CH396399A - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Formteilen mit in der Wandung angeordneten Verstärkungseinlagen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Formteilen   mit    in der Wandung angeordneten Verstärkungseinlagen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststofformteilen, deren Wandungen eine Verstärkungseinlage, beispielsweise in Vlies-, Matten- oder Gewebeform, auf weisen. Derartige Kunststofferzeugnisse finden im Hinblick auf die durch die Verstärkungseinlagen hervorgerufenen sehr guten mechanischen Eigenschaften umfangreiche Anwendung. Als Verstärkungsmaterial wird hierbei z. B. Glasfasermaterial verwendet.



   Die bekannten Verfahren zur Herstellung der vorgenannten Kunststofformteile gehen im allgemeinen von einem   Stapel- bzw.    Schichtkörper aus, der aus dem mit flüssigem Harzvorkondensat getränkten Verstärkungsmaterial und zwei   Trennfolien    gebildet wird, die das flüssige Harz oben und unten abdecken. Durch geeignete Einrichtungen, z. B. Walzen oder umlaufende Bänder, die auf den Stapel einen gewissen Druck ausüben, wird das Harz innerhalb des Schichtkörpers gleichmässig verteilt, überschüssiges Harz an den Rändern herausgedrückt und in dem Stapel eingeschlossene Luft entfernt. Hiernach wird der Stapel einem Formwerkzeug zugeführt und in dieses so eingelegt, dass er sich den Formwandungen anpasst.

   Die Verfestigung des in die gewünschte Form gebrachten Stapels wird durch Aushärtung des Harzes erreicht, die im allgemeinen auf katalytischem Wege in der Wärme durchgeführt wird.



   Die einzelnen Verfahren können nun danach unterschieden werden, ob bei ihnen die Formgebung intermittierend oder mehr oder weniger fortlaufend (halb- oder vollkontinuierlich) erfolgt. Die intermittierende Arbeitsweise wird heute noch vor allem dann angewandt, wenn verhältnismässig kompliziert ausgebildete Teile hergestellt werden sollen, während die Fertigung einfacher Profile, beispielsweise wellenförmige Bahnen, im wesentlichen auf kontinuierlichem Wege erfolgt. Bei der intermittierenden Formgebung müssen die Stapel eine dem herzustellenden Formteil entsprechende Länge und Breite aufweisen.



  Zu diesem Zwecke können den für die Stapelbildung verwendeten Folien und dem Verstärkungsmaterial bereits vor dem Aufeinanderlegen die entsprechenden Abmessungen verliehen werden. Es ist aber auch möglich, die Stapelbildung kontinuierlich vorzunehmen, beispielsweise in der Weise, dass auf eine von einer Walze dauernd abgezogenen Trennfolie das Verstärkungsmaterial, das in Bahnform ebenfalls fortlaufend von einer Walze abgerollt werden kann, aufgelegt und hiernach mit Harz getränkt wird. Um das Harz auch oberseitig abzudecken, wird eine weitere Trennfolie fortlaufend zugeführt, wonach der so gebildete Stapel durch die oben erwähnten Einrichtungen zur Erzielung einer gleichmässigen Harzverteilung und Beseitigung der im Stapel eingeschlossenen Luft hindurchgeleitet wird. Die für die Formgebung benötigten Stücke werden dann von dem Stapel abgeschnitten.

   Damit hierbei an der Schnittfläche kein flüssiges Harz heraustropft, wird vorher in diesem Bereich das Harz zweckmässigerweise durch Härtung zur Verfestigung gebracht.



   Den intermittierenden Verfahren, sei es, dass bei ihnen die Stapelbildung intermittierend oder fortlaufend erfolgt, haftet jedoch der Nachteil an, dass der Transport der Stapelabschnitte zu der von der der Stapelbildung dienenden Einrichtung getrennten Form bzw. den Formen verhältnismässig umständlich ist, vor allem im Hinblick darauf, dass bei der Bewegung des Stapels darauf geachtet werden muss, dass die gleichmässige Harzverteilung erhalten bleibt. Aus diesem Grunde können nach dieser Arbeitsweise auch  nur Formteile mit verhältnismässig kleinen Abmessungen hergestellt werden. Abgesehen davon, sind die Verfahren mit intermittierend ausgeführter Verformung bei der Fertigung grosser Stückzahlen eines Formteils nicht wirtschaftlich.



   Es sind nun auch bereits Verfahren zur Herstellung verstärkter Kunststofformteile bekannt geworden, bei denen sowohl die Stapelbildung als auch die Formgebung vollkontinuierlich durchgeführt wird.



  Hierbei wird der fertige, jedoch noch nicht ausgehärtete Stapel umlaufenden Formwerkzeugen, beispielsweise Walzen oder Bändern, zugeführt. Die Formwerkzeuge, die auf ihrem Umfang mit Profilen ausgestattet sind, greifen im allgemeinen ineinander, wodurch sich der in den Zwischenraum zwischen den Formwerkzeugen eingeführte Stapel den Profilen anpasst. Die Transportebene des Stapels liegt hierbei mindestens kurz vor den Formwerkzeugen in etwa derselben Höhe wie die Ebene, in der die Verformung stattfindet. Der Stapel wird demnach gleichermassen durch den UmIauf der profilierten Formwerkzeuge durch diese hindurchgezogen. Zur Aushärtung des Harzes können die profilierten Walzen oder Bänder beheizt sein. Die Härtung kann aber auch in einem den Formwerkzeugen nachgeschalteten Härtungsofen erfolgen.



   Wenn auch die vollkontinuierliche Formgebung in vielen Fällen eine sehr wirtschaftliche Fertigung von verstärkten Kunststoffprofilen gestattet, so beschränkt sich ihre Anwendung jedoch auf die Herstellung von verhältnismässig einfachen Profilen, beispielsweise gewellten Bahnen. Für die Herstellung komplizierter Formteile, vor allem solche mit grösseren Abmessungen, ist diese Arbeitsweise nicht geeignet.

   Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass mit der für die Durchführung der bekannten kontinuierlichen Verfahren benötigten Vorrichtung nur immer dieselben Profile gefertigt werden können, es sei denn, dass die ganze Einrichtung zur Umstellung auf die Herstellung eines anderen Profils umgebaut wird, was natürlich kostspielig und   zeitraubqnd    ist
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von mit Wandverstärkungseinlagen versehenen Kunststoffformteilen zu schaffen, bei dessen Durchführung die hierzu benötigte Vorrichtung in einfacher Weise den sich aus der jeweils gewünschten Profilausbildung ergebenden Bedürfnissen leicht angepasst werden kann.



   Die Erfindung soll also die Möglichkeit schaffen, dass ohne grösseren Arbeits- und Vorrichtungsaufwand verschiedenartig ausgebildete, vor allem auch verhältnismässig grosse Profile, z. B. Lichtdome, herge stellt werden können, wobei auch eine gleichzeitige Fertigung verschiedener Formteile in Betracht gezo gen wird. Dabei soll das neue Verfahren und die hierfür entwickelte Vorrichtung auch dann noch wirt schaftlich arbeiten, wenn von einem bestimmten Formteil nur verhältnismässig kleine Stückzahlen her gestellt werden.



   Die vorbezeichnete Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der in der oben beschriebenen Weise erzeugte Stapel, dessen Herstellung vorzugsweise kontinuierlich erfolgen soll, auf eine unterhalb seiner Transportebene angeordnete Form bzw.



  Formen abgelegt wird, während die Form bzw. Formen und die der Stapelbildung dienende Einrichtung eine Relativbewegung zueinander ausführen. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren bewegt sich demnach entweder die Einrichtung, mit der der Stapel erzeugt wird, während die Form stationär angeordnet ist, oder es wird die Form unter der stationär angeordneten Einrichtung für die Stapelbildung fortbewegt.



  Welche Ausführungsform des Verfahrens zur Anwendung kommt, richtet sich nach den jeweiligen Umständen, z. B. ob besonders kompliziert ausgebildete   undioder    grossflächige Formteile gefertigt werden sollen. In diesem Fall kann es zweckmässiger und wirtschaftlicher sein, die Einrichtung zur Erzeugung des Stapels über die feststehende Form bzw.



  Formen zu bewegen. Die stationäre Anordnung der Form bzw. Formen ermöglicht in diesem Falle die Anbringung von Vakuumleitungen an den Formen, um die Anpassung des auf die Form bzw. Formen abgelegten Stapels an die Formenwandungen durch Unterdruck herbeizuführen oder zu unterstützen.



  Selbstverständlich können in Sonderfällen sowohl die der Stapelbildung dienende Einrichtung als auch die Form bzw. Formen in entgegengesetzter Richtung zueinander bewegt werden.



   Da das erfindungsgemässe Verfahren trotz der kontinuierlichen Arbeitsweise die Verwendung ver  schiedener    Formen gestattet, ist auch die Voraussetzung dafür gegeben, dass mit einer einzigen Vorrichtung mehrere verschiedenartig ausgebildete Kunststofformteile gleichzeitig erzeugt werden, was mit den bisherigen Verfahren nicht möglich war. Die entsprechend den gewünschten Formteilen ausgebildeten Formen sind dann in Bewegungsrichtung hintereinander angeordnet. Hierbei können die einzelnen Formen fahrbar sein, was deren Bewegung unterhalb der beispielsweise stationär angeordneten Einrichtung zur Erzeugung des Stapels gestattet.

   Nach Aushärtung der in die Formen eingelegten und diesen angepassten Stapelabschnitte werden die fertigen Profile aus den Formen herausgenommen, so dass diese im leeren Zustand wieder zum anderen Ende der Vorrichtung zurücktransportiert und von hier aus wieder unterhalb der Einrichtung für die Stapelbildung fortbewegt werden, um von neuem einzelne Abschnitte des fortlaufend geförderten Stapels aufzunehmen. Bei der Härtung können die in   die    einzelnen Formen eingebrachten Stapelabschnitte noch zusammenhängen oder aber bereits voneinander getrennt sein. Im er sten Fall muss die Trennung nach der Härtung, beispielsweise durch Abschneiden oder Absägen, vorgenommen werden.



   Bei der Herstellung von einfachen Profilen, bei spielsweise quergewellten Bahnen, kann die Form,  auf der der Stapel abgelegt wird, durch ein ebenfalls mit Querrillen versehenes Blech gebildet sein, das beispielsweise von einem fahrbaren Rahmen getragen wird.



   Das erfindungsgemässe Verfahren weist ferner den grossen Vorzug auf, dass der zu seiner Durchführung benötigte Vorrichtungsaufwand verhältnismässig niedrig ist. Hiermit hängt zusammen, dass das Verfahren bei der Herstellung nur kleiner Serien ebenso wirtschaftlich ist, wie bei einer Massenfertigung. Wie bereits angedeutet, eignet sich das Verfahren nach der Erfindung auch zur Herstellung grossflächiger Formteile, beispielsweise mit Abmessungen von 50 m.



   Weitere Vorteile der Erfindung,   insbesondlere    der zu deren Ausführung geeigneten Vorrichtungen, ergeben sich aus der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung quergewellter   Bah-    nen nach dem erfindungsgemässen Verfahren,
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 und
Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung von kuppel artig ausgebildeten Formteilen unter Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung.



   Bei den in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Bauteile der zur Erzeugung des Stapels benutzten Einrichtung auf einem Rahmen 1 angeordnet, der strichpunktiert angedeutet ist. Die genannte Einrichtung umfasst eine Rolle 2, von der die Trennfolie 3 abgewickelt wird, auf deren Oberseite dann von der Rolle 4 her das Verstärkungsmaterial 5 aufgebracht und   dieses    dann mit dem aus dem trichterförmig ausgebildeten Behälter 6 abfliessenden Harz 7 getränkt wird. Anschliessend wird das harzgetränkte Verstärkungsmaterial 5 mit einer von der Rolle 8 abgewickelten Trennfolie 9 abgedeckt, die um einen Teil des Umfanges der Walze 10 herumgeführt ist.

   Die Walzen 10 und   10' liegen    gegen die obere Trennfolie 9 bzw. die untere Trennfolie 3 des nunmehr fertig gebildeten Stapels 18 an, wodurch überflüssiges Harz   abgequetscht    und in dem Stapel eingeschlossene Luft entfernt werden soll. Der Transport des Stapels wird durch die elastischen Förderbänder 11, 11', die von den Walzen   12,    bzw. 13, 13' angetrieben bzw. geführt werden, besorgt.



   Der gesamte Rahmen 1 ist vermittels der Räder 14 fahrbar. Ein Teil des Rahmens ist als Tisch 15 ausgebildet, der'bei der Stapelbildung als Unterlage für die einzelnen Stapelschichten dient.



   In Fig. 1 wird die Form durch ein nach Art einer Walzstrasse ausgebildetes, mit Querrillen versehenes Blech 16 dargestellt, das von einem Sockel 17 getragen ist. Der von den Förderbändern 11,   11' fort-    laufend geförderte Stapel 18, dessen Transportebene oberhalb der Form 16 liegt, wird auf die Form 16 abgelegt. Vermittels der ebenfalls im Rahmen 1 gelagerten Einformrolle 19 passt sich der Stapel 18 den Wellungen der Form 16 an. Die Einformrolle 19, die mit einem Antrieb versehen sein kann, dreht sich hierbei im Gegenuhrzeigersinn.



   Es ist selbstverständlich, dass die Relativbewegung zwischen dem Rahmen 1 und der Form 16 der Fördergeschwindigkeit des Stapels 18 angepasst sein muss. Die Aushärtung des der Form 16 zugeführten und in die dortigen Querrillen eingeformten Stapels 18 wird vermittels des Härtungsofens 20 durchgeführt,   dér    in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vermittels der Räder 21 ebenfalls fahrbar ist. Der Ofen 20 kann deshalb bei stationärer Anordnung der Form 16 über die noch nicht erhärteten Stapelabschnitte geschoben werden. Mit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung kann ein langes quergewelltes Band 27 erhalten werden.



   Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1 lediglich in der Ausbildung der Form bzw. der Formen 22. Diese dienen der Herstellung von kuppelartigen Profilteilen 23.



  Auf der Unterseite der Formen ist eine   Vakuumlei    tung 24 vorgesehen. Durch den hierdurch erzeugten Unterdruck werden die jeweils über der Formenöffnung abgelegten Stapelabschnitte, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel bei der Härtung in dem fahrbaren Ofen 20 noch zusammenhängen, in den Formenraum hineingezogen. Zur Fixierung der jeweils auf der einzelnen Form liegenden Stapelabschnitte ist ein Rahmen 25 vorgesehen, der den jeweiligen Stapelabschnitt gegen den Flansch 26 der Form 22 drückt und somit festhält. Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 sind die Formen wegen der Anschlüsse an   eine    Unterdruckleitung stationär angeordnet, so dass sich der Rahmen 1 und der Ofen 20 in Pfeilrichtung bewegen.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zur Herstellung von Kunststofformteilen mit in der Wandung vorgesehenen Verstärkungseinlagen, durch Bildung eines Stapels aus dem harzgetränkten Verstärkungsmaterial und den dieses oben und unten abdeckenden Trennfolien, wonach der Stapel in einem Formwerkzeug fortlaufend verformt wird und hiernach die verformten, voneinander getrennten oder noch zusammenhängenden Stapelabschnitte gehärtet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel auf eine unterhalb seiner Transportebene angeordnete Form bzw. Formen abgelegt wird, während die Form bzw. Formen und die der Stapelbildung dienende Einrichtung eine Relativbewegung zueinander ausführen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung des Stapels über eine stationär angeordnete Form bewegt wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel auf verschieden ausgebildete, in Bewegungsrichtung hintereinander angeordnete Formen abgelegt wird.

   PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile der Einrichtung zur Erzeugung des Stapels in bzw. an einem die Teile untereinander verbindenden Gerüst gelagert bzw. befestigt sind und unterhalb der Einrichtung die Form bzw. Formen angeordnet sind.

   UNTERANSPRÜCHE 3. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerüst fahrbar ist.

   4. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gerüst eine mit der z. B. mit Querwellungen versehenen Form zusammenwirkende Einformrolle gelagert ist, vermittels der sich der auf die Form abgelegte Stapel der Profilierung der Form anpasst.

   5. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Formen fahrbar sind und sich unter der der Erzeugung des Stapels dienenden Einrichtung fortbewegen.