DE102016015421A1

DE102016015421A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines gekrümmten Kunststoffprofils

Info

Publication number: DE102016015421A1
Application number: DE102016015421.7A
Authority: DE
Inventors: Klaus Jansen
Original assignee: Thomas GmbH and Co Technik and Innovation KG
Current assignee: Thomas GmbH and Co Technik and Innovation KG
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2018-06-28

Abstract

Für die Herstellung gekrümmter Kunststoffprofile wird das Radius-Pultrusionverfahren verwendet. Hierbei wird eine Form periodisch relativ zu einem stillstehenden Kunststoffprofil bewegt und anschließend mit einem Haltemittel in Herstellungsrichtung abtransportiert. Die Steuerung dieses Verfahrens gestaltet sich als sehr komplex und aufwendig. Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung mit der gekrümmte Kunststoffprofile auf eine einfache und störungsfreie Art und Weise herstellbar sind. Das wird dadurch erreicht, dass das gekrümmte Kunststoffprofil (10) von mindestens einem Haltemittel (14, 21) durch ein Vor- und Zurückbewegen mit einer geringen Schrittlänge entlang einer in eine Herstellungsrichtung (17) des Kunststoffprofils (10) gerichteten Trajektorie durch die stationäre Form (12) gezogen wird, wobei das mindestens eine Haltemittel (14, 21) auf einer gekrümmten Bahn bewegt wird, die den gleichen Krümmungsradius wie eine Kavität der Form (14, 21) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten Kunststoffprofils gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines gekrümmten Kunststoffprofils gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Es ist bekannt, dass insbesondere gerade Kunststoffprofile aus Kunststoff und einer durchgehenden Verstärkung aus Fasern, Geweben oder dergleichen, die in den Kunststoff eingebettet sind, durchgehend in einem Strang hergestellt werden. Bei dieser Herstellung handelt es sich üblicherweise um ein Pultrusionsverfahren. Bei derartigen Pultrusionsverfahren wird der mindestens eine Faserstrang durch eine Form hindurchgeführt. Dieser Faserstrang wird entweder vor oder in der Form während des Hindurchführens in eine Matrix eingebettet bzw. mit flüssigem Kunststoff versehen, der anschließend in der Form aushärtet. Das sodann die Form verlassende ausgehärtete Kunststoffprofil wird durch eine in Herstellungsrichtung vor der Form angeordneten Abzieheinrichtung bzw. ein Haltemittel durch die Form gezogen und dabei gleichzeitig abtransportiert. Dadurch, dass das Kunststoffprofil von dem Haltemittel durch die Form gezogen wird, lassen sich bei bekannten Verfahren der beschriebenen Art, insbesondere bei bekannten Pultrusionsverfahren, nur gerade Kunststoffprofile bilden.
Für die Herstellung gekrümmter Kunststoffprofile ist es bekannt, dass hierzu die Form bewegt werden muss. Dieses Verfahren ist unter der Bezeichnung Radius-Pultrusion bekannt. Hierbei wird die Form zunächst relativ zum stillstehenden Kunststoffprofil bewegt und dieses sodann in einer Gegenbewegung durch das geöffnete Haltemittel abtransportiert. Bei diesem Radius-Pultrusionsverfahren vollzieht somit sowohl die Form als auch das mindestens eine Haltemittel eine Bewegung. Diese Bewegungen müssen exakt aufeinander abgestimmt werden, damit es zu keiner Fehlproduktion bzw. zu keinen Materialfehlern in den Kunststoffprofilen kommt. Die Realisierung dieser synchronisierten Bewegungsabläufe der Form und der Haltemittel ist technisch sehr aufwendig. Sobald die aufeinander abgestimmten Bewegungen der Form und des mindestens einen Haltemittels eine zeitliche Verzögerung aufweisen, kann die Qualität des herzustellenden Kunststoffprofils derartig leiden, dass es aussortiert werden muss.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit der gekrümmte Kunststoffprofile auf eine einfache und störungsfreie Art und Weise herstellbar sind.
Ein Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 1 auf. Demnach ist es vorgesehen, dass das gekrümmte Kunststoffprofil von dem mindestens einem Haltemittel durch ein Vor- und Zurückbewegen mit einer geringen Schrittlänge entlang einer in eine Herstellungsrichtung des Kunststoffprofils gerichteten Trajektorie durch die stationäre Form gezogen wird, wobei das mindestens eine Haltemittel auf einer gekrümmten Bahn bewegt wird, die den gleichen Krümmungsradius wie eine Kavität der Form aufweist. Dadurch reduziert sich der Bewegungsablauf des Verfahrens zur Herstellung des gekrümmten Kunststoffprofils auf eine schrittartige Bewegung bzw. auf ein Vor- und Zurück oder ein Hin- und Herbewegen des mindestens einen Haltemittels auf dem Kunststoffprofil relativ zu der stillstehenden Form. Somit ist nur noch die Bewegung des mindestens einen Haltemittels zu steuern.
Insbesondere kann es außerdem vorgesehen sein, dass das mindestens eine Haltemittel, nachdem es das Kunststoffprofil in Herstellungsrichtung während eines ersten Schrittes durch die Form gezogen hat, außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil gebracht und entgegen der Herstellungsrichtung zurück in eine unmittelbare Nähe der Form bewegt wird, insbesondere mit der Form in Kontakt gebracht wird, und darauf das Kunststoffprofil erneut von dem Haltemittel erfasst und in einem zweiten Schritt durch die Form gezogen wird. Diese Abfolge der beiden Schritte wiederholt sich solange, bis der Herstellungsprozess für das herzustellende Kunststoffprofil abgeschlossen ist. Für das Ergreifen und Lösen des Kunststoffprofils werden vorzugsweise Bestandteile, insbesondere Haltemittelteile des Haltemittels derart auseinander- bzw. zusammenbewegt, dass das Kunststoffprofil freigebbar bzw. erfassbar wird.
Bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass das Kunststoffprofil von dem mindestens einem Haltemittel taktweise in Schritten durch die stationäre Form gezogen wird, wobei die Schrittlänge zwischen einem Formausgang und einem Haltemitteleintritt des periodischen Ziehens des mindestens einen Haltemittels einem Vielfachen des Durchmessers des Kunststoffprofils, vorzugsweise dem Durchmesser des Kunststoffprofils, insbesondere einem Bruchteil des Durchmessers des Kunststoffprofils, entspricht. Außerdem kann es vorgesehen sein, dass die Schrittlänge einem Winkelabschnitt der Krümmung des Kunststoffprofils, insbesondere einem Bruchteil der Krümmung des Kunststoffprofils, entspricht. Je nach dem welches Material bzw. welche Zusammensetzung der Verstärkung und des Kunststoffes verwendet wird, kann die Schrittlänge variieren. Auch der Querschnitt der Form bzw. die Dimensionierung der Form ist bei der Wahl der Schrittlänge zu berücksichtigen. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, die Schrittlänge derart zu regeln, dass sie der Größenordnung des herzustellenden Kunststoffprofils entspricht.
Des Weiteren ist für die Bestimmung der Schrittlänge der Aushärtungsgrad des Kunststoffprofils ein wesentlicher Faktor, da durch diesen Faktor die Steifigkeit des Kunststoffprofils bestimmt wird. Bei einer geringen Steifigkeit ist somit eine geringe Schrittlänge und bei einer hohen Steifigkeit eine wenigstens geringfügig größere Schrittlänge zu wählen. Ein weiterer wichtiger Parameter für die Einstellung der Schrittlänge stellt die Haftung des herzustellenden Kunststoffprofils in der Form dar bzw. die erforderliche Abzugskraft, um das Kunststoffprofil durch die Form zu ziehen. Ist die Haftung bzw. die Abzugskraft groß, so ist eine geringe Schrittlänge des mindestens einen Haltemittels zu wählen, während bei einer geringen Haftung bzw. einer geringen Abzugskraft eine größere Schrittlänge vertretbar ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel kann es vorsehen, dass das Kunststoffprofil im Wechsel von zwei hintereinander auf dem Kunststoffprofil angeordneten Haltemitteln, insbesondere kontinuierlich, entlang der in Herstellungsrichtung gerichteten Trajektorie durch die stationäre Form gezogen wird, wobei sich die beiden Haltemittel schrittweise, insbesondere gegensinnig zueinander, auf dem Kunststoffprofil vor- und zurückbewegen. Dabei kann das Kunststoffprofil wenigstens von einem Haltemittel in Herstellungsrichtung durch die Form gezogen werden, während das andere Haltemittel, insbesondere gleichzeitig, außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil gebracht und entgegen der Herstellungsrichtung auf die Form zubewegt wird. Sodann wird das Kunststoffprofil von dem Haltemittel ergriffen und in Herstellungsrichtung durch die Form gezogen, während wiederum das andere Haltemittel, insbesondere gleichzeitig, außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil gebracht und entgegen der Herstellungsrichtung auf das andere Haltemittel zubewegt wird. Durch diese koordinierte Bewegung bzw. synchronisierte Bewegung der beiden Haltemittel kann eine nahezu kontinuierliche Herstellung des Kunststoffprofils erreicht werden. Dabei sind lediglich die Bewegungsabläufe der beiden Haltemittel miteinander zu koordinieren. Gleichermaßen ist es denkbar, dass für das Abziehen des Kunststoffprofils durch die Form drei oder mehr Haltemittel verwendet werden.
Darüber hinaus kann es eine vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sein, dass das Kunststoffprofil während der Herstellung von mindestens einer Kühlform gekühlt wird und/oder von mindestens einer Kalibrierform kalibriert wird, wobei die mindestens eine Kühlform und/oder die mindestens eine Kalibrierform zwischen der Form und dem mindestens einem Haltemittel auf dem Kunststoffprofil geführt wird, vorzugsweise als Teil der Form oder des mindestens einem Haltemittels. Durch die Kühlung bzw. Kalibrierung des Kunststoffprofils während der Herstellung, kann das Profil besonders schnell aushärten und mit einer hohen Qualität hergestellt werden. Insbesondere für das Halten des Kunststoffprofils durch das mindestens eine Haltemittel und Vorziehen, ist es wichtig, dass das Kunststoffprofil schnell auskühlt. Beim Radius-Pultrusionsverfahren ist es vorteilhaft, das Profil nach dem Verlassen der Form und vor dem Eintritt in das Haltemittel zu kühlen, entweder damit es stabil genug ist oder um das Material des Haltemittels nicht zu stören. Da das Profil beim Verlassen der Form noch etwas verformbar sein kann, könnte es zudem durch die Abzugskraft, die sich zwischen der Form und dem Haltemittel aufbaut, auch noch etwas verformt, z. B. gestreckt werden. In Abhängigkeit von der Situation kann auch die Kühlform zusätzlich die Funktion übernehmen, den Radius und/oder die Querschnittsform des Profils zu korrigieren bzw. zu kalibrieren. Bei der Kühl- und Kalibrierform muss es sich daher nicht um ein separates Bauteil handeln, es kann sich dabei vielmehr auch um ein Teil der Form handeln.
Des Weiteren kann es ebenso vorgesehen sein, dass die mindestens eine Kühlform und/oder die mindestens eine Kalibrierform gekoppelt mit der Bewegung des mindestens einen Haltemittels auf dem Kunststoffprofil bewegt wird. Durch diese Kopplung der Bewegung der Kühl- und/oder Kalibrierform an die Bewegung der Form und/oder des mindestens einen Haltemittels wird die Gesamtbewegung des Kunststoffprofils an die Bewegung der Kühl- und/oder Kalibrierungsform angepasst. Dadurch lässt sich der Kühl- und/oder Kalibrierungsprozess der Herstellung des Kunststoffprofils bedarfsweise anpassen.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann es vorsehen, dass eine Aushärtungsfront in dem Kunststoffprofil derart gesteuert wird, dass diese im Inneren des Kunststoffprofils senkrecht zu einer Krümmungsachse des Kunststoffprofils verläuft und/oder das ein mechanischer Widerstand zwischen der Verstärkung über den Querschnitt des Kunststoffprofils und der Form derartig eingestellt wird, dass dieser entlang der Trajektorie gleichmäßig verläuft.
Eine Vorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 10 auf. Demnach ist es vorgesehen, dass das mindestens eine Haltemittel entlang einer Trajektorie schrittweise mit einer geringen Schrittlänge auf dem Kunststoffprofil vor- und zurückbewegbar ist, während die Form ortsfest ist und wobei die Trajektorie des mindestens einen Haltemittels den gleichen Krümmungsradius aufweist, wie eine Kavität der Form. Durch die geringe Schrittlänge und das schrittweise Vor- und Zurückbewegen des mindestens einen Haltemittels kann auf eine zusätzliche Bewegung der Form verzichtet werden. Somit muss lediglich die Bewegung des mindestens einen Haltemittels für die Herstellung des Kunststoffprofils gesteuert werden. Dabei ist der Krümmungsradius der Bahn des Haltemittels identisch mit dem Krümmungsradius der Form bzw. der Kavität in der Form für die Herstellung des Kunststoffprofils. Auch die durch das Haltemittel gebildete Kavität entspricht in ihrer Krümmung dem Krümmungsradius der Bahn bzw. der Kavität der Form.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das mindestens eine Haltemittel in Herstellungsrichtung betrachtet unmittelbar vor der Form angeordnet ist, wobei das mindestens eine Haltemittel als lösbare Greifverbindung zum Ergreifen des Kunststoffprofils ausgebildet ist, insbesondere dass vor der Form zwei Haltemittel angeordnet sind, die gleichzeitig schrittweise auf dem Kunststoffprofil, vorzugsweise gegensinnig, hin- und herbewegbar sind, um im Wechsel das Kunststoffprofil zu ergreifen. Das mindestens eine Haltemittel weist wenigstens zwei Hälften auf, die auseinander- und zusammenbewegbar sind, sodass sie von dem Kunststoffprofil gelöst werden können, aber auch durch Zusammenführen das Kunststoffprofil erfassen können. Es ist auch denkbar, dass das Haltemittel aus mehr als zwei Teilen aufgebaut ist.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass auf dem Kunststoffprofil, insbesondere zwischen der Form und dem mindestens einem Haltemittel, wenigstens eine Kühlform und/oder eine Kalibrierform angeordnet ist, die vorzugsweise an die Bewegung des mindestens einen Haltemittels koppelbar ist. Während die Kühlform mit einem zuführbaren Kühlmittel versehbar ist oder einen internen Kühlmechanismus aufweist, weist die Kalibrierungsform entsprechende Mittel zur Kalibrierung des Verfahrens bzw. der Vorrichtung zur Herstellung des Kunststoffprofils auf. Durch diese Integration der Kühl- und/oder Kalibrierungsform lässt sich eine besonders kompakte und effiziente Vorrichtung realisieren. Es ist außerdem denkbar, dass zwischen der mindestens einen Form und zwischen dem mindestens einen Haltemittel weitere Formen oder Elemente positionierbar sind, welche der Herstellung des Kunststoffprofils dienen. Derartige Elemente können in Herstellungsrichtung betrachtet auch hinter dem mindestens einem Haltemittel angeordnet sein.
Ein weiteres besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann es vorsehen, dass das Kunststoffprofil von dem mindestens einem Haltemittel in kleinen Schritten durch die stationäre Form ziehbar ist, wobei die Schrittlänge zwischen einem Formausgang und einem Haltemitteleintritt des periodischen Ziehens des mindestens einem Haltemittels einem Vielfachen des Durchmessers des Kunststoffprofils, vorzugsweise dem Durchmesser des Kunststoffprofils, insbesondere einem Bruchteil des Durchmessers des Kunststoffprofils, entspricht. Außerdem kann es vorgesehen sein, dass die Schrittlänge des periodischen Ziehens des mindestens einen Haltemittels einem Winkelabschnitt der Krümmung des Kunststoffprofils, insbesondere einem Bruchteil der Krümmung des Kunststoffprofils, entspricht.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann es vorsehen, dass ein mechanischer Widerstand zwischen der Verstärkung über dem Querschnitt des Kunststoffprofils und der Form gleichmäßig verläuft. Durch diesen gleichmäßigen Verlauf des Widerstandes kann die erforderliche Abzugskraft des Profils reduziert werden, wodurch das Kunststoffprofil mit einer größeren Schrittlänge aus der Form abziehbar ist, was zu einer Erhöhung der Herstellungsgeschwindigkeit führt.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1a eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Anfangsstellung,
1b die Vorrichtung gemäß der 1a nach einem ersten Arbeitsschritt, der auf die Ausgangsstellung folgt,
2a eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ausgangsstellung,
2b die Vorrichtung gemäß der 2a nach einem ersten Arbeitsschritt, der auf die Ausgangsstellung folgt,
3a eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ausgangsstellung,
3b die Vorrichtung gemäß 3a nach einem ersten Arbeitsschritt, der auf die Ausgangsstellung folgt,
4a eine schematische Ansicht eines weiteres Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ausgangsstellung, und
4b die Vorrichtung gemäß der 4a nach einem ersten Arbeitsschritt, der auf die Ausgangsstellung folgt.

Die Figuren zeigen stark schematisiert eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die auch zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient. Bei dieser Vorrichtung handelt es sich um eine Pultrusionsvorrichtung für ein Kunststoffprofil 10 mit einer innenliegenden Verstärkung 11 und einem diesen als Matrix umgebenden Kunststoff, bei dem es sich vorzugsweise um einen Duroplast handeln kann. In den nur schematisch gezeigten Ausführungsbeispielen wird davon ausgegangen, dass die Verstärkung 11 aus einer Vielzahl endloser Stränge aus vorzugsweise hochzugfesten Fasern, beispielsweise Kohlefasern, besteht. Im Kunststoff des Kunststoffprofils 10 können aber auch beliebig andere Verstärkungen eingebettet sein, wie beispielsweise Gewebe, und/oder Gewirke bzw. Kombinationen der Stränge mit Geweben und/oder Gewirken.
Mit der schematisch gezeigten Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich durch Pultrusion Kunststoffprofile 10 mit einem beliebigen Verlauf bzw. Querschnitt herstellen. In den Figuren ist exemplarisch ein gebogenes Kunststoffprofil 10 gezeigt, das einen kreisförmigen Verlauf erhält. Das gezeigte Kunststoffprofil 10 ist in einer Ebene gebogen. Die Verstärkung 11 für die Herstellung des Kunststoffprofils wird in den hier dargestellten Ausführungsbeispielen von einer Abspuleinrichtung 16 abgezogen. Es ist vorstellbar, dass verschiedene Verstärkungen von verschiedenen Abspuleinrichtungen abgezogen werden.
Die in den 1a und 1b gezeigte Vorrichtung weist eine Form 12 auf, die dem bogenförmigen Verlauf des herzustellenden Kunststoffprofils 10 entspricht. Eine Längsmittelachse der Form 12 ist dementsprechend genauso gebogen, wie das herzustellende Kunststoffprofil 10, wodurch der Radius des Kunststoffprofils 10 und der Längsmittelachse der Form 12 identisch sind. Die Form 12 weist eine Anpassung an den gekrümmten Verlauf des Kunststoffprofils 10 auf, die im gezeigten Ausführungsbeispiel der Gestalt eines Kreisringabschnittes ähnlich sind.
Einem hinteren Ende 15 der Form 12 ist eine stark schematisierte Abspuleinrichtung 16 angeordnet. Diese nimmt einen gewissen Vorrat der Verstärkung 11 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1a und 1b, bei denen die Verstärkung 11 aus mehreren Strängen gebildet ist, sind auf der Abspuleinrichtung 16 eine entsprechende Anzahl von Spulen mit einem größeren Vorrat der Stränge angeordnet. Die Spulen können angetrieben und/oder abbremsbar sein, sodass die Stränge stets mit einer vorgebbaren Spannung strammhaltbar sind.
Im Bereich des hinteren Endes 15, an dem die Stränge in die Form 12 einlaufen, ist auch eine in den Figuren nicht gezeigte Einrichtung zum Zuführen flüssigen, insbesondere heißen, Kunststoffes vorgesehen. Der Form 12 wird dadurch flüssiger Kunststoff zugeführt, um die Stränge hiermit zu ummanteln. Mit der Zeit erstarrt der Kunststoff in der Form 12 und härtet dabei aus.
Bei dem in den 1a und 1b dargestelltem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Herstellungsrichtung 13 gesehen ein mit geringem Abstand vor dem vorderen Ende 13 der Form 12 an dem Kunststoffprofil 10 angeordnetes Haltemittel 14 vorgesehen. Das Haltemittel 14 ist greiferartig ausgebildet zum lösbaren Ergreifen des Kunststoffprofils 10. Das Haltemittel 14 kann das fertige Kunststoffprofil 10 in einem sich vor der Form 12 befindlichen Bereich ergreifen und festhalten, aber auch vom Kunststoffprofil 10 gelöst werden. Des Weiteren ist es denkbar, dass ein zusätzliches, nicht dargestelltes Haltemittel dem zu der Abspuleinrichtung 16 weisenden hinteren Ende 15 der Form 12 zuzuordnen ist, wobei dieses Haltemittel vor dem hinteren Ende 15 der Form 12 angeordnet oder auch im hinteren Ende 15 der Form 12 positioniert sein kann. Dem Haltemittel 14 ist ein in den Figuren nicht dargestellter Schlitten zugeordnet. Mit diesem Schlitten lässt sich das Haltemittel 14 entlang einer durch die Herstellungsrichtung 17 vorgegebenem Trajektorie auf einer Bahn vor- und zurückbewegen. Die Form dieser Trajektorie entspricht dabei der Längsachse der Form 12 bzw. weisen die Trajektorie und die Form den gleichen Krümmungsradius auf.
Bei der in 1a dargestellten Ausgangsstellung eines Herstellungsprozesses befindet sich das Haltemittel 14 in Herstellungsrichtung 17 betrachtet direkt vor der Form 12 bzw. steht mit der Form 12 in Kontakt. Im folgenden ersten Schritt wird sodann das Haltemittel 14 in Herstellungsrichtung 17 bewegt, wobei es dabei das Kunststoffprofil 10 fest umschließt und durch die stationäre, d. h. sich nicht mitbewegende, Form 12 zieht. Dabei werden weitere Stränge der Verstärkung 11 in das hintere Ende 15 der Form 12 gezogen. Die dabei durch das Haltemittel 14 durchgeführte Schrittlänge beträgt höchstens ein Vielfaches des Durchmessers des Kunststoffprofils, vorzugsweise den Durchmesser des Kunststoffprofils 10, insbesondere einem Bruchteil des Durchmessers des Kunststoffprofils 10. Sobald das Kunststoffprofil 10 mitsamt dem Haltemittel 14 in Herstellungsrichtung 17 den voreingestellten Schritt vorbewegt wurde, löst sich das Haltemittel 14 von dem Kunststoffprofil 10 und bewegt sich auf das vordere Ende 13 der Form 12 zurück, während das Kunststoffprofil 10 sich nicht bewegt. Vorzugsweise wird das Haltemittel 14 in Kontakt gebracht mit dem vorderen Ende 13 der Form 12 (1b). Im Anschluss wird das Kunststoffprofil 10 erneut von dem Haltemittel 14 ergriffen und gemäß der 1a in Herstellungsrichtung 17 bzw. in Pfeilrichtung 18 bewegt, während die Form 12 nach wie vor ortsfest ist. Diese in den 1a und 1b dargestellten Schritte werden so lange periodisch bzw. taktweise wiederholt, bis das herzustellende Kunststoffprofil 10 fertiggestellt ist.
Bei einem weiteren in den 2a und 2b dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in die Form 12 eine Kühlform 19 integriert. Diese Kühlform 19 ist somit Teil der Form 12. Bei dieser Kühlform 19 kann es sich alternativ auch um eine Kalibrierungsform handeln bzw. kann die Kühlform 19 gleichzeitig Kühlform 19 und Kalibrierungsform sein. Diese Kühlform 19 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2a und 2b stationär, d. h. sie verändert genauso wenig ihren Ort wie die Form 12. Ansonsten erfolgt das schrittweise Herstellen des Kunststoffprofils auf die gleiche Weise, wie zuvor an den 1a und 1b dargestellt. Durch die Integration der Kühlform 19 in die Form 12 wird die Aushärtung des Kunststoffprofils beschleunigt, wodurch die Schrittlänge des Haltemittels 14 wenigstens geringfügig vergrößert werden kann, wodurch sich die Herstellungsgeschwindigkeit erhöht. Bei dem in den 4a und 4b dargestelltem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls eine Kühlform 20 vorgesehen. Diese Kühlform 20 kann ebenfalls als Kalibrierungsform ausgebildet sein. Im Gegensatz zu dem in den 2a und 2b dargestelltem Ausführungsbeispiel ist die in den 4a und 4b beschriebene Kühlform 20 allerdings ein selbstständiges Formelement, das den gleichen Krümmungsradius wie dir Form 12 und das Haltemittel 14 aufweist.
Die Kühlform 20 dient neben Beschleuniger des Aushärtens des Kunststoffprofils 10 ebenso als Stabilisator bzw. Verstärker, um die durch das Ziehen des Haltemittels 14 auf das Kunststoffprofil 10 wirkende Kräfte zu kompensieren bzw. zu reduzieren. Durch die Aushärtung des Kunststoffprofils 10 in der Kühlform 20 kann die Schrittlänge des Haltemittels 14 mindestens geringfügig erhöht werden. Die Länge der Kühlform 20 kann je nach Anforderungen an den Herstellungsprozess variieren. Das in den 4a und 4b dargestellte Herstellungsverfahren des Kunststoffprofils 10 entspricht dem der 1a und 1b, mit dem Unterschied, dass in den 4a und 4b zusätzlich zu der stationären Form 12 vor dem vorderen Ende 13 der Form 12 einen stationäre Kühlform 20 auf dem Kunststoffprofil 10 positioniert ist.
Bei dem in den 3a und 3b dargestelltem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bewegen sich zwei Haltemittel 14 und 21 schrittweise entlang des Kunststoffprofils 10. Die Form 12 bleibt auch bei diesem Ausführungsbeispiel an ihrer Position fixiert. Die beiden Haltemittel 14, 21 bewegen sich gleichzeitig und gegensinnig auf dem Kunststoffprofil 10 vor und zurück. Wenn das Haltemittel 14 das Kunststoffprofil 10 ergreift und in Pfeilrichtung 18 das Kunststoffprofil 10 durch die Form 12 zieht, sodass die Verstärkung 11 von der Abspuleinrichtung 16 in das hintere Ende 15 der Form 12 gezogen wird, befindet sich das Haltemittel 21 mit dem Kunststoffprofil 10 außer Kontakt und bewegt sich auf dem Kunststoffprofil 10 in Pfeilrichtung 22 auf das vordere Ende 13 der Form 12 zu. Sobald das Haltemittel 14 die maximale Schrittlänge in Bezug zu einer Ausgangsstellung erreicht hat und gleichzeitig das Haltemittel 21 direkt vor der Form 12 bzw. in Kontakt mit der Form 12 steht, tritt das Haltemittel 14 außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil 10 und bewegt sich zurück, d. h. entgegen der Pfeilrichtung 18, in eine Ausgangsstellung, während das Kunststoffprofil 10 durch das Haltemittel 21 ergriffen wird und entgegen der Pfeilrichtung 22 bzw. in Herstellungsrichtung 17 durch die Form 12 gezogen wird. Die Schrittlängen der Haltemittel 14 und 21 sind bei dieser Bewegung identisch, können sich jedoch auch voneinander unterscheiden. Die Schrittlänge wird wie zuvor beschrieben anhand der Dimensionierung des Kunststoffprofils 10 bzw. an die Herstellungsbedingungen angepasst. Bevorzugt sind die Schrittlängen jedoch klein zu halten, d. h. im Größenbereich des Durchmessers des Kunststoffprofils.
Bei der in den 3a und 3b dargestellten Bewegung der Haltemittel 14 und 21 bewegen sich beide Haltemittel 14, 21 auf einem Schlitten auf einer Bahn, deren Krümmungsradius der Form 12 entspricht. Durch diese synchronisierte Bewegung der Haltemittel 14 und 21 kann ein nahezu kontinuierliches Abziehen des Kunststoffprofils 10 durch die Form 12 erreich werden, was zu einer erhöhten Herstellungsgeschwindigkeit führt. Es ist gleichermaßen denkbar, dass das Kunststoffprofil 10 von mehr als zwei Haltemitteln 14, 21 durch die Form 12 gezogen werden. Gleichermaßen ist es denkbar, dass zusätzlich zu dem in den 3a und 3b dargestelltem Ausführungsbeispiel der Form 12 eine Kühlform zuordbar ist, und zwar als integraler oder als selbstständiger Teil.
An dieser Stelle sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele eingeschränkt sein soll, sondern sich vielmehr auch auf weitere Ausführungsformen erstreckt.
Bezugszeichenliste

10: Kunststoffprofil
11: Verstärkung
12: Form
13: vorderes Ende
14: Haltemittel
15: hinteres Ende
16: Abspuleinrichtung
17: Herstellungsrichtung
18: Pfeilrichtung
19: Kühlform
20: Kühlform
21: Haltemittel
22: Pfeilrichtung

Claims

Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten Kunststoffprofils (10), wobei eine durchgehende Verstärkung (11) aus Strängen, Geweben und/oder dergleichen von einem Haltemittel (14, 21) durch eine Form (12) geführt und in der Form (12) in eine Matrix aus Kunststoff eingebettet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das gekrümmte Kunststoffprofil (10) von dem mindestens einem Haltemittel (14, 21) durch ein Vor- und Zurückbewegen mit einer geringen Schrittlänge entlang einer in eine Herstellungsrichtung (17) des Kunststoffprofils (10) gerichteten Trajektorie durch die stationäre Form (12) gezogen wird, wobei das mindestens eine Haltemittel (14, 21) auf einer gekrümmten Bahn bewegt wird, die den gleichen Krümmungsradius wie eine Kavität der Form (12) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Haltemittel (14, 21), nachdem es das Kunststoffprofil (10) in Herstellungsrichtung (17) während eines ersten Schrittes durch die Form (12) gezogen hat, außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil (10) gebracht und entgegen der Herstellungsrichtung (17) zurück in eine unmittelbare Nähe der Form (12) bewegt wird, insbesondere mit der Form (12) in Kontakt gebracht wird, und darauf das Kunststoffprofil (10) erneut von dem Haltemittel (14, 21) erfasst und in einem zweiten Schritt durch die Form (12) gezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffprofil (10) von dem mindestens einem Haltemittel (14, 21) taktweise in Schritten durch die stationäre Form (12) gezogen wird, wobei die Schrittlänge zwischen einem Formausgang und einem Haltemitteleintritt des periodischen Ziehens des mindestens einen Haltemittels (14, 21) einem Vielfachen des Durchmessers des Kunststoffprofils (10), vorzugsweise dem Durchmessers des Kunststoffprofils (10), insbesondere einem Bruchteil des Durchmessers des Kunststoffprofils (10), entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffprofil (10) von dem mindestens einem Haltemittel (14, 21) taktweise in Schritten durch die stationäre Form (12) gezogen wird, wobei die Schrittlänge zwischen einem Formausgang und einem Haltemitteleintritt des periodischen Ziehens des mindestens einen Haltemittels (14, 21) einem Winkelabschnitt der Krümmung des Kunststoffprofis (10), insbesondere einem Bruchteil der Krümmung des Kunststoffprofis (10) entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffprofil (10) im Wechsel von zwei hintereinander auf dem Kunststoffprofil (10) angeordneten Haltemitteln (14, 21), insbesondere kontinuierlich, entlang der in Herstellungsrichtung (17) gerichteten Trajektorie durch die stationäre Form (12) gezogen wird, wobei sich die beiden Haltemittel (14, 17) schrittweise, insbesondere gegensinnig zueinander, auf dem Kunststoffprofil (10) vor und zurück bewegen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffprofil (10) wenigstens von einem Haltemittel (14, 21) in Herstellungsrichtung (17) durch die Form (12) gezogen wird, während das andere Haltemittel (14, 21), insbesondere gleichzeitig, außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil (10) gebracht und entgegen der Herstellungsrichtung (17) auf die Form (12) zu bewegt wird, um sodann das Kunststoffprofil (10) zu ergreifen und in Herstellungsrichtung (17) durch die Form (12) zu ziehen, während das andere Haltemittel (14, 21), insbesondere gleichzeitig, außer Kontakt mit dem Kunststoffprofil (10) gebracht und entgegen der Herstellungsrichtung (17) auf das andere Haltemittel (14, 21) zu bewegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffprofil (10) während der Herstellung von mindestens einer Kühlform (19, 20) gekühlt wird und/oder von mindestens einer Kalibrierform kalibriert wird, wobei die mindestens eine Kühlform (19, 20) und/oder die mindestens eine Kalibrierform zwischen der Form (12) und dem mindestens einem Haltemittel (14, 21) auf dem Kunststoffprofil (10) geführt wird, vorzugsweise als Teil der Form (12) oder des mindestens einen Haltemittels (14, 21).
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kühlform (19, 20) und/oder die mindestens eine Kalibrierform gekoppelt mit der Bewegung des mindestens einen Haltemittels (14, 21) auf dem Kunststoffprofil (10) bewegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aushärtungsfront derart gesteuert wird, dass diese im Inneren des Kunststoffprofils (10) senkrecht zu einer Krümmungsachse des Kunststoffprofils (10) verläuft und/oder dass ein mechanischer Widerstand zwischen der Verstärkung (11) über den Querschnitt des Kunststoffprofils (10) und der Form (12) derart eingestellt wird, dass dieser entlang der Trajektorie gleichmäßig verläuft.
Vorrichtung zur Herstellung eines gekrümmten Kunststoffprofils (10) mit einer Form (12), in der eine durchgehende Verstärkung (11) in eine Matrix aus Kunststoff einbettbar ist und mit mindestens einem Haltemittel (14, 21), mit dem das Kunststoffprofil (10) durch die Form (12) führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Haltemittel (14, 21) entlang einer Trajektorie schrittweise mit einer geringen Schrittlänge auf dem Kunststoffprofil (10) vor und zurück bewegbar ist, während die Form (12) ortsfest ist und wobei die Trajektorie des mindestens einen Haltemittels (14, 21) den gleichen Krümmungsradius aufweist wie eine Kavität der Form (12).
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Haltemittel (14, 21) in Herstellungsrichtung (21) betrachtet unmittelbar vor der Form (12) angeordnet ist, wobei das mindestens eine Haltemittel (14, 21) als lösbare Greifverbindung zum Ergreifen des Kunststoffprofils (10) ausgebildet ist, insbesondere dass vor der Form (12) zwei Haltemittel (14, 21) angeordnet sind, die gleichzeitig schrittweise auf dem Kunststoffprofil (10), vorzugsweise gegensinnig, hin- und herbewegbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kunststoffprofil (10), insbesondere zwischen der Form (12) und dem mindestens einem Haltemittel (14, 21), wenigstens eine Kühlform (19, 20) und/oder eine Kalibierform angeordnet ist, die vorzugsweise an die Bewegung des mindestens einen Haltemittel (14, 21) koppelbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffprofil (10) von dem mindestens einem Haltemittel (14, 21) in kleinen Schritten durch die stationäre Form (12) ziehbar ist, wobei die Schrittlänge zwischen einem Formausgang und einem Haltemitteleintritt des periodischen Ziehens des mindestens einen Haltemittels (14, 21) einem Vielfachen des Durchmessers des Kunststoffprofils (10), vorzugsweise dem Durchmessers des Kunststoffprofils (10), insbesondere einem Bruchteil des Durchmessers des Kunststoffprofils (10) entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrittlänge des periodischen Ziehens des mindestens einen Haltemittels (14, 21) einem Winkelabschnitt der Krümmung des Kunststoffprofis (10), insbesondere einem Bruchteil der Krümmung des Kunststoffprofis (10), entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein mechanischer Widerstand zwischen der Verstärkung (11) über den Querschnitt des Kunststoffprofils (10) und der Form (12) gleichmäßig verläuft.