induktions- Vorrichtungen entlang der Pressenlängsrichtung angeordnet sind. The filling device, which is the subject of the press arrangements according to the invention, preferably has at least one spray head with which the fibers are injected in the molding space of the closed molding tools. Furthermore, the filling device preferably has at least one vacuum source with which the mold space of the closed molds can be evacuated before and / or during the injection of the molding compound. The vacuum source may be part of the filling device, but it may be formed separately. The filling device or its spray head and / or the vacuum source can - in order to enable the described genuine continuous operation - be at least partially movable with the guided through the press nip molding tools. The mold tools can be provided in the described manner with integrated heating elements, it being possible for a heating device to be connectable to the molds, which can optionally be moved with the molds. This is particularly suitable for direct heating of the molds. Then there is the possibility to connect an external heater "temporarily" and to move along the press. However, the heater may also be integrated into or connected to the tools. The electrical contacting can then take place via flexible supply lines or via contact rails running along the press (for example with sliding contacts). An inductive heating is possible, in which case corresponding induction devices are arranged along the press longitudinal direction.
Bei der Herstellung von Faserverbundwerkstoffen muss im Übrigen nicht nur die Formmasse in den Formraum eingebracht werden, sondern es ist auch erforderlich, die Fasern bzw. Faserhalbzeuge in das Formwerkzeug einzulegen. Dieses erfolgt in der Regel vor dem Schließen des Formwerkzeuges und folglich auch vor dem Einlaufen in die Presse. Dazu kann eine (automatisierte) Beschickvorrichtung vorgesehen sein. Beschicken meint im Rahmen der Erfindung das Beschicken der Formwerkzeuge mit den Fasern oder Faserhalbzeugen. Das Einlegen der Fasern oder Faserhalbzeuge kann automatisiert oder auch manuell erfolgen. In the production of fiber composites, moreover, not only the molding compound must be introduced into the mold cavity, but it is also necessary to insert the fibers or semi-finished fiber products into the mold. This is usually done before closing the mold and consequently before entering the press. For this purpose, an (automated) loading device can be provided. Loading means in the context of the invention, the feeding of the molds with the fibers or semi-finished fiber. The insertion of the fibers or semi-finished fiber can be done automatically or manually.
Im Übrigen liegt es im Rahmen der Erfindung, wenn Faserverbundwerkstoffe hergestellt werden, die unterschiedliche Kunststoffkomponenten aufweisen. So können z. B. auch beschichtete Formteile hergestellt werden, bei denen einer- seits ein aushärtbares Harz und andererseits ein Lack oder eine Lackschicht in das Formwerkzeug eingebracht werden. Insofern können auch Mehrschicht- Faser- Verbund Werkstoffe hergestellt werden. Incidentally, it is within the scope of the invention when fiber composites are produced which have different plastic components. So z. B. coated moldings are prepared in which on the one hand a curable resin and on the other hand, a lacquer or a lacquer layer in the mold are introduced. In this respect, multi-layer fiber composite materials can be produced.
Außerdem kann die erfindungsgemäße Pressenanlage mit einer Transportvor- richtung für den Rücktransport der aus der Presse entnommenen und entleerten Formwerkzeuge zum Presseneinlauf ausgerüstet sein. Die Transportvorrichtung erstreckt sich vorzugsweise neben der kontinuierlichen Presse. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass die Formwerkzeuge selbstverständlich nach der Entnahme wieder für einen weiteren Formprozess zur Verfügung gestellt werden sollen. Der Rücktransport kann mit einer automatisierten Transportvorrichtung optimiert werden. Im Bereich des Pressenauslaufs ist vorzugsweise eine Entnahmevorrichtung vorgesehen, mit welcher die fertigen Formteile aus dem Formwerkzeug entnommen und die Formwerkzeuge vorzugsweise auch geöffnet werden können. Da im Bereich des Presseneinlaufs in der Regel eine Beschickvorrichtung vorgesehen ist, zum Beschicken der geöffneten Formwerkzeuge mit einem Faserhalbzeug oder dergleichen, ist die (Rück-)Transportvorrichtung vorzugsweise zwischen Entnahmevorrichtung und Beschickvorrichtung angeordnet. Besonders bevorzugt ist der (Rück-)Transportvorrichtung eine Reinigungsvorrichtung zugeordnet. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn die Formwerkzeuge während des Rücktransportes gereinigt werden. Die Rücktransportstrecke und die Rücktransportzeit kann folglich besonders wirtschaftlich ausgenutzt werden. Es kann im Übrigen zweckmäßig sein, die Formwerkzeuge mit Sensoren auszurüsten, welche verschiedene Parameter messen. Dann ist es zweckmäßig, wenn ein Datenaustausch zwischen den Formwerkzeugen und der Pressenanlage bzw. an einer entsprechenden Steuerung der Pressenanlage vorgesehen ist. Dazu können geeignete Kommunikationsmittel an den Form- Werkzeugen angeordnet sein . So besteht n icht nur d ie Mögl ich keit, d ie Temperatur zu überwachen, sondern es besteht z. B. auch die Möglichkeit, den an den Gesenken gemessenen Spalt fortwährend aufzuzeichnen und ggf. in den Regelungsprozess oder Steuerprozess einfließen zu lassen. Der Datenaustausch kann jedoch nicht nur drahtlos, sondern auch drahtgebunden über geeignete Schleppkabel oder dergleichen erfolgen. Dieses kann beispielsweise dann zweckmäßig sein, wenn ohnehin Kabel oder dergleichen mitgeführt werden, um die Formwerkzeuge zu beheizen. In addition, the press system according to the invention can be equipped with a transport device for the return transport of the molds taken from the press and emptied to the press inlet. The transport device preferably extends adjacent to the continuous press. The invention is based on the recognition that the molds are of course to be made available for a further molding process after removal. The return transport can be optimized with an automated transport device. In the area of the press outlet, a removal device is preferably provided, with which the finished molded parts can be removed from the mold and the molds can preferably also be opened. Since a loading device is usually provided in the area of the press inlet for loading the opened forming tools with a semi-finished fiber product or the like, the (return) transport device is preferably arranged between the removal device and the loading device. Particularly preferably, the (return) transport device is associated with a cleaning device. The invention is based on the recognition that it is particularly advantageous if the molds are cleaned during the return transport. The return transport route and the return transport time can therefore be exploited particularly economically. Incidentally, it may be expedient to equip the molding tools with sensors which measure various parameters. Then it is useful if a data exchange between the molds and the press system or to a corresponding control of the press system is provided. For this purpose, suitable communication means can be arranged on the mold tools. So there is not only the possibility, the Temperature monitor, but it consists z. For example, it is also possible to continuously record the gap measured at the dies and, if necessary, incorporate them into the control process or control process. However, the data exchange can not only be wireless, but also wired via suitable tow cables or the like. This can be useful, for example, if anyway cable or the like are carried along to heat the molds.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen In the following the invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only one exemplary embodiment. Show it
Fig. 1 vereinfacht und schematisch eine Pressenanlage zur Herstellung von Kunststofffaserverbundwerkstoffen in einer Seitenansicht (ausschnittsweise) und Fig. 1 simplified and schematically a press plant for the production of plastic fiber composite materials in a side view (partial) and
Fig. 2 eine Pressenanlage nach Fig. 1 mit einer stark vereinfachten Draufsicht. Fig. 2 is a press plant according to Fig. 1 with a greatly simplified plan view.
Die Pressenanlage weist eine kontinuierlich arbeitende Presse 1 mit Pressenoberteil 2 und Pressenunterteil 3 sowie einem Pressspalt 4 auf. Im Pressen- Oberteil ist eine obere Pressplatte 5 vorgesehen. Im Pressenunterteil ist eine untere Pressplatte 6 vorgesehen. Das Pressengestell setzt sich im Wesentlichen aus unteren Trägern 7 und oberen Trägern 8 sowie zwischen den Trägern gehaltenen Pressenrahmen 9 zusammen. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Oberkolbenpresse, bei der die obere Pressenplatte 5 mit Presszylindern 10 beaufschlagt ist, welche sich gegen die Pressenrahmen 9 abstützen. Die untere Pressenplatte 6 liegt unter Zwischenschaltung einer Druckverteilplatte 1 1 auf den Pressenrahmen 9 auf. Zwischen der Pressenplatte 6 und Druckverteilverteilplatte 1 1 können thermische Isolierungen angeordnet sein. Gegenstand der Pressenanlage sind ferner eine Vielzahl von Formwerkzeugen 12, die sich jeweils aus Oberwerkzeug 13 und Unterwerkzeug 14 zusammensetzen. Die Formwerkzeuge 12 werden im Ausführungsbeispiel wälzgelagert durch den Pressspalt 4 hindurchgeführt. Dazu sind sowohl im Pressenoberteil 2 als auch im Pressunterteil 3 Rollstangen 15 bzw. Rollstangenteppiche an nicht dargestellten Ketten im Umlauf geführt. Die Rollstangen 15 stützen sich jeweils an den Pressplatten 5, 6 ab. Optional besteht die Möglichkeit, dass sowohl im Pressenoberteil 2 als auch im Pressenunterteil 3 endlos umlaufende Stahlpressbänder 16 geführt sind. Diese Stahlbänder 16 und die dazu gehörenden Umlenktrommeln 17 sind in der Figur lediglich angedeutet. The press system has a continuously operating press 1 with press upper part 2 and press lower part 3 and a press nip 4. In the press upper part, an upper press plate 5 is provided. In the lower press part, a lower press plate 6 is provided. The press frame is composed essentially of lower straps 7 and upper straps 8 and press frames 9 held between the straps. In the exemplary embodiment is an upper piston press, in which the upper press plate 5 is acted upon with pressing cylinders 10, which are supported against the press frame 9. The lower press plate 6 is located with the interposition of a pressure distribution plate 1 1 on the press frame 9. Between the press plate 6 and Druckverteilverteilplatte 1 1 thermal insulation can be arranged. Subject of the press system are also a variety of molds 12, each composed of upper tool 13 and lower tool 14. In the exemplary embodiment, the molds 12 are guided through the press nip 4 with roller bearings. For this purpose, both in the press upper part 2 and in the press lower part 3, rolling rods 15 or roll bar carpets are guided on chains, not shown, in circulation. The rolling rods 15 are each supported on the press plates 5, 6. Optionally, there is the possibility that endlessly circulating steel press belts 16 are guided both in the upper press part 2 and in the lower press part 3. These steel strips 16 and the associated deflection drums 17 are only indicated in the figure.
Mit der lediglich beispielhaft dargestellten Pressenanlage lassen sich nun Formteile aus Kunststoff und insbesondere Faserverbundwerkstoffe kontinuierlich und folglich besonders wirtschaftlich herstellen. Vor dem Einlauf in die Presse 1 werden zunächst in die geöffneten Formwerkzeuge 12 Fasern bzw. Faserhalbzeuge, z. B. Fasermatten eingelegt. Dazu kann eine geeignete Beschickvorrichtung 18 für das Einbringen der Fasermatten vorgesehen sein. In Fig. 1 ist diese Beschickvorrichtung nicht dargestellt. Das dort links in die Presse einlaufende Formwerkzeug 12 wurde bereits mit einem Faserhalbzeug beschickt und geschlossen. Nach dem Beschicken werden die Formwerkzeuge 12 folglich geschlossen und in den Pressspalt 4 der kontinuierlichen Presse 1 eingeführt. Sobald die Formwerkzeuge 12 in den Pressspalt 4 eingelaufen sind und folglich mit Pressdruck beaufschlagt sind, wird die Formmasse, z. B. ein Harz mit einem Härter, d. h. eine Zwei-Komponentenformmasse, in den Form- räum der Formwerkzeuge 12 eingespritzt. Dazu ist eine lediglich angedeutete Befüllvorrichtung 19 vorgesehen, welche einen Spritzkopf aufweist. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Formraum nach dem Schließen der Formwerkzeuge und vor oder während des Ein bringens der Form masse mit Unterdruck beaufschlagt wird. Dazu ist eine ebenfalls lediglich angedeutete Unter- druckquelle 20 vorgesehen, welche ebenfalls an die Formwerkzeuge 12 im Einlaufbereich der Presse 1 anschließbar ist. With the press system shown only as an example can now be molded parts made of plastic and in particular fiber composite materials continuously and consequently produced particularly economically. Before entering the press 1, fibers or semi-finished fiber products, for example, are first introduced into the open molds 12. B. fiber mats inserted. For this purpose, a suitable charging device 18 may be provided for the introduction of the fiber mats. In Fig. 1, this loading device is not shown. The forming tool 12, which enters the press on the left, has already been charged with a semifinished fiber product and closed. After loading, the dies 12 are consequently closed and inserted into the press nip 4 of the continuous press 1. As soon as the molds 12 have entered the press nip 4 and consequently are subjected to pressing pressure, the molding compound, for. For example, a resin with a hardener, ie a two-component molding compound, is injected into the mold cavities of the molds 12. For this purpose, a merely indicated filling device 19 is provided, which has a spray head. It is expedient if the mold space after closing the molds and before or during the A bring the mold mass is subjected to negative pressure. In addition, a likewise merely indicated pressure source 20 is provided, which is also connected to the molds 12 in the inlet region of the press 1.
Dabei ist erkennbar, dass nacheinander eine Vielzahl von Formwerkzeugen 12 mit einer Fasermatte beschickt und anschließend in die Presse 1 einlaufen und mit der Formmasse befüllt werden, so dass eine Vielzahl von Formwerkzeugen 12 gemeinsam und in Arbeitsrichtung der Presse hintereinander den Pressspalt 4 durchlaufen. Mit der kontinuierlich arbeitenden Presse 1 werden folglich "zeitgleich" eine Vielzahl von Formteilen kontinuierlich hergestellt. Im Pressspalt 4 härtet die Formmasse (innerhalb der Formwerkzeuge 12) aus, und zwar insbesondere aufgrund des eingebrachten Härters, aber auch mittels Pressdruck und Wärme. Die Temperierung der Formmasse durch Beheizen der Formwerkzeuge 12 kann direkt und/oder indirekt erfolgen. In der Figur ist angedeutet, dass die Formwerkzeuge 12 mit integrierten Heizelementen 21 versehen sind, die als Widerstandsheizelemente oder auch als Heizkanäle für ein Heizmedium ausgebildet sein können. Einzelheiten sind in der Figur nicht dargestellt. Jedenfalls kann im Einlaufbereich der Presse eine lediglich angedeutete Heizvorrichtung 22 angeschlossen werden, um die Formwerkzeuge 12 direkt zu beheizen. Ergänzend besteht die Möglichkeit, die Formwerk- zeuge ind irekt über d ie beheizbaren Pressplatten 5, 6, und zwar unter Zwischenschaltung der Rollstangen 15 und der Stahlpressbänder 16 zu beheizen, d. h. auch die Rollstangen 15 und die Stahlpressbänder 16 werden entsprechend aufgeheizt. Nachdem die Formwerkzeuge auslaufseitig die Presse 1 verlassen, können die Formwerkzeuge 12 geöffnet und die fertigen Formteile entnommen werden, z. B. mit einer in Fig. 1 nicht dargestellten Entnahmevorrichtung 23. It can be seen that successively a plurality of molds 12 are charged with a fiber mat and then run into the press 1 and are filled with the molding material, so that a plurality of molds 12 together and in the working direction of the press behind the press nip 4. Consequently, with the continuously operating press 1, a multiplicity of molded parts are produced continuously at the same time. In the press nip 4, the molding compound hardens (within the molds 12), in particular due to the introduced hardener, but also by means of pressing pressure and heat. The temperature of the molding compound by heating the molds 12 can be made directly and / or indirectly. In the figure, it is indicated that the molds 12 are provided with integrated heating elements 21, which may be designed as resistance heating elements or as heating channels for a heating medium. Details are not shown in the figure. In any case, a merely indicated heating device 22 can be connected in the inlet region of the press in order to heat the molding tools 12 directly. In addition, there is the possibility of heating the molds indirectly via the heatable press plates 5, 6, namely with the interposition of the rolling rods 15 and the steel press belts 16, that is to say. H. The rolling rods 15 and the steel press belts 16 are heated accordingly. After the molds leave the outlet side of the press 1, the molds 12 can be opened and the finished moldings are removed, for. B. with a not shown in FIG. 1 removal device 23rd
Um einen "echten" kontinuierlichen Betrieb zu realisieren, liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Befüllvorrichtung 19 mit einem in Pressenlängsrichtung verfahrbaren Spritzkopf ausgerüstet ist, so dass die Formmasse während des Transportes in die geschlossenen Formwerkzeuge einspritzbar ist. Ebenso kann die Unterdruckquelle 20 verfahrbar sein. Sofern auch eine Heizvorrichtung 22 vorgesehen ist, kann auch diese verfahrbar sein, ggf. sogar über die gesamte Pressenlänge. Insbesondere bei der Befüllvorrichtung 19 und der Unterdruckquelle 20 reicht es jedoch in der Regel aus, wenn diese über einen verhältnismäßig kurzen Weg im Einlaufbereich der Presse mit den Formwerkzeugen (hin und her) verfahren werden. Die dargestellte Presse 1 arbeitet bevorzugt im "Open Die Modus", d. h. Oberwerkzeug 13 und Unterwerkzeug 14 liegen beim Durchlaufen durch die Presse bzw. beim Verpressen nicht direkt gegeneinander an, sondern sind durch einen (kleinen) Spalt beabstandet, und zwar unter Zwischenschaltung der im Formraum angeordneten Formmasse, d. h. nach dem Befüllen mit der Formmasse. Dieser Modus hat den Vorteil, dass tatsächlich durch Einstellung des Pressprofils in der kontinuierlichen Presse 1 auch der Pressvorgang innerhalb des Formraums beeinflusst werden kann. Daher ist es im Rahmen des Ausführungsbeispiels vorgesehen, dass eine Vielzahl von Presszylindern 10 hintereinander angeordnet sind, so dass über die Pressenlänge ein variables Pressprofil eingestellt werden kann. Auch in Pressenquerrichtung sind eine Mehrzahl von Presszylindern 10 nebeneinander angeordnet. Dieses ist nicht dargestellt. In order to realize a "real" continuous operation, it is within the scope of the invention that the filling device 19 with one in the press longitudinal direction movable spray head is equipped, so that the molding material during transport into the closed molds can be injected. Likewise, the vacuum source 20 can be moved. If a heating device 22 is also provided, it may also be movable, possibly even over the entire press length. However, in the case of the filling device 19 and the vacuum source 20 in particular, it is generally sufficient if they are moved over a relatively short distance in the inlet region of the press with the forming tools (back and forth). The illustrated press 1 operates preferably in the "open mode", ie upper tool 13 and lower tool 14 are not directly against each other when passing through the press or during pressing, but are spaced by a (small) gap, with the interposition of the Form space arranged molding compound, ie after filling with the molding material. This mode has the advantage that in fact can be influenced by adjusting the pressing profile in the continuous press 1 and the pressing process within the mold space. Therefore, it is provided in the context of the embodiment that a plurality of pressing cylinders 10 are arranged one behind the other, so that over the press length, a variable pressing profile can be adjusted. Also in the press transverse direction, a plurality of pressing cylinders 10 are arranged side by side. This is not shown.
Im Übrigen sind vorzugsweise Wegaufnehmer vorgesehen, welche den Pressspalt (zwischen oberer Pressenplatte und unterer Pressenplatte) bzw. den Spalt zwischen Oberwerkzeug und Unterwerkzeug überwachen . Die Wegaufnehmer sind nicht dargestellt. Sofern die Wegaufnehmer an den Formwerkzeugen angeordnet sind, erfolgt eine direkte Messung des Spaltes zwischen Oberwerkzeug und Unterwerkzeug. Die Messung kann jedoch auch indirekt erfolgen, indem die Wegaufnehmer den Pressplatten zugeordnet sind. Schließlich können die Wegaufnehmer auch an den Zylindern angeordnet sein, so dass dann ebenfalls (indirekt) auf den Spalt zwischen Oberwerkzeug und Unterwerkzeug geschlossen werden kann. Incidentally, displacement transducers are preferably provided which monitor the press nip (between upper press plate and lower press plate) or the gap between upper tool and lower tool. The transducers are not shown. If the displacement sensors are arranged on the molds, a direct measurement of the gap between the upper tool and lower tool takes place. However, the measurement can also be done indirectly by the displacement transducer associated with the press plates. Finally, the transducers can also be arranged on the cylinders, so that then (indirectly) can be closed to the gap between the upper tool and lower tool.
In Fig. 2 ist angedeutet, dass für den Rücktransport der Formwerkzeuge 12 eine Transportvorrichtung 24 vorgesehen ist. Diese Transportvorrichtung 24 befördert die Formwerkzeuge - nach dem Entnehmen der Formteile in der Entnahmevorrichtung 23 - zurück zum Presseneinlauf bzw. zu der Beschickvorrichtung 18, in der dann wiederum ein Faserhalbzeug in das FormwerkzeugIn Fig. 2 it is indicated that 12, a transport device 24 is provided for the return transport of the molds. This transport device 24 conveys the molds - after removing the moldings in the removal device 23 - back to the press inlet or to the feeder 18, in turn, then in the semi-finished fiber in the mold
12 eingelegt wird. Die Entnahmevorrichtung 23 kann mit einer nicht dargestellten Öffnungsvorrichtung ausgerüstet sein, um das Öffnen der aus der12 is inserted. The removal device 23 may be equipped with an opening device, not shown, to open the from the
Presse auslaufenden Formwerkzeuge 12 zu realisieren. In Fig. 2 ist angedeutet, dass die Formwerkzeuge 12 in geöffnetem Zustand zurückgeführt werden. Dabei ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem OberwerkzeugPress expiring molds 12 to realize. In Fig. 2 it is indicated that the molds 12 are returned in the open state. In this case, an embodiment is shown, in the upper tool
13 und Unterwerkzeug 14 jeweils gemeinsam bzw. nebeneinander an einer Seite der Presse (neben der Presse) zurückgeführt werden. Es besteht jedoch grundsätzlich auch die Möglichkeit, Oberwerkzeuge 13 und Unterwerkzeuge 14 jeweils getrennt voneinander, z. B. jeweils auf einer Pressenseite zurückzuführen. Jedenfalls ist es zweckmäßig, den Rücktransport seitlich neben der Presse 1 vorzusehen. Besonders bevorzugt erfolgt während des Rück- transportes eine Reinigung der Formwerkzeuge 12. Dazu können automatisierte Reinigungsvorrichtungen vorgesehen sein, die jedoch in Fig. 2 nicht dargestellt sind. 13 and lower tool 14 are each returned together or side by side on one side of the press (next to the press). However, there is also the possibility, upper tools 13 and lower tools 14 each separated, z. B. due in each case on a press side. In any case, it is expedient to provide the return transport laterally next to the press 1. Particularly preferably, cleaning of the molds 12 takes place during the return transport. For this purpose, automated cleaning devices can be provided, which however are not shown in FIG. 2.
Die in der Figur dargestellte Presse kann z. B. wie folgt ausgelegt werden: The press shown in the figure can, for. B. be interpreted as follows:
Es können z. B. Formwerkzeuge mit einer Breite von 2,5 m und einer Länge von 4 m verwendet werden. Dabei ist vorgesehen, dass neun Formwerkzeuge zugleich in der Presse angeordnet sind. Dieses ergibt eine Pressenlänge von etwa 36 m. Die Presskraft pro Gesenk kann etwa 3200 t betragen, so dass sich eine spezifische Presskraft von 320 N/cm2 ergibt. Die Gesamtpresskraft beträgt dann 28800 t. Geht man von 29 Pressenrahmen aus, so ergeben sich etwa 1000 t pro Rahmen, wobei ein Rahmenabstand von etwa 1 m realisiert ist. Es ist dann zweckmäßig, über die Breite z. B. fünf Zylinder an jedem Pressenrahmen vorzusehen, die jeweils 200 t Presskraft erzeugen. Die Presszeit kann z. B. 140 sek. betragen, so dass dann bei einer Pressenlänge von 36 m die Pressengeschwindigkeit etwa 260 mm/sek. beträgt. Die Zylinder sind quasi statische Zylinder. Das Druckprofil ist in Längs- und Querrichtung hochgenau einstellbar. It can z. As molds with a width of 2.5 m and a length of 4 m are used. It is envisaged that nine molds are arranged at the same time in the press. This results in a press length of about 36 m. The pressing force per die can be about 3200 t, so that a specific pressing force of 320 N / cm 2 results. The total press force is then 28,800 t. Assuming 29 press frames, this results in about 1000 t per frame, with a frame distance of about 1 m is realized. It is then useful over the width z. B. to provide five cylinders on each press frame, each generating 200 t pressing force. The pressing time can z. B. 140 sec. be so that then at a press length of 36 m, the press speed about 260 mm / sec. is. The cylinders are quasi static cylinders. The pressure profile can be adjusted with high precision in the longitudinal and transverse direction.

Claims

1 . Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Kunststoff, insbesondere aus einem Faserverbundwerkstoff, in einer kontinuierlich arbeitenden Presse, mit mehreren Formwerkzeugen mit jeweils zumindest einem Formraum, wobei die Formwerkzeuge mit einer Formmasse befüllt werden, wobei die mit der Formmasse gefüllten Formwerkzeuge in Arbeitsrichtung der Presse hintereinander gemeinsam durch den Pressspalt der Presse geführt und dabei mit Pressdruck beaufschlagt werden, wobei die Formmasse aushärtet und wobei die Formwerkzeuge auslaufseitig der Presse entnommen und zum Entformen des Formteils geöffnet werden. 1 . A method for producing molded parts made of plastic, in particular from a fiber composite material, in a continuously operating press, with a plurality of molds, each having at least one mold space, wherein the molds are filled with a molding material, wherein the molds filled with the molding compound together in the working direction of the press are guided through the press nip of the press and thereby acted upon with pressing pressure, wherein the molding material hardens and wherein the molds are removed from the outlet side of the press and opened for demolding of the molding.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Formmasse in den Formraum der Formwerkzeuge eingebracht, z. B. eingespritzt wird, nachdem die Formwerkzeuge geschlossen und in den Pressspalt der Presse eingeführt wurden. 2. The method of claim 1, wherein the molding material introduced into the mold space of the molds, for. B. is injected after the molds have been closed and introduced into the press nip of the press.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, zur Herstellung von Formteilen aus einem Faserverbundwerkstoff, wobei in die Formwerkzeuge vor dem Schließen und Einführen in den Pressspalt Fasern oder ein Faserhalbzeug eingebracht wird und wobei anschließend nach dem Schließen und vorzugsweise nach dem Einführen in den Pressspalt die Formmasse in den Formraum eingebracht, z. B. eingespritzt wird. 3. The method according to claim 1 or 2, for the production of molded parts from a fiber composite material, wherein in the molds before closing and insertion into the press nip fibers or a semi-finished fiber is introduced and wherein then after closing and preferably after insertion into the press nip the Molding material introduced into the mold space, z. B. is injected.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Formraum nach dem Schließen der Formwerkzeuge und vor oder während des Einbringens der Formmasse mit Unterdruck beaufschlagt wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the mold space is applied after closing the molds and before or during the introduction of the molding material with negative pressure.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Formwerkzeuge während des Durchlaufens durch den Pressspalt direkt über in d ie Formwerkzeuge integrierte Heizelemente beheizt werden. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the molds are heated during the passage through the press nip directly over integrated in d the molds heating elements.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Formwerkzeuge während des Durchlaufens durch den Pressspalt indirekt, z. B. über beheizbare Pressenplatten der kontinuierlichen Presse beheizt werden. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the molds during the passage through the press nip indirectly, z. B. heated via heated press plates of the continuous press.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei zumindest fünf, vorzugs- weise zumindest acht Formwerkzeuge hintereinander gemeinsam durch die7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein at least five, preferably at least eight molds in a row together by the
Presse geführt werden. Be led press.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Formwerkzeuge bzw. die Formmasse in der Presse mit einer spezifischen Presskraft von 100 bis 550 N/cm2, vorzugsweise 250 bis 400 N/cm2 beaufschlagt werden. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the molding tools or the molding material in the press with a specific pressing force of 100 to 550 N / cm 2 , preferably 250 to 400 N / cm 2 are applied.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Durchlaufzeit eines Formwerkzeuges durch die Presse 60 bis 300 sek., z. B. 100 bis 200 sek. beträgt und/oder wobei die Geschwindigkeit der Formwerkzeuge im Pressspalt 100 mm/sek. bis 500 mm/sek., z. B. 100 mm/sek. bis 300 mm/sek. beträgt. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the cycle time of a molding tool by the press 60 to 300 sec., Z. B. 100 to 200 sec. is and / or wherein the speed of the molds in the press nip 100 mm / sec. up to 500 mm / sec., z. B. 100 mm / sec. up to 300 mm / sec. is.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Formmasse in der Presse beheizt wird und während des Aushärtens zumindest zeitweise eine Temperatur von z. B. 100 °C bis 200 °C aufweist. 10. The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the molding material is heated in the press and during curing at least temporarily a temperature of z. B. 100 ° C to 200 ° C.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Formwerkzeuge für einen kontinuierlichen Betrieb der Presse während des Transportes des Formwerkzeuges mit der Formmasse befüllt und/oder mit Unterdruck beaufschlagt werden. 1 1. Method according to one of claims 1 to 10, wherein the molds for continuous operation of the press during transport of the mold filled with the molding material and / or subjected to negative pressure.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Formwerkzeuge für einen quasi-kontinuierlichen Betrieb der Presse im ruhenden Zustand mit der Formmasse und/oder mit Unterdruck beaufschlagt werden. 12. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the molds for a quasi-continuous operation of the press are applied in the stationary state with the molding material and / or with negative pressure.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die auslaufseitig aus der Presse entnommenen Formwerkzeuge nach dem Entnehmen der Formteile im geöffneten oder geschlossenen Zustand zum Presseneinlauf bzw. zu einer im Bereich des Presseneinlaufs angeordneten Beschickstation zurückgeführt werden, wobei die Formwerkzeuge vorzugsweise während des Zurückführens gereinigt werden. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, wherein the discharge side removed from the press molds are returned after removal of the moldings in the open or closed state to the press inlet or to a arranged in the press inlet feed station, wherein the molds preferably during the Be recycled.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die jeweils aus Oberwerkzeug und Unterwerkzeug zusammengesetzten Formwerkzeuge während des Pressens unter Zwischenschaltung der im Formraum ange- ordneten Formmasse durch einen Spalt voneinander beabstandet sind, wobei dieser Spalt ggf. während des Pressens überwacht wird. 14. The method according to any one of claims 1 to 13, wherein the molding tools each composed of upper tool and lower tool are spaced apart by a gap during pressing with the interposition of the molding material arranged in the mold space, wherein this gap is optionally monitored during the pressing.
15. Pressenanlage zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoff, insbesondere Faserverbundwerkstoff, nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit 15. Press plant for the production of molded plastic parts, in particular fiber composite material, according to a method according to one of claims 1 to 14, with
- einer kontinuierlichen Presse (1 ) mit Pressenoberteil (2) und Pressenunterteil (3) mit einem Pressspalt (4), - mehreren Formwerkzeugen (12), welche jeweils aus zumindest Oberwerkzeug (13) und Unterwerkzeug (14) zusammengesetzt sind, zwischen denen ein Formraum gebildet wird und - A continuous press (1) with press upper part (2) and press base (3) with a press nip (4), - a plurality of molds (12), which are each composed of at least upper tool (13) and lower tool (14), between which a Form space is formed and
- einer Füllvorrichtung (1 9) zum Befüllen des Formraumes mit einer Formmasse. - A filling device (1 9) for filling the mold space with a molding compound.
16. Anlage nach Anspruch 15, wobei die kontinuierliche Presse (1 ) im Pressenoberteil (2) zumindest eine obere, z. B. beheizbare Pressenplatte (5) und im Pressenunterteil (3) eine untere, z. B. beheizbare Pressenplatte (6) aufweist, wobei die Formwerkzeuge (12) wälzgelagert und/oder gleitgelagert durch den zwischen den Pressplatten (5, 6) gebildeten Pressspalt (4) geführt werden. 16. Plant according to claim 15, wherein the continuous press (1) in the press upper part (2) at least one upper, z. B. heated press plate (5) and in the lower press part (3) has a lower, z. B. heated press plate (6), wherein the molds (12) roller bearings and / or slide-guided by the between the press plates (5, 6) formed press nip (4) are guided.
17. Anlage nach Anspruch 15 oder 16, wobei im Pressenoberteil (2) und im Pressenunterteil (3) jeweils endlos umlaufende Pressbänder (16), z. B. Stahlbänder, geführt sind, welche wälzgelagert und/oder gleitgelagert an den Pressplatten (5, 6) abgestützt sind, wobei die Formwerkzeuge (12) von den Pressbändern (16) durch den zwischen den Pressbändern (16) gebildeten Pressspalt (4) transportiert werden. 17. Plant according to claim 15 or 16, wherein in the press upper part (2) and in the lower press part (3) each endlessly circulating pressing belts (16), z. B. steel strips are guided, which are roller-mounted and / or slidably supported on the press plates (5, 6), wherein the molding tools (12) of the press belts (16) transported by the between the press belts (16) press nip (4) become.
18. Anlage nach Anspruch 16 oder 17, wobei zwischen oberer Pressenplatte (5) und unterer Pressenplatte (6) und/oder im Bereich der Presszylinder (10) und/oder an den Formwerkzeugen (12) Wegaufnehmer zur Bestimmung des Pressspaltes (4) und/oder zur Bestimmung des Spaltes zwischen Oberwerkzeuge (13) und Unterwerkzeug (14) angeordnet sind. 18. Plant according to claim 16 or 17, wherein between the upper press plate (5) and lower press plate (6) and / or in the region of the pressing cylinder (10) and / or on the forming tools (12) position transducer for determining the press nip (4) and / or to determine the gap between upper tools (13) and lower tool (14) are arranged.
19. Anlage nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Formwerkzeuge (12) eine Breite von zumindest 1 m, vorzugsweise zumindest 2 m, und/oder eine Länge von zumindest 2 m, vorzugsweise zumindest 3 m, aufweisen. 19. Plant according to one of claims 15 to 18, wherein the molding tools (12) have a width of at least 1 m, preferably at least 2 m, and / or a length of at least 2 m, preferably at least 3 m.
20. Anlage nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei die Füllvorrichtung (19) zumindest einen Spritzkopf aufweist, mit dem die Formmasse in den Formraum der geschlossenen Formwerkzeuge (12) eingespritzt wird. 20. Plant according to one of claims 15 to 19, wherein the filling device (19) has at least one spray head, with which the molding material is injected into the mold space of the closed molds (12).
21 . Anlage nach einem der Ansprüche 15 bis 20, wobei die Füllvorrichtung (19) zumindest eine Unterdruckquelle (20) aufweist oder dass eine separate Unter- druckquelle vorgesehen ist, mit der der Formraum der geschlossenen Formwerkzeuge (12) vor und/oder während des Einspritzens der Formmasse evakuierbar sind. 21. Installation according to one of claims 15 to 20, wherein the filling device (19) has at least one negative pressure source (20) or that a separate sub-source pressure source is provided with which the mold space of the closed molds (12) before and / or during the injection of the molding material can be evacuated.
22. Anlage nach einem der Ansprüche 15 bis 21 , wobei die Füllvorrichtung (19) bzw. deren Spritzkopf und/oder Unterdruckquelle (20), zumindest bereichsweise in Pressenlängsrichtung bzw. entlang der Arbeitsrichtung mit den durch den Pressspalt (4) geführten Formwerkzeugen (12) verfahrbar ist. 22. Plant according to one of claims 15 to 21, wherein the filling device (19) or its spray head and / or vacuum source (20), at least partially in the press longitudinal direction or along the working direction with the through the press nip (4) guided molds (12 ) is movable.
23. Anlage nach einem der Ansprüche 15 bis 22, wobei die Formwerkzeuge (12) mit integrierten Heizelementen (21 ) versehen sind, wobei an die Formwerkzeuge (12) eine Heizvorrichtung (22) anschließbar ist, welche ggf. mit den Formwerkzeugen (12) verfahrbar ist. 23. Installation according to one of claims 15 to 22, wherein the molding tools (12) are provided with integrated heating elements (21), wherein the forming tools (12) a heating device (22) can be connected, which optionally with the forming tools (12). is movable.
24. Anlage nach einem der Ansprüche 15 bis 23, mit einer Transportvorrichtung (24) für den Rücktransport der aus der Presse (1 ) entnommenen und ggf. mittels einer Entnahmevorrichtung (23) entleerten Formwerkzeuge (12) zum Presseneinlauf bzw. zu einer vor dem Presseneinlauf angeordneten Beschickvorrichtung (18), wobei die Pressenwerkzeuge (12) während des Rücktrans- portes vorzugsweise gereinigt werden, z. B. mit einer Reinigungsvorrichtung. 24. Plant according to one of claims 15 to 23, with a transport device (24) for the return transport of the from the press (1) removed and possibly by means of a removal device (23) emptied molding tools (12) for press inlet or to a before the Presseneinlauf arranged loading device (18), wherein the press tools (12) are preferably cleaned during the return transport, z. B. with a cleaning device.
25. Anlage nach einem der Ansprüche 15 bis 24, wobei in Pressenlängsrichtung und/oder Pressenquerrichtung jeweils eine Mehrzahl von Presszylindern (10) hintereinander bzw. nebeneinander verteilt sind, mit denen in Pressenlängsrichtung und/oder in Pressenquerrichtung ein variables Pressprofil, hinsichtlich Druck und/oder Pressspalt, einstellbar ist. 25. Installation according to one of claims 15 to 24, wherein in the press longitudinal direction and / or press transverse direction in each case a plurality of pressing cylinders (10) are distributed one behind the other or side by side, with which in the press longitudinal direction and / or in the press transverse direction a variable pressing profile, in terms of pressure and / or press nip, is adjustable.
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