EP0758944A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung faserverstärkter formkörper aus hydraulisch abbindbaren massen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung faserverstärkter formkörper aus hydraulisch abbindbaren massen

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EP0758944A1
EP0758944A1 EP95919428A EP95919428A EP0758944A1 EP 0758944 A1 EP0758944 A1 EP 0758944A1 EP 95919428 A EP95919428 A EP 95919428A EP 95919428 A EP95919428 A EP 95919428A EP 0758944 A1 EP0758944 A1 EP 0758944A1
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EP
European Patent Office
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layers
mass
fiber
rollers
documents
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EP95919428A
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Wolfgang Weiser
Gerd Joy
Melanie Gerling-Joy
Frank Cipriani
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Durapact Gesellschaft fur Glasfaserbetontechnologie mbH
Original Assignee
Durapact Gesellschaft fur Glasfaserbetontechnologie mbH
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Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for the continuous production of fiber-reinforced body from hydraulically settable compositions, which are applied in at least one layer of a predetermined width and thickness from one or more dispensers to a moving surface and glass fibers as reinforcement.
  • DE 34 31 143 C2 describes a process for the production of moldings, for. B. plates, made of fiber-reinforced hydraulically settable masses, in which the mass is applied without fibers in a predetermined thickness on a base, whereupon coming from a cutting device sprinkled fiber chips in a doped amount on the surface of the mass and with a tool over the entire working range e be pressed into the mass, the mass being compressed at the same time.
  • the disadvantage here is only a relatively small proportion of reinforcement material and also only in an outer area of the plate in a structurally unfavorable arrangement.
  • DE-AS 24 56 712 discloses a method for producing molded articles from fiber concrete, in which
  • Fibers are sprayed onto concrete that has not yet hardened, sprinkled or sprinkled on and then rolled or smoothed.
  • the fibers are continuously cut with a cutting unit from G lasfasers rovi ngs. They can be applied in multiple layers and then cement can be powdered to absorb excess water.
  • the fibers are intended to achieve a crack-free, better water-insulating concrete surface in the pool.
  • the fibers are scattered and rolled in in a manual process with a cutting tool and a manual roller.
  • the known methods and devices have in common that they only have one “good side”, namely on the surface facing the forming documents.
  • the proportion of fibers in the concrete matrix is limited to approx. 5-6 percent by mass.
  • premix a mixture known as a "premix”, which contains a homogeneous mixture of fresh concrete and glass fibers, to a base in a uniform layer thickness. Processing of "premix” finds its limits with the proportion of glass fibers to be added, because higher proportions make it difficult or impossible to process the mixture and the reinforcement content for thin slabs is generally too low.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus with which it is possible to produce fiber-reinforced panels with exactly predetermined and occasionally also small thickness, which if necessary have two smooth or structured "good sides” and with controllable dosing of Proportions of reinforcement material, especially with higher reinforcement proportions and with exact positioning of the reinforcement in statically stressed zones of the slab layer can be produced with high yield.
  • the plates should be able to be processed into three-dimensional moldings immediately or subsequently, but in a fresh state.
  • the layers are conveyed against one another and combined with a controlled pressure to form a product formed on both outer surfaces, subjected to thickness calibration, deflected in a discharge direction and removed.
  • the method yields the advantage that the work steps compared to known processes are rationalized into one another in a continuous sequence, and inaccuracies such as are caused by the interaction of several work steps which are shifted in time and which are dependent on one another are largely avoided.
  • fiber components of the reinforcement can far exceed the amount of about 5% by weight of the total matrix, which was previously regarded as the maximum limit, without restriction.
  • the matrix mass penetrates into or through the laid-up fiber mats.
  • the respective first matrix layer is placed on a permanently installed feed table with Rütte devices in front of the Conveyor belt applied. This enables an even more precise thickness calibration than on the conveyor belt and a guaranteed surface quality thanks to the possibility of rutting from below.
  • One embodiment provides that a small proportion of glass fibers is added to the mass when it is being prepared.
  • the concrete matrix prepared as a premix with the admixture of fibers already favors the cohesiveness and plasticity of the mass emerging from the dispensers as the first highly compressed layer, with a fiber content of less than 1% by weight, so that it acts in its movement as a dimensionally stable, non-tearing film.
  • the application of this type further avoids undesirable trapping of air between the base and a first matrix layer.
  • the mass of glass fibers can be mixed in an amount of 0.01 to 4% by weight, preferably between 1 and 1.5% by weight.
  • the mass is applied to the shaping base in a continuous mass flow and extruded from case to case, the dispensers being set at a defined distance from the progressive documents. As a result, a predetermined thickness of the first laminate layer is achieved and maintained with high accuracy.
  • Glass fibers made of AR, E, C, or ECR glass, metal fibers (Fibraflex), Mi krostah if fibers, plastic fibers, aramid fibers or carbon fibers can be used as the fiber material.
  • the flat structures can be continuous yarns, rovings, bonded glass fiber mats, nonwovens, fabrics, grid fabrics, scrims (also multiaxial), fiber complex mats or combinations of these delivery forms.
  • An embodiment essential to the invention provides that a mass layer can be injected between the reinforced layers during their union.
  • a mass layer can be injected between the reinforced layers during their union.
  • Styrofoam curl or other organic or mineral material in the form of plates or blocks an inseparable bond between the layers to be combined is achieved, the setting process is promoted and, in the case of a subsequent shaping, the plasticity of the plate is improved, which means that the still unbound plate-like product has no problem can be subjected to shaping, for example, into three-dimensional structures.
  • Such a shape can be used, for example, for the production of corrugated sheets, channels, pipes and similar products.
  • profiled cylinder rollers can be used.
  • the individual matrix layers are calibrated by setting a distance between the mouthpiece of a dispenser or funnel and the base.
  • the end product is precisely pre-calibrated by the dimension of the gap between the deflecting rollers and recalibrated using fine calibration rollers.
  • a further measure according to the invention provides that the masses in the dispensers are degassed and / or compressed by shaking. Furthermore, the matrix layers can also be shaken on the substrates during or after their application and thus further compacted, the sheet-like structures being intimately connected to the matrix layer receiving them at the same time by the shaking movements.
  • the layers are deflected while they are being combined using cylindrical rollers and are formed between the bases with a given pressure on both outer surfaces and are simultaneously connected to one another. In this way, an exact parallelism of the Surfaces of the product and a specified sheet thickness are achieved automatically with great accuracy without any further work steps. Furthermore, the freshly assembled layers can be supported and recalibrated in the area around the direction of discharge to the discharge direction using at least one support roller.
  • a major advantage of the process is that it runs "cleanly”, largely avoids the emission of fiber and cement dust, produces little or no waste and thus satisfies the required workplace hygiene.
  • a device for the continuous production of fiber-reinforced molded articles from hydraulically settable masses for carrying out the method according to the invention, comprising at least one movable base and above this feed hopper for the application of a mass layer on the base as well as fiber discharge and component devices and means for introducing the fibers into the mass layer is characterized in that these two counter-movable documents guided by a couple of drivable cylinder rollers and at least one application device assigned to each document, as well as an allocation device for glass fiber flat materials and means for integrating them into the visually applied mass has, and that the cylinder rollers form an adjustable gap between s ch.
  • a feed hopper is arranged above the gap of the cylinder rollers.
  • the device is, with great advantage, uncomplicated, compact in comparison to the multi-layer product that can be produced with it, and, at a relatively high production speed, enables high output with extreme accuracy of the layer sequence in the end product.
  • 1 is a side view of the device in the manner of a family tree
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the system according to FIG. 1, F ig another investment scheme according to the invention
  • FIG. 1 shows a device for the continuous production of fiber-reinforced molded articles from hydraulically settable compositions.
  • This comprises two oppositely movable supports (20, 21) guided around a pair of drivable cylinder rollers (30, 31) and at least one feed device (10, 11) assigned to each support (20, 21), and further allocation devices (14 , 15) for fiberglass fabrics (3, 4).
  • the feed funnels (10, 11) are arranged vertically and each have a gap opening in the width and the gap width with an adjustable distance to the documents (20, 21).
  • the underlays (20, 21) can be strips of any material, they can be provided on the surface with a coating preventing the adhering of the concrete mass to be applied, for example with silicon, and are occasionally used to form the outer surfaces of the product to be formed (7) structured.
  • the underlays (20, 21) can also be drainage mats (e.g. ZemDrain), which are used to dewater the matrix layer (1 or 2) thereon by means of vacuum, whereas other underlays (20, 21) only do so Determine the desired optical properties of the layers (1, 2) and enable them to be brought together.
  • the fiber allocation devices (14, 15) for flat areas (3, 4) can be endless belts guided around the deflection rollers (16, 17).
  • a further feed device (12) is expediently arranged above the gap (32) formed between the cylinder rolls (30, 31).
  • an intermediate layer (5) is introduced between the prefabricated layers (1, 2) including the fiber layers (3, 4), which interconnects the layers (1, 2); (3, 4) for sandwich-making of the end product (7).
  • Supports (25, 26) are arranged underneath the documents (20, 21) in the area of the loading judges (10, 11) lying above and the allocation devices (14, 15). These are used both for the sliding support of the documents (20, 21) carried over them, but they are also advantageously equipped with vibrators, which at the same time set the applied layers (1, 2) with the reinforcement layers (3, 4) in strong vibrating movements compress and degas the matrix layers (1, 2) and shake an intimate connection between each matrix layer (1, 2) and the associated layer (3, 4) of fiber sheet material to form a homogeneous composite.
  • the underlays (20, 21) and / or the cylinder rollers (30, 31) can have a smooth or structured surface.
  • this surface quality is freely selectable on both surfaces or only on one surface or is different on both surfaces.
  • a void-free and dense quality of the end product (7) is achieved by the fact that both supports (25, 26), feeder straighteners (10 - 12) and / or cylinder rolls (30, 31) each with vibrators (24) are trained.
  • Figure 2 shows a slightly changed embodiment of the device.
  • the supports (25, 26) with the documents (20, 21) thereon and the funnels (10, 11) are raised on one side and inclined downwards towards one another.
  • supports (25, 26) and documents (20, 21) have means (not shown) for adjusting the inclination to an angle Alpha which can be set as desired and for lifting the funnels (10, 11).
  • the device of FIG. 2 has basically the same design as the device of FIG. 1, the same elements being designated with the same reference numbers.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the device.
  • feed tables (50, 51) are arranged in front of the supports (25, 26), the feed tables (50, 51) each being equipped with vibrators (54).
  • Vibrators (54) can be provided at any point, preferably on the discharge, the funnels (10, 11) are arranged above the feed tables (50, 51) and in between the documents (20, 21) are conveyed, each at an angle from above the fabrics (3, 4) are applied, to which the layers (1, 2) from the matrix dispensers (10, 11) are then applied.
  • one or more flat areas (4 ') can be applied, onto which, in the embodiment shown here, a further matrix layer (2') from the application ri rte r (11 ') is covered, covered by a further area (4'').
  • the sandwich pack is deflected over the cylinder roller and placed on the discontinued in the region of the cylinder roller (30) Styrofoam blocks (5 1).
  • the finished product (7) formed is removed from the device by the conveyor belt (27) after it has been subjected to a final calibration by the recalibration rollers (34) if required.
  • the plates that can be produced with the invention have very advantageous properties. You can be extremely thin in a simple design, and yet be very stable, can continue with a filling, especially under Use of lightweight concrete, light and thick, with a smooth or structured surface on one or both sides and suitable for further shaping. If necessary, the process enables a very high fiber doping by installing fiber areas and their exact positioning. When processing fresh fiber-reinforced laminates, they can take a variety of forms by winding, pressing, laying on or folding. Particularly advantageously, the absolutely precise definition of the plate thickness by compacting and Q proves uetschen between the cylinder rollers (30, 31) and the Fe i NKA li br istswa lzen (33, 34).
  • Premi x-Mat ri x which can contain fiber contents between 0.01 and 4% by weight, up to 20% by weight of flat structures can be inserted between the matrix layers (1 and 2).
  • the matrix can consist mainly of cement, normal cement or special cement with the addition of gypsum, occasionally with light aggregate substances such as pumice or expanded clay, foam glass, additives, water, polymers and agents to achieve aging resistance.
  • the invention opens up a wide range of fields for economic applications and new products for the plates produced thereafter. In this respect, the invention optimally fulfills the task set out above.
  • the measures according to the invention are not limited to the exemplary embodiments shown in the drawing figures. Possible modifications of the method and the device according to the invention can consist of any number of layers and / or flat structures in any number in front of or behind the first or further funnels can be abandoned. Different arrangements of the cylinder rollers are also conceivable, for example also one above the other, with or without displacement relative to the vertical. The particular structural design is free to the person skilled in the art in adaptation to special uses of the device.

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen HersteLLung faserverstärkter Formkörper aus hydraulisch abbindbaren Massen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung faserverstärkter For körper aus hydraulisch abbindbaren Massen, wobei diese in wenigstens einer Schicht von vorgegebener Breite und Dicke aus einem oder mehreren Spendern auf eine bewegte Unterlage aufgetragen werden und Glasfasern als Bewehrung di enen .
Die DE 34 31 143 C2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, z. B. Platten, aus faserbewehrten hydraulisch abbindbaren Massen, bei dem die Masse ohne Fasern in vorgegebener Dicke auf eine Unterlage aufgebracht wird, worauf aus einem Schneidwerk kommende Faserschnitzel in dotierter Menge auf die Oberfläche der Masse aufgestreut und mit einem über die gesamte Arbeitsbrei e wirkenden Werkzeug in die Masse eingedrückt werden, wobei die Masse gleichzeitig verdichtet wird. Nachteilig sind dabei nur relativ geringe Anteile an Bewehrungsmaterial und zudem nur in einem äußeren Bereich der Platte in statisch ungünstiger Anordnung vorhanden.
Weiter ist durch die DE-AS 24 56 712 ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Faserbeton bekannt, bei dem
ORIGINAL UNTERLAGEN Fasern auf noch nicht erhärteten Beton aufgespritzt, aufgerieselt oder aufgestreut und dann eingewalzt oder angegLattet werden. Die Fasern werden mit einem Schneidwerk von G lasfasers rovi ngs kontinuierlich abgeschnitten. Sie können mehrlagig aufgebracht und anschließend kann Zement aufgepudert werden, um überflüssiges Wasser aufzunehmen. Durch die Fasern soll eine rißfreie, besser wasserdämmende Betonobe rf Lache erzielt werden. Das Aufstreuen und Einwalzen der Fasern erfolgt in einem Handverfahren mit einem Schneidwerkzeug und einer Handwalze.
Den bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist außer der ungünstigen Anordnung der Faserschicht der Nachtei l gemeinsam, daß sie nur eine "Gutseite" aufweisen, nämlich auf der der formenden Unterlagen zugewandten Fläche. Zudem ist der Anteil der Fasern an der Betonmatrix auf ca. 5-6 Massenprozent begrenzt.
Weiter sind Verfahren bekannt, bei welchen hydraulisch abbindbare Matrixmasse und getrennt geförderte Glasfasern gleichzeitig auf eine Unterlage gespritzt werden. Dabei ist es relativ schwierig, ein exaktes Mischungsverhältnis aus Matrix und Glasfasern einzustellen und aufrechtzuerhalten. Weiterhin bedarf eine Dickenkalibrierung der damit hergestellten Platten eines zusätzlichen
Verfahrensschrittes mit zusätzlichen Mitteln, zudem ist nur eine "Gutseite" vorhanden.
Schließlich ist es bekannt, ein als "Premix" bezeichnetes Mischgut, welches eine homogene Mischung aus Frischbeton und Glasfasern enthält, auf eine Unterlage in gleichmäßiger Schichtdicke aufzubringen. Die Verarbeitung von "Premix" findet ihre Grenzen mit dem zuzugebenden Anteil an Glasfasern, weil bei höheren Anteilen die Verarbeitungsfähigkeit der Mischung erschwert oder unmöglich und der Bewehrungsgehalt für dünne Platten in der Rege l zu gering ist.
Platten mit unterschiedlicher Bewehrung werden mitunter nach ihrer Fertigung in frischem Zustand zusammengefügt, um dadurch entweder eine doppelt dicke Platte zu erhalten, oder um zwei annähernd gute Oberflächen zu erzielen. Dabei wird aus den Platten nachträglich ein "Sandwich" hergestellt, wobei hierfür ein zeitlich versetzter Arbeitsschritt notwendig ist, der die Herstellungskosten wesentlich verteuert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit welchen es gelingt, faserbewehrte Platten mit exakt vorgegebener und fallweise auch geringer Dicke herzustellen, wobei diese im Bedarfsfall zwei glatte oder auch strukturierte "Gutseiten" aufweisen und unter kontroll erbarer Dosierung von Anteilen an Bewehrungsmaterial, besonders mit höheren Bewehrungsanteilen sowie unter exakter Positionierung der Bewehrung in statisch beanspruchten Zonen der Plattenschicht bei hohem Ausbringen herstellbar sind. Dabei sollen die Platten sofort oder nachträglich, jedoch in frischem Zustand, zu dreidimensionalen Formkörpern weiter verarbeitet werden können.
Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einem Verfahren der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art mit der Erfindung dadurch, daß a) eine Matrix-Masse aus wenigstens zwei Spendern mit definierter Dicke in wenigstens zwei separaten Schichten auf gegenläufig bewegbare Unterlagen aufgetragen wird,
b) auf die Schichten Flächengebilde aus Fasern aufgebracht und/oder die Flächengebilde auf die Unterlagen vorgelegt werden worauf dann die Schichten aufgegeben werden,
c) die Schichten gegeneinander gefördert und mit kontrolliertem Druck zu einem auf beiden Außenflächen ausgeformten Produkt vereinigt, dabei einer Dickenkali rierung unterzogen, in eine Austragsrichtung umgelenkt und abgefördert werden.
Das Verfahren ergibt den Vortei l, daß die Arbeitsschritte gegenüber bekannten Verfahren in einer kontinuierlichen Folge ineinander übergehend rationalisiert und Ungenaui gke i ten, wie sie durch ein Zusammenwirken mehrerer zeitlich verschobener und voneinander abhängiger Arbeitsschritte verursacht werden, weitgehend vermieden werden. Faseranteile der Bewehrung können beim neuen Verfahren die bis jetzt als maximale Grenze angesehene Menge von etwa 5 Gew.-% zur Gesamtmatrix ohne Einschränkung weit überschreiten.
Sofern von der Alternative gebraucht gemacht wird, daß die Flächengebilde auf die Unterlagen vorgelegt werden, penetriert die Matrixmasse in bzw. durch durch die aufgelegten Fasermatten. Vorzugsweise wird die jeweils erste Matrixschicht auf einem fest installierten und mit Rütte lvorri chtungen versehenen Aufgabetisch vor dem Förderband aufgebracht. Dies ermöglicht eine noch genauere Dickenkalibrierung als auf auf dem Förderband und und eine garantierte Oberflächengüte durch die Möglichkeit des Rütteins von unten.
Durch Einsatz von Flächengebilden entfällt eine aufwendige Technik zum Schneiden der Fasern und wird eine höhere Dosierung ermöglicht. Dadurch kann ein vergleichsweise dünnes Laminat mit höherer Festigkeit hergestellt werden. Auch kann infolge der Verwendung von F Lächengebi Lden eine hohe Fertigungsgeschwindigkeit mit entsprechend hohem Ausbringen erzielt werden. Durch die exakte Positionierung der Bewehrungs-Flächengebilde in statisch beanspruchten Zonen wird durch effektive Ausnutzung der Faserbewehrung ein Maximum an Festigkeit erzielt. Die Entstehung von Faser- und Zementst äuben wird durch Wegfall des Schneid- und Spritzprozesses weitgehend vermieden.
Eine Ausgestaltung sieht vor, daß der Masse bei ihrer Zubereitung ein geringer Anteil von Glasfasern beigemischt wird. Die als Premix mit Beimischung von Fasern zubereitete Betonmatrix begünstigt beispielsweise bereits bei unter 1 Gew.-% Faseranteil das Zusammenhaltevermögen und die Plastizität der aus den Spendern als erste hochverdichtete Schicht austretenden Masse, so daß sie in ihrem Bewegungsablauf als formstabiler, nicht abreißender Film wirkt. Das Ausbringen dieser Art vermeidet weiterhin ein unerwünschtes Einschließen von Luft zwischen der Unterlage und einer ersten Matrixschicht. Beispielsweise können der Masse Glasfasern in einer Menge von 0,01 bis 4 Gew.-%, bevorzugt zwischen 1 und 1,5 Gew.-% beigemischt werden. Die Masse wird in kontinuierlichem Massenstrom auf die formgebende Unterlage aufgebracht und fallweise extrudiert, wobei die Spender mit definiertem Abstand zu fortschreitenden Unterlagen eingestellt werden. Hierdurch wird eine vorgegebene Dicke der ersten Laminatschicht mit hoher Genauigkeit erzielt und eingehalten.
Als Fasermaterial können Glasfasern aus AR-, E-, C-, oder ECR-Glas, weiterhin Metallfasern (Fibraflex), Mi krostah Ifasern, Kunststoffasern, Aramidfasern oder Karbonfasern verwendet werden. Bei den Flachengebilden kann es sich um Endlosgarne, Rovings, gebundene Glasfasermatten, Vliese, Gewebe, Gittergewebe, Gelege (auch multiaxial), Faserkomplexmatten oder Kombinationen dieser Lieferformen handeIn .
Eine erfindungswesentliche Ausgestaltung sieht vor, daß zwischen die bewehrten Schichten während ihrer Vereinigung eine Masseschicht injiziert werden kann. Hierdurch oder z.B. Styroporb locke oder anderes organisches bzw. auch m neralisches Material in Form von Platten oder Blöcken wird ein untrennbarer Verbund der miteinander zu vereinigenden Schichten erreicht, deren Abbindeprozeß gefördert und im Falle einer nachträglichen Formgebung die Plastizität der Platte verbessert, wodurch das noch unabgebundene plattenartige Produkt problemlos einer Formgebung beispielsweise zu dreidi ensionalen Gebilden unterzogen werden kann. Eine solche Formgebung kann beispielsweise zur Herstellung von Wellplatten, Rinnen, Rohren und ähnlichen Produkten verwendet werden.
Vorteilhaft werden bei Verwendung von Glasfasern als Bewehrung in der Betonmasse die A l ka l i s i erung inhibierende Komponenten in einer der A Ika l i reakt i on äquivalenten Menge beigemischt, bevorzugt Puzzolane, Hochofenschlacke, reaktives S i l i c i umd i ox i d oder andere gleichwirkende Zusätze. Dabei wird eine Langzeit-Beständigkeit der Glasfasern ohne Korrosion sichergestellt.
Zur Erzielung eines einseitigen oder zweiseitigen Oberflächenprofi ls des Produktes können profi lierte Unterlagen und/oder zum Umlenken bei der Vereinigung der beiden Schichten profi lierte Zylinderwalzen verwendet werden. Die Kalibrierung der einzelnen Matrix-Schichten erfolgt durch Einstellung einer Distanz zwischen dem Mundstück eines Spenders bzw. Trichters und der Unterlage. Das Endprodukt wird durch die Abmessung des Spaltes zwischen den Um lenk-Wa Izenzyl i ndern exakt vor- und mittels Feinkai ibrierungswalzen nachkalibriert.
Eine weitere erfindungswesen liche Maßnahme sieht vor, daß die Massen in den Spendern durch Rütteln entgast und/oder komprimiert werden. Weiterhin können auch die Matrix-Schichten während oder nach ihrem Auftrag auf die Unterlagen gerüttelt und damit weiter verdichtet werden, wobei zugleich durch die Rüttelbewegungen die aufgetragenen Flächengebilde innig mit der sie aufnehmenden Matrixschicht verbunden werden.
Dabei werden die Schichten während ihrer Vereinigung unter Verwendung von Zylinderwalzen umgelenkt und zwischen den Unterlagen mit vorgegebener Druckeinwirkung an beiden Außenflächen geformt und zugleich miteinander verbunden. Auf diese Weise wird eine exakte Parallelität der Oberflächen des Produktes sowie eine vorgegebene Plattendicke ohne weitere Arbeitsschritte selbsttätig mit großer Genauigkeit erreicht. Weiterhin können die frisch zusammengefügten Schichten im Um Lenkungsberei ch zur Austragsrichtung unter Verwendung von wenigstens einer Stützrolle gestützt und nachkalibriert werden. Sowohl die Vorka L i br i erung im definierten Spalt zwischen den U lenkungs-Zylinderwalzen, als auch die Nachkalibrierung wird dadurch erleichtert, daß als Faser-Flächengebilde Netze, Matten, Faserkomplexmatten, Gelege (un i /mu 11 i ax i a l ) , Gewebe, Vliese oder geschnittene Tei le davon verwendet werden, die infolge ihres Zusammenhaltes im Gegensatz zu eingebetteten, aufger i ese Iten oder aufgespritzten geschnittenen Fasern eine erheblich höhere Festigkeit ergeben. Und schließlich können nach Beendigung der Herstellung des Produkts in einem letzten Arbeitsschritt die Unterlagen bevorzugt von beiden Seiten des fertigen Körpers abgelöst werden.
Ein großer Vortei l des Verfahrens besteht weiterhin darin, daß es "sauber" abläuft, weitgehend die Emission von Faser¬ und Zemetstäuben vermeidet, weniger oder keine Abfälle ergibt und somit der erforderlichen Arbeitsplatzhygiene genügt .
Eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung faserverstärkter Formkörper aus hydraulisch abbindbaren Massen, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, umfassend wenigstens eine bewegbare Unterlage und oberhalb von dieser Aufgabetrichter für den Auftrag einer Massenschicht auf die Unterlage sowie Faseraust rags- und Zutei lvorrichtungen und Mittel zum Einbringen der Fasern in die Massenschicht ist dadurch gekennzeichnet, daß diese zwei gegenläufig bewegbare, um ein paar antreibbare Zylinderwalzen umlenkbar geführte Unterlagen und wenigstens einen jeder Unterlage zugeordneten Aufgäbet r i chte r sowie eine Zuteilvorrichtung für Glasfaserflächengebi lde und Mittel zu deren Integrierung in die seh i cht förmi g aufgetragene Masse aufweist, und daß die Zylinderwalzen zwischen s ch einen einstellbaren Spalt ausbilden. In erfindungswesentlicher Ausbi ldung ist oberhalb des Spaltes der Zylinderwalzen ein Aufgabetrichter angeordnet. Weitere vortei lhafte Ausgestaltungen der Vorrichtungen sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.
Die Vorrichtung ist mit großem Vorteil im Vergleich zu dem damit herstellbaren mehrschichtigen Produkt unkompliziert, kompakt und ermöglicht bei relativ großer Fertigungsgeschwindigkeit ein hohes Ausbringen mit äußerster Genauigkeit der Schichtfolge im Endprodukt.
Die Erfindung wird in schematischen Zeichnungen in bevorzugten Ausführungsformen gezeigt, wobei aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehmbar sind.
Es ze i gen :
Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Art eines Stammbaums,
Fig. 2 eine weitere Ausgestaltung der Anlage gemäß Fig. 1, F ig ein weiteres Anlageschema nach der Erfindung
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung faserverstärkter Formkörper aus hydraulisch abbindbaren Massen. Diese umfaßt zwei gegenläufig bewegbare, um ein Paar antreibbare Zylinderwalzen (30, 31) umlenkbar geführte Unterlagen (20, 21) und wenigstens einen jeder Unterlage (20, 21) zugeordneten Aufgäbet r i chter (10, 11), weiterhin Zutei lvorri chtungen (14, 15) für Glasfaserflächengebilde (3, 4) . Die Aufgabetrichter (10, 11) sind vertikal angeordnet und weisen unten je eine in der Breite sowie in der Spaltweite mit einstellbarem Abstand zu den Unterlagen (20, 21 ) ausgebildete Spaltöffnung auf. Die Unterlagen (20, 21) können Bänder aus beliebigem Material sein, sie können an der Oberfläche mit einem das Anhaften der aufzubringenden Betonmasse verhindernden Beschichtung, beispielsweise mit Si licon, ausgerüstet sein und sind fallweise zur Formung der Außenflächen des zu bildenden Produktes (7) strukturiert. Die Unterlagen (20, 21) können aber auch Dra i nagematten (z. B. ZemDrain) sein, die zum Entwässern der darauf befindlichen Matrixschicht (1 bzw. 2) mittels Vakuum verwendet werden, wogegen andere Unterlagen (20, 21) lediglich die gewünschte optische Beschaffenheit der Schichten (1, 2) bestimmen und deren Zusammenführung ermöglichen sollen. Im Zusammenwirken mit der pro Zeiteinheit ausgebrachten Menge an Matrix aus den Trichtern (10 und 11) im Verhältnis zur Transportgeschwindigkeit der Unterlagen (20, 21) ergibt sich bei einstellbarem Abstand zwischen Spaltöffnung der Trichter (10, 11) und den Unterlagen (20, 21) eine individuelle Di ckeneinstel lung der Matrixschichten (1 bzw. 2) . Die Faserzuteilvorrichtungen (14, 15) für Flächengebi lde (3, 4) können um die Umlenkrollen (16, 17) geführte Endlosbänder sein.
Oberhalb des zwischen den Zylinderwalzen (30, 31) ausgebildeten Spaltes (32) ist zweckmäßigerweise ein weiterer Aufgäbet r i chte r (12) angeordnet. Mit diesem wird zwischen die vorgefertigten Schichten (1, 2) einschließlich der Faserauflagen (3, 4) eine Zwischenschicht (5) eingebracht, welche den Verbund der Schichten (1, 2); (3, 4) zum Sandwich-Gebi lde des Endproduktes (7) herstellt.
Unterhalb der Unterlagen (20, 21) sind im Bereich der darüber l iegenden Aufgäbet r i chter (10, 11) und der Zutei lvorrichtungen (14, 15) Supporte (25, 26) angeordnet. Diese dienen sowohl zur gleitenden Unterstützung der darüber geführten Unterlagen (20, 21), sie sind aber auch mit Vorteil mit Rüttlern ausgerüstet, welche die aufgebrachten Schichten (1, 2) zugleich mit den Bewehrungsschichten (3, 4) in starke Rüttelbewegungen versetzen, dadurch die Matrixschichten (1, 2) verdichten und entgasen und eine innige Verbindung zwischen jeweils einer Matrixschicht (1, 2) und der zugeordneten Schicht (3, 4) aus Faserflächengebi lden zu einem homogenen Verbund zusammenrütteln.
Die Unterlagen (20, 21) und/oder die Zylinderwalzen (30, 31) können eine glatte oder strukturierte Oberfläche aufweisen. Damit wird zugleich mit der kontinuierlichen Fertigung des plattenförmi gen Produktes (7) an dessen beiden Oberflächen eine vorgesehene Beschaffenheit - entweder vollständig glatt oder mit einem Strukturmuster - hergestellt, wobei diese Obe rf lächenbescha ffenhe i t frei wählbar jeweils an beiden Oberflächen oder nur an einer Oberfläche vorgesehen bzw. an beiden OberfLächen jeweils versch i eden ist.
Eine Lunkerfreie und dichte Beschaffenheit des Endproduktes (7) wird dadurch erreicht, daß sowohl Supporte (25, 26), Aufgäbet ri chter (10 - 12) und/oder Zy l i nderwa Lzen (30, 31) jewei ls mit Rüttlern (24) ausgebildet sind.
Figur 2 zeigt eine geringfügig geänderte Ausgestaltung der Vorrichtung. Bei dieser sind die Supporte (25, 26) mit den darauf befindlichen Unterlagen (20, 21) und die Trichter (10, 11) einseitig angehoben und schräg-abwärts gegeneinander geneigt. Supporte (25, 26) und Unterlagen (20, 21) weisen bei dieser Ausführung Mittel (nicht gezeigt) zur Einstellung der Neigung in einen beliebig einstellbaren Winkel Alpha und zum Anheben der Trichter (10, 11) auf. Durch die Neigung der vorgenannten Anlagenteile, wobei auch die Faserzuteilungen (14 und 15) mit den Umlenkrollen (16 und 17) der Einstellung im Winkel Alpha folgen, wird erreicht, daß die auf den Unterlagen (20, 21) gebildeten Matrixschichten (1, 2) mit den Glasfaserbewehrungen (3, 4) sowie die mittlere Schicht (5) unter Mithilfe der Schwerkraft im Spalt (32) kraft- und formschlüssig zu einem innigen Verbund miteinander vereinigt werden. Im übrigen zeigt die Vorrichtung von Fig. 2 eine grundsätzlich gleiche Ausbildung wie die Vorrichtung nach Fig. 1, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung. Bei dieser sind vor den Supporten (25, 26) jeweils Aufgabetische (50, 51) angeordnet, wobei die Aufgabetische (50, 51) jewei ls mit Rüttlern (54) ausgestattet sind. Rüttler (54) können an beliebigen Stellen, vorzugsweise am Austrag vorgesehen sein, über den Aufgabetischen (50, 51) sind die Trichter (10, 11) angeordnet und dazwischen werden die Unterlagen (20, 21) eingefördert, auf die jeweils schräg von oben die Flächengebilde (3, 4) aufgegeben werden, auf die dann die Schichten (1, 2) aus den Matrixspendern (10, 11) aufgebracht werden. Auf die Schicht (2) und beispielsweise auch auf die Schicht (1) - nicht dargestellt - können wiederum ein oder mehrere Flächengebi lde (4') aufgegeben werden, auf das in der hier gezeigten Ausgestaltung eine weitere Matrixschicht (2') aus dem Aufgäbet ri chte r (11 ') gespendet wird, überdeckt von einem weiteren Flächengebi lde (4' '). Die Sandwichpackung wird über die Zylinderwalze umgelenkt und auf die im Bereich der Zylinderwalze (30) aufgegebenen Styroporblöcke (51) gelegt. Das ausgebildete Fertigprodukt (7) wird mit dem Transportband (27) aus der Vorrichtung abgeführt, nachdem es bei Bedarf letztmalig durch die Nachkalibrierungswalzen (34) einer Feinkalibrierung unterzogen wurde.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ohne die bekannte Spritztechnik und ohne Aufrieseln und Eindrücken von Fasern gearbei tet .
Die mit der Erfindung herstellbaren Platten haben sehr vortei lhafte Eigenschaften. Sie können in einfacher Ausführung äußerst dünn, und dennoch sehr stabil sein, können weiterhin mit einer Füllung, insbesondere unter Verwendung von Leichtbeton, leicht und dick, mit glatter oder strukturierter Oberfläche einseitig oder doppelseitig ausgebildet und für eine weitere Formgebung geeignet sein. Das Verfahren ermöglicht erforderlichenfalls eine sehr hohe Faserdotierung durch Einbau von Faserf lächengebi Iden und deren exakte Positionierung. Bei der Weiterverarbeitung frischer faserverstärkter Laminate können diese durch Wickeln, Pressen, Auflegen oder Falten vielfältige Formen annehmen. Besonders vorteilhaft erweist sich die absolut exakte Definition der Plattendicke durch Verdichten und Quetschen zwischen den Zylinderwalzen (30, 31) und den Fe i nka l i brierungswa lzen (33, 34) . Bei einer Premi x-Mat ri x, welche Fasergehalte zwischen 0,01 und 4 Gew.% enthalten kann, können bis zu 20 Gew.-% Flächengebilde zwischen die Matrixschichten (1 und 2) eingelegt werden. Dabei kann die Matrix überwiegend aus Zement, Normalzement oder Spezialzement mit Zusätzen von Gips, fallweise mit Leichtzuschlag-Stoffen wie Bims oder Blähton, Schaumglas, Zusatzmitteln, Wasser, Polymeren sowie Mitteln zur Erzielung von Alterungsbeständigkeit bestehen. Durch die Erfindung eröffnet sich den danach hergestellten Platten ein breit gefächertes Gebiet für wirtschaftliche Anwendungen und neue Produkte. Insofern erfüllt die Erfindung in optimaler Weise die eingangs gestellte Aufgabe.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind nicht auf die in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausfύhrungsbei spi e le beschränkt. Mögliche Abwandlungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung können darin bestehen, daß beliebige Schichten und/oder Flächengebilde in beliebiger Anzahl vor oder hinter den ersten oder weiteren Trichtern aufgegeben werden können. Auch sind verschiedene Anordnungen der Zylinderwalzen denkbar, beispielsweise auch übereinander, mit oder ohne Verschiebung gegeneinander gegenüber der Vertikalen. Die jeweilige konstruktive Ausgestaltung ist in Anpassung an besondere Verwendungen der Vorrichtung dem Fachmann freigestellt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung faserverstärkter Formkörper (7) aus hydraulisch abbindbaren Massen, wobei diese in wenigstens einer Schicht von vorgegebener Breite und Dicke aus einem oder mehreren Spendern auf eine bewegte Unterlage (20, 21) aufgetragen werden und Glasfasern als Bewehrung dienen, dadurch gekennzeichnet, daß
a) eine Matrix-Masse aus wenigstens zwei Spendern (10, 11, 11') mit definierter Dicke in wenigstens zwei separaten Schichten (1, 2, 2') auf gegenläufig bewegbare Unterlagen (20, 21) aufgetragen wird,
b) auf die Schichten (1, 2, 2') Flächengebilde (3, 4, 4', 4' ') aus Fasern aufgebracht oder die Flächengebilde (3, 4, 4', 4' ') auf die Unterlagen (20, 21) vorgelegt werden worauf dann die Schichten (1, 2, 2') aufgegeben werden,
c) die Schichten (1, 2, 2') gegeneinander gefördert und mit kontrolliertem Druck zu einem auf beiden Außenflächen ausgeformten Produkt (7) vereinigt, dabei einer Dickenkalibrierung unterzogen, in eine Austragsrichtung (40) umgelenkt und abgefördert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Masse bei ihrer Zubereitung Glasfasern in einer geringen Menge zwischen 0,01 und maximal 4 Gew.-X, bevorzugt zwischen 0,1 und 1,0 Gew.-% beigemischt werden und die Masse in kontinuierlichem Strom auf die formgebende Unterlage (20, 21) ausgebracht und fallweise extrudiert wird, wobei die Spender (10, 11, 11 ') mit definiertem Abstand zur bewegbaren Unterlage (20, 21) eingestellt werden .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die bewehrten Schichten (1, 2, 2') während ihrer Vereinigung eine weitere Schicht (5) von Masse injiziert wird oder vor ihrer Vereinigung beispielsweise Styropor locke (5') aufgelegt werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß das noch unabgebundene plattenartige Produkt (7) einer Formgebung beispielsweise zu dreidimensionalen Gebilden unterzogen wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Glasfaserbewehrung der Masse die A lka li s i erung inhibierende Komponenten in einer der A Ika l i reakt i on äquivalenten Menge, bevorzugt Puzzolane, Hochofenschlacke, reaktives Si l i ci umdi oxi d oder andere gleichwirkende Zusätze beigemischt werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines einseitigen oder zweiseitigen Oberflächenprofils des Produktes (7) profilierte Unterlagen (20, 21) und/oder profilierte Zylinderwalzen (30, 31) verwendet werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hochverdichtete Masse in den Spendern (10, 11, 11') sowie die Schichten (1, 2, 21 ) nach Auftrag auf die Unterlagen (20, 21) durch Rütteln entgast und/oder komprimiert werden.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (1, 2, 2') bei ihrer Vereinigung unter Verwendung von Zylinderwalzen (30, 31) umgelenkt, dabei zwischen den Unterlagen (20, 21) mit vorgegebener Druckeinwirkung an beiden Außenflächen geformt und verbunden und durch einen Spalt (32) zwischen den Walzen (30, 31) kalibriert sowie unter Verwendung von
Fei nka l i bri erungswa lzen (33, 34) gestützt und nachkalibriert werden.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß als Faser-Flächengebilde Netze, Matten, Faserkomplexmatten, Gewebe, Vliese oder geschnittene Teile davon verwendet werden.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennze chnet, daß nach der Herstellung die Unterlagen (20, 21) bevorzugt von beiden Seiten des fertigen Produktes (7) abgelöst werden.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, umfassend wenigstens eine bewegbare Unterlage (20, 21) und oberhalb von dieser Aufgäbet ri chter (10, 11, 11') für den Auftrag wenigstens einer Masseschicht (1, 2, 2') sowie Faseraust rags- und Zuteilvorrichtungen (14, 15) und Mittel (16, 17) zum Aufbringen der Fasern (3, 4, 4', 4'1 ) auf die Masseschicht (1, 2, 2'), dadurch gekennzeichnet, daß diese zwei gegenläufig bewegbare, um ein Paar antreibbare Zy L inderwa lzen (30, 31) umlenkbar geführte Unterlagen (20, 21) und wenigstens einen oberhalb jeder Unterlage (20, 21) angeordneten Aufgäbet ri chter (10, 11, 11 ') sowie Zuteilvorrichtungen (14, 15) für Faserflächengebilde (3, 4, 4', 4' ') aufweist, daß die Zylinderwalzen (30, 31) zwischen sich einen einstellbaren Spalt (32) ausbilden, und daß oberhalb des Spaltes (32) ein weiterer Aufgäbet ri chter (12) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß den Zylinderwalzen (30, 31) ggf.
Fe i nka l i ri erungswa lzen (33,34) nachgeordnet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Unterlagen (20, 21) im Bereich der darüber l iegenden Aufgäbet ri chter (10, 11, 11') und Zuteilvorrichtungen (14, 15) Supporte (25, 26) angeordnet sind, und daß daß Supporte (25, 26),
Aufgäbet richter (10 - 12) und/oder Zylinderwalzen (30, 31) vorzugsweise mit Rüttlern (24) ausgebildet sind.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Supporte (25, 26) mit den Unterlagen (20, 21) sehräg-abwärts gegeneinander neigbar sind, und Mittel zur Einstellung der Neigung auf eisen.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Supporten (25, 26) jeweils Aufgabetische (50, 51) angeordnet und mit Rüttlern (54) ausgestattet sind.
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