CH401452A

CH401452A - Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus mit flüssigem härtbarem Kunstharz getränktem Fasermaterial

Info

Publication number: CH401452A
Application number: CH1266161A
Authority: CH
Inventors: Roderich W Graeff
Original assignee: Detag
Priority date: 1960-11-25
Filing date: 1961-11-01
Publication date: 1965-10-31
Also published as: BE630654A

Description

Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus mit flüssigem härtbarem Kunstharz getränktem Fasermaterial
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus mit flüssigem, härtbarem Kunstharz getränktem Fasermaterial.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung verstärkter Kunststoff-Formteile, auch Hohlprofile, bekannt. Hierbei wird beispielsweise so vorgegangen, dass als Verstärkungsmaterial dienende endlose Fäden, z. B. Glasseidenfäden, durch ein Bad eines flüssigen Harzvorkondensats geleitet und hiernach durch eine dem gewünschten Profil entsprechend ausgebildete beheizte Düse aus Metall geführt werden, in der in an sich bekannter Weise unter dem Einfluss dem flüssigen Harz zugesetzter Katalysatoren dieAushärtung stattfindet, so dass die gewünschte Profilierung erhalten wird. Nach dem Austritt aus der Düse kann das fertige, erhärtete Profil in den gewünschten Längen abgeschnitten werden. Auf diese Weise ist auch die Herstellung von Hohlprofilen möglich, wenn in der Mitte der Düse ein Kern angeordnet wird.

Der wesentliche Nachteil dieses von endlosen, harzgetränkten Fäden ausgehenden Verfahrens besteht darin, dass im wesentlichen nur in Längs- bzw.

Fadenrichtung eine Verstärkungswirkung, z. B. hohe Zugfestigkeit, auftritt. Die Knick-, Druck- und Torsionsfestigkeit, insbesondere aber auch die Scherfestigkeit senkrecht zu den Fäden ist jedoch verhältnismässig gering.

Man hat deshalb bereits für die Herstellung verstärkter Kunststoff-Formteile Matten oder Gewebe verwendet, die in die Wandung des Formteils eingelagert wurden. Nach den bekannten Verfahren lassen sich jedoch bei Verwendung derartiger flächiger Verstärkungseinlagen keine Hohlprofile, z. B. Rohre, herstellen, auch nicht bei Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens, gemäss dem das harzgetränkte Verstärkungsmaterial durch eine Düse hindurchgezogen wird. Der Grund hierfür besteht darin, dass in diesem Falle die Matten oder Gewebe sich völlig verschieben und aufreissen würden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus mit flüssigem, härtbarem Kunstharz getränktem Fasermaterial zu schaffen. Die Erfindung besteht darin, dass man auf eine erste Folienbahn eine erste Faserschicht auflegt, dass man diese Faserschicht mit flüssigem, härtbarem Kunstharz tränkt, dass man auf die getränkte Faserschicht mindestens einen in Längsrichtung zu einem flachen Band zusammengefalteten Kunststoffschlauch auflegt, dass man eine zweite Faserschicht aufbringt, dass man diese zweite Faserschicht mit flüssigem, härtbarem Kunstharz tränkt, dass man diese zweite getränkte Faserschicht mit einer zweiten Folienbahn abdeckt, dass man durch einen Quetschvorgang in dem gebildeten Laminat etwa enthaltene Luft und überschüssiges Kunstharz abquetscht,

dass man den Kunststoffschlauch durch inneren Formüberdruck aufweitet und dass man den so gebildeten Hohlkörper durchWärme- zufuhr mindestens bis zur Formbeständigkeit härtet.

Auf die zweite getränkte Faserschicht kann auch mindestens ein weiterer zu einem flachenBand zusammengefalteter Kunststoffschlauch aufgelegt, eine dritte Faserschicht aufgebracht, diese dritte Faserschicht mit flüssigem, härtbarem Kunstharz getränkt und durch eine Folienbahn abgedeckt werden, woran sich das Abquetschen, Aufweiten und Härten anschliessen.

Dieses Verfahren kann in der Weise weiter ausgestaltet werden, dass das Laminat aus mehr als drei kunstharzgetränkten Faserschichten jeweils mit min destens einem dazwischengelegten gefalteten Schlauch gebildet wird.

Um einen Hohlkörper mit inneren Stegen herzustellen, kann auf eine getränkte Faserschicht eine Mehrzahl von gefalteten Schläuchen mit Abstand voneinander aufgelegt werden, die nach dem Aufweiten die Stege bilden.

Das Laminat kann in eine Hohlform eingeführt werden, gegen deren Innenwandung es durch Aufweiten des Kunststoffschlauches oder der Kunststoffschläuche gepresst wird.

Der innere Formüberdruck kann durch ein gasförmiges Medium, beispielsweise Druckluft, oder ein fliessfähiges Medium, beispielsweise Wasser, erzeugt werden. Dabei muss verständlicherweise der Schlauch unmittelbar vor dem Eintritt in den Formraum luftdicht abgeschlossen werden, was leicht durch ein Walzenpaar erreichbar ist.

Man kann auch das Laminat in eine unter einem Winkel zur Waagerechten stehende Form einbringen und den Schlauch oder die Schläuche durch den statischen Druck eines eingefüllten fliessfähigen Mediums aufweiten. In diesem Falle kann durch Wahl der Länge und der Neigung der Form und des spezifischen Gewichtes des fliessfähigen Mediums ein beliebiger Druck erzeugt werden.

Das Verfahren kann kontinuierlich durchgeführt werden in der Weise, dass das Laminat kontinuierlich gebildet und kontinuierlich durch die Form hindurchgeführt wird, in welcher der Schlauch kontinuierlich aufgeweitet wird.

Das Verfahren kann auch intermittierend durchgeführt werden in der Weise, dass in der Form jeweils ein Hohlkörper hergestellt wird, nach dessen Entfernung aus der Form der nächste Hohlkörper hergestellt wird.

Für den Kunststoffschlauch kann man ein Material verwenden, das sich beim Härtevorgang mit dem Tränkungsharz verbindet.

Es können Folien von grösserer Breite als der Breite der Faserschicht verwendet werden, deren überstehende Ränder nach dem Abquetschen miteinander verbunden werden. DieVerbindung kann durch Kleben oder Schweissen erfolgen, dieses beispielsweise durch beheizte Walzen. Die Folienkanten können verschnitten werden. Die beiderseitige Folienabdeckung kann auch in der Weise durchgeführt werden, dass die getränkte Bahn in eine Folienbahn eingeschlagen wird.

Der Innenraum der Form kann eine von einem Zylinder abweichende Gestalt aufweisen, beispielsweise konisch sein.

Der Querschnitt der Form kann über ihre ganze Länge kreisförmig sein oder von der Kreisform abweichen.

Als Werkstoffe für den Kunststoffschlauch und die Trennfolien seien beispielsweise Zellglas, Poly äthylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohol erwähnt.

Die Dehnungsfähigkeit dieser Kunststoffe ist vor allem für die nachstehend noch im einzelnen beschriebene Herstellung konisch ausgebildeter Hohlprofile von Bedeutung.

Als Verstärkungseinlagen für die Hohlprofile können die üblichen Materialien, beispielsweise Glasseidengewebe oder Glasseidenmatten, verwendet werden. Die Tränkung dieser flächigen Gebilde erfolgt ebenfalls mit an sich bekannten flüssigen Harzvorkondensaten, z. B. auf der Basis der Pheno- und Aminoplaste, Epoxydharze oder Polyester, die sich in der Wärme, gegebenenfalls unter Zusatz von Katalysatoren, aushärten lassen. Durch Abstimmung von Katalysator, Aktivator, Temperatur, Länge des Formenraums und Abzugsgeschwindigkeit kann das Verfahren in kontinuierlicher Weise so geführt werden, dass beim Verlassen der Form das Harz völlig ausgehärtet und demnach auch ein in sich festes Hohlprofil erhalten wird, das auf die gewünschten Längen abgeschnitten werden kann.

Das Verfahren ist nicht auf die Herstellung regelmässig ausgebildeter Hohlprofilteile, z. B. Rohre, beschränkt. Es können auch ohne weiteres Hohlprofilteile mit seitlichen Ansätzen, die als offenes Profil ausgebildet sind, hergestellt werden. Zu diesem Zweck braucht nur die durch den zusammengefalteten Schlauch innerhalb des der Form zuzuführenden Laminats gebildete Bahn schmaler als die Bahnen aus dem harzgetränkten Verstärkungsmaterial und der Trennfolie bzw. den -folien gehalten zu werden und der Formenraum in dem über den zusammengefalteten Schlauch seitlich herausragenden Bereich des Laminats einen dem gewünschten offenen Profil entsprechenden Querschnitt aufzuweisen, der selbstverständlich mit dem das Hohlprofil bildenden Querschnitt in Verbindung stehen muss.

Es ist möglich, bestimmte Stellen, beispielsweise die Enden des Profils, im Vergleich zu den übrigen Profilabschnitten stärker auszubilden oder mit einer dickeren Verstärkungseinlage zu versehen. Es lassen sich auch komplizierte, beispielsweise vieleckige Hohlprofile mit grossem Querschnitt herstellen, da sich der Kunststoffschlauch bzw. die Stapelschichten durch Anwendung des Überdrnckes im Schlauchinneren jeder noch so komplizierten Form anpassen.

Anhand der Zeichnung sollen nachfolgend einige Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens beschrieben werden. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Schnittdarstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens unter Verwendung eines Druckgases zur Erzeugung eines Überdruckes innerhalb des Kunststoffschlauches,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Form zur Durchführung einer anderen Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung eines fliessfähigen Gutes zur Aufweitung des Kunststoffschlauches, wobei der Stapel bereits in der Form aufgeweitet ist,
Fig. 4-7 Schnitte durch einzelne Formen mit verschieden gestaltetem Formenraum zur Herstellung von Hohlprofilen mit besonderer Querschnittsform, wobei auch der bereits aufgeweitete Stapel im Schnitt erkennbar ist,
Fig.

8 den Längsschnitt durch eine Form, mit der nach dem erfindungsgemässen Verfahren konisch ausgebildete Kunststoff-Hohlprofile hergestellt werden können,
Fig. 9 einen Querschnitt durch eine Form innerhalb der unter Verwendung des in
Fig. 10 im Schnitt dargestellten Stapels Kunststoff-Hohlprofile mit neben- und übereinanderliegenden durch Zwischenwände voneinander getrennten Kanälen hergestellt werden, wobei auch der bereits in der Form aufgeweitete Stapel im Schnitt dargestellt ist, und
Fig. 11-15 der Fig. 9 bzw. 10 entsprechende Darstellungen, wobei im Falle der Fig. 13-15 das Hohlprofil mit einem als offenes Profil ausgebildeten seitlichen Ansatz versehen ist.

Die zur Bildung des der Form zuzuführenden Stapels benötigten Werkstoffbahnen werden von den Rollen 1, 1', 2, 2' und 3 abgezogen. Um die einzelnen Bahnen in die gewünschte Lage zueinander zu bringen, wird der Unterlage 4, auf der der Stapel gebildet wird, zunächst von der Rolle 1 die Trennfolie 5 zugeführt. Auf diese Trennfolie wird von der Rolle 2 das harzgetränkte Verstärktmgsmaterial 6 geleitet, auf das dann der zusammengefaltete bzw. flache Schlauch 7 von der Rolle 3 her zugeführt wird. Durch den Druck der Walze 8 werden die Lagen 5, 6 und 7 gegeneinandergedrückt, wodurch gleichzeitig in dem
Schlauch 7 enthaltene Luft ausgetrieben wird.

Der hinter der Walze 8 eine flache Bahn bildende
Schlauch 7 wird dann durch eine weitere von der
Rolle 2' abgezogene Bahn aus harzgetränktem Ver stärkungsmaterial 6' und diese wiederum durch eine weitere Trennfolie 5' abgedeckt, die von der Rolle 1' abgewickelt wird. In die Zuführung der Bahnen 6',
5' sind Führungsrollen 9, 10 eingeschaltet.

Vermittels der Walzenpaare 11, 11' und 12, 12' wird überflüssiges Harz ab gequetscht und die in dem
Harz noch eingeschlossene Luft ausgetrieben. Ver mittels der Walzenpaare 11, 11' bzw. 12, 12' kann auch eine Verschweissung der Folienränder durchge führt werden. Hinter dem Walzenpaar 12, 12' gelangt der Stapel in die Form 13, innerhalb der dieser in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel durch
Einleiten von Druckgas in das Innere des Schlauches
7 aufgeweitet wird. Das Druckgas wird über die Lei tung 14, die durch den Verschlusskopf 15 für das be reits ausgehärtete, endseitig offene Profil hindurchge führt ist, eingeleitet.

Vermittels des Walzenpaares 16, 16' wird das aus der Form 13 heraustretende und be reits erhärtete Profilteil kontinuierlich abgezogen. Der
Arbeitsprozess braucht nur dann unterbrochen zu werden, wenn ein Stück des erhärteten Profils hinter der Form 13 abgeschnitten und dementsprechend die
Zuführung 14 bzw. der Abschlusskopf 15 vorüber gehend abgenommen werden muss.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem die Form 13 schräg angeordnet ist, wird der von unten in die Form eingeführte Stapel vermittels eines in das Innere des Schlauches 7 eingeführten fliessfähigen Gutes 17 aufgeweitet.

Die in Fig. 8 dargestellte Form zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dient zur Herstellung eines Hohlprofils mit sowohl konischen als auch zylindrischen Abschnitten. Dementsprechend weist auch der Formenraum in Längsrichtung über gewisse Strecken einen sich verändernden und dann wieder einen konstanten Querschnitt auf. Wie aus den Fig.

10 und 12 ersichtlich, werden bei der Herstellung der in den Fig. 9 bzw. 11 ausser der Form gezeigten Profile zwischen den übereinanderliegenden Schläuchen 7 Bahnen 6" aus harzgetränktem Verstärkungsmaterial eingezogen.

Um die in den Fig. 13 und 15 gezeigten Profile zu erhalten, muss, wie aus Fig. 14 erkennbar, die durch den Schlauch 7 gebildete Bahn schmäler gehalten werden als die aus dem harzgetränkten Verstärkungsmaterial und den Trennfollen bestehenden Bahnen.

Die Verschweissung der Ränder der Trennfolien 5, 5' ist in den Fig. 2, 10, 12 und 14 mit 18 bezeichnet.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus mit flüssigem, härtbarem Kunstharz getränktem Fasermaterial, dadurch gekennzeichnet, dass man auf eine erste Folienbahn eine erste Faserschicht auflegt, dass man diese Faserschicht mit flüssigem, härtbarem Kunstharz tränkt, dass man auf die getränkte Faserschicht mindestens einen in Längsrichtung zu einem flachen Band zusammengefalteten Kunststoffschlauch auflegt, dass man eine zweite Faserschicht aufbringt, dass man diese zweite Faserschicht mit flüssigem, härtbarem Kunstharz tränkt, dass man diese zweite getränkte Faserschicht mit einer zweiten Folienbahn abdeckt, dass man durch einen Quetschvorgang in dem gebildeten Laminat etwa enthaltene Luft und überschüssiges Kunstharz abquetscht,

dass man den Kunststoffschlauch durch inneren Formüberdruck aufweitet und dass man den so gebildeten Hohlkörper durch Wärmezufuhr mindestens bis zur Formbeständigkeit härtet.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf die zweite getränkte Faserschicht mindestens ein weiterer zu einem flachen Band zusammengefalteter Kunststoffschlauch aufgelegt wird, dass eine dritte Faserschicht aufgebracht wird, dass diese dritte Faserschicht mit flüssigem, härtbarem Kunstharz getränkt und durch eine Folienbahn abgedeckt wird, woran sich das Abquetschen, Aufweiten und Härten anschliessen.

2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lami nat aus mehr als drei kunstharzgetränkten Faserschichten jeweils mit mindestens einem zwischengelegten gefalteten Schlauch gebildet wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine getränkte Faserschicht eine Mehrzahl von gefalteten Schläuchen mit Abstand voneinander aufgelegt wird derart, dass nach dem Aufweiten der Schläuche in dem Hohlkörper Stege gebildet werden.

4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man das Laminat in eine Hohlform einführt, gegen deren Innenwandung es durch das Aufweiten des Kunststoffschlauches gepresst wird.

5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Formüberdruck durch ein gasförmiges Druckmedium erzeugt wird.

6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Formüberdruck durch ein fliessfähiges Medium erzeugt wird.

7. Verfahren nach Patentanspruch oder nach Unteranspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man das Laminat in eine unter einem Winkel zur Waagerechten stehende Form einbringt und den Schlauch durch den statischen Druck eines eingefüllten fliessfähigen Mediums aufweitet.

8. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es kontinuierlich durchgeführt wird in der Weise, dass das Laminat kontinuierlich gebildet und kontinuierlich durch die Form hindurchgeführt wird, in welcher der Schlauch kontinuierlich aufgeweitet wird.

9. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es intermittierend durchgeführt wird in der Weise, dass in der Form jeweils ein Hohlkörper hergestellt wird, nach dessen Entfernung aus der Form der nächste Hohlkörper hergestellt wird.

10. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man für den gefalteten Kunststoffschlauch ein Material verwendet, das sich beim Härtungsvorgang mit dem Tränkungsharz verbindet.

11. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Fasermaterial Glasfasermaterial verwendet wird.

12. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Folien von grösserer Breite als der Breite der Faserschicht verwendet werden und die überstehenden Folienränder nach dem Abquetschvorgang miteinander verbunden werden.

13. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum der Form eine von einem Zylinder abweichende Gestalt aufweist.

14. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hohlform verwendet wird, deren Querschnitt über ihre Länge kreisförmig ist.

15. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hohlform verwendet wird, deren Querschnitt über ihre Länge abweichend von der Kreisform ist.