DE1704787A1

DE1704787A1 - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Profilen aller Art aus faserverstaerkten Kunststoffen und Einrichtungen hierzu

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Publication number: DE1704787A1
Application number: DE19681704787
Authority: DE
Inventors: Alfred Kepka; Herwig Kepka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-02-07
Filing date: 1968-02-07
Publication date: 1971-07-29

Description

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Profilen aller Art aus faserverstärkten Kunststoffen und Einrichtungen hiezu.
Bisher war die kontinuierliche Herstellung von Profilen, insbesondere Rohren und sonstigen Hohlprofilen, aus faserverstärkten flüssigen und unter Hitzeeinwirkung härtbaren Kunststoffen mit sehr großen Schwierigkeiten verbunden.
Es sind sowohl diskontinuierliche als auch kontinuierliche Verfahren zur Herstellung von sehr einfachen Profilen und Stäben und verschiedene diskontinuierliche Methoden zur Herstellung von Rohren aus faserverstärkten härtbaren Kunststoffen bekannt.
Bo wurden s. diskontinuierliche Verfahren vorgeschlagen, bei denen Glasfaserstränge in der erforderlichen Länge und Zahl durch einen Tauchtank gezogen werden, in dem sich ein flüssiges, mit einem geeigneten Katalysator vermengtes Kunstharz, wie z.B. Poly-Eurterharr, befindet, wobei diese Glasfaserstränge mit da flüssigen Kunstharz getränkt werden. Um die zwischen den einzelnen Fäden eventuell noch eingeschlossene Luft und das überschüssige Harz zu entfernen, werden die getränkten Glasfaserstränge anschliessend durch eine Ziehdüse gezogen. Unmittelbar hernach werden die Stränge mit einer Folie, wie z.B. Zellglas, umwickelt und gehärtet. Die ausgehärtsten Stäbe werden geschliffen und lackiert und können dans in Verwendung genommen werden.
Nach einem anderen Verfahren werden die getränkten Glasfaserstränge z.B. in ein Hart-FVC-@ohr bündig eingezogen und in diesen kalt ansgehärtet.
In ähnlicher Weise werden auch trockene Glasfaserstränge in ein Rohr eingezogen, worauf anschlie#end das flüssige Harz durchgesaugt und ausgehärtet wird.
Stäbe werden auch in zweiteiligen Werkzeugen im Preßverfahren hergestellt.
Es sind weiterhin auoh Vorfahren und Einrichtungen zur kontinuierlichen Hsretellung von Stäben bekannt, bei denen in einem Tauchbad imprägnierte Stränge aus Glasfasern mit gro#em Kraftaufwand und konstanter Geschwindigkeit durch eine beheizte Profilform gezogen werden, wobei die Verweilzeit in der Porm vom Harzansatz und der Temperatur der Form abhängig ist. In einem anschließend angeordneten Tunnelsystem wird das gehärtete Stabprofil dana im kontinuierlichem Durobgang nachgetempert.
Zur Herstellung von Rohren sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, nach denen die mit Iunstharz getränkten Glasfaserstränge oder-Bänder in oft verschiedener Weise über einem Dorn gewickelt und dann mit einer Folie, z.B. Zellglas, umwickelt und ausgehärtet werden. Nach dem Aushärten wird der Kern aus dem Rohr gesogen, die Umhüllung abgenommen und die Oberfläche entsprechend nachbehandelt.
Weiterhin sind auch Verfahren bekannt, bei denen das Fasermaterial an der Innenseite eines Rohres aufgebracht wird. Anschlie#end wird in das Rohr noch flüssiges Kunstharz in entsprechender Menge eingebracht, das dann zusammen mit dem Rohr in eine entsprechende Drehung versetzt wird, wobei das flüssige Kunstharz das gegen die Rohrwandung gepre#te Fasermaterial vollkommen durchtränkt und gleichzeitig die Luft aus dem Fasermaterial verdrängt. Ferner wird während des Schleuderns das Kunstharz ausgehärtet. Nach diesem Schleudergu#verfahren können Rohre ohne Luf@@ @schluüsse ja LuLiflat mit einer sehr schönen Au#enseite hergestellt werden.
Alle diese vorstehend angeführten Herstellungsmethoden waren aber sehr umständlich und teuer. Außerdem konnten mit keinem dieser angeftihrten Verfahren Profile mit komplizierter Gestalt, insbesondere auoh Rohre und sonstige Hohlprofile, in kontinujerlioher Arbeitsweise hergestellt werden.
Nach vorliegender Erfindung ist es nunmehr erstmals möglich, -alle Arten von Profilen, Rohren und sonstigen Hohlprofilen, auch mit komplizierter Gestalt und mit einer schönen Au#enseite, aus faserverstärkten, flüssigen und härtbaren Kunstharzen, wie z.B. ungesättigten Polyesterharzen, in einem kontinuierlichen Arbeitsgang herzustellen.
Nach vorliegender Erfindung wird strang- oder bandförmiges Fasermaterial, z.B. Glasfaserstränge oder Glasgewebebänder, das mit einem durch Hitzeeinwirkung härtbaren Kunstharz getränkt ist, oder in entsprechender länge geschnittenes Pasermaterial, wie z. B. Stapelglasseide, das in entsprechender Menge mit einem flüssigen härtbaren Kunstharz vermengt ist, mit Hilfe von Entnahme-, Dosierungs-, Auflege- und Beförderungseinrichtungen für das strang-oder bandförmige oder als Stapelglasseide geschnittene Pasermaterial zwangsweise mit einer entsprechenden, der Härtungszeit des Kunstharzes angepaßten Geschwindigkeit durch die Einrichtung geführt. Das Fasermaterial wird dabei in ein oder mehreren Führungsorgansn, wie z.B. in einem Kalibrierrohr oder auch in einem oder mehreren Kanälen, die sukzessive die Gestalt des herzustelwenden Profils annehmen nach und nach zu dem gewUnsohten Profil geformt. Danach wird das bereits geformte Fasermaterial zusammen mit dem anhaftenden Kunstharz zunächst in den gekühlten Teil eines weiteren Kalibrierrohres eingebracht. Bei der Herstellung eines Hohlprofiles bewegt sich dabei das Fasermaterial auf einem entsprechend profilierten Dorn oder einem zwischen den Kanälen angeordneten Zwischenstück.
Um du Kunstharz auszuhärten, wird anschließend das bereits geformte Fasermaterial durch einen geheizten und dabei stets auf gleicher Temperatur gehaltenen Teil des Kalibrierrohres geführt, dosen Länge mit der Durchlaufgeschwindigkeit des Profils und der Temperaturhöhe in diesem Bereich abgestimmt ist. fieber diesem Teil des Kalibrierrohres kann auch eine Hochfrequenzheizung angeordnet sein.
Wird ein Hohlprofil oder ein Rohr über einem Dorn hergestellt, so wird der metallische Kern dieses Dorns in diesem geheizten Bereich mit Hilfe einer durchlaufenden Plüssigkeit ständig auf einer Temperatur gehalten, die etwas unterhalb der Anspringtemperatur des Kunatharzes liegt, so daß die bei der exothermen Härtungareakion. freiwerdende Wärmemenge laufend abgeleitet wird.
Trotz dieser Wärmeableitung erwärmt sich jedoch in der Heizzone der Einrichtung die Oberfläche des Dornes wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Trenn- bzw. Oberflächenschichte des Dornes auf eine über der Anspringtemperatur des Kunstharzes liegende Temperatur. Die Außenseite des Dornes ist nämlich mit einem Material mit hoher Trennfähigkeit, aber relativ geringer Wärmeleitfähigkeit, z.B. TFE- oder FEP-Kunststoffen (Polytetrafluoräthylen bzw. fluoriertes äthylen Propylen überzogen. Außerdem kann zum Ausgleich der Schrumpfspannungen bei der Aushärtung bestimmter Kunstharze zwischen der Au#enschichte und dem Metallkern des Dornes noch eine wärmebeständige elastische Zwischenschichte, z. B. aus Gummi-oder Kunstgummi, vorgesehen sein, die ebenfalls eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt.
Die Kühlflüssigkeit im Innern des Dornes kann mit Hilfe eines entsprechenden Rohrsystems nahe der Au#enseite des Dornes geführt werden, während sich daß Rücklaufrochr reiter im Innern des Dornes befindet. a Jedoch den Här tungsvorgang beim Anlaufen der klapp zu erleichtern und zu beschleunigen, kann in dem Dorn aber auch vorübergehend eine im Bereich der Heizzone eingebaute elektrische Widerstandsheizung eingeschaltet werden. Die dadurch gleichzeitig erwärmte Kühlflüssigkeit wird dabei gleichzeitig unmittelbar nach der Heizzone mit Hilfe des Rücklaufrchrens im Zentrum des Dornes so abgeleitet, daß die durch die außen verlaufenden Kühlrohre erfolgende Kühlung der anderen Bereiche des Dornes nicht beeinträchtigt wird. Mit Hilfe von Temperaturfühlern, Thermostaten und Regeleinrichtungen kann die Temperatur und der Durchfluß in den Rohren entsprechend geregelt und gesichert werden.
Eine schädliohe Überhitzung des Dornes und seiner Oberflächenschichten wird durch diese Ausgestaltung ausgeschlossen.
Gleichgtiltig mit welcher Art von Fasermaterial und demgemäß mit welcher Spezialform der Einrichtung gearbeitet wird, so kann das herzustellende Profil in dieser Einrichtung auf jeden Fall mit einer feinen Außenschichte überzogen werden. Zu diesem Zweck wird das bereits fertig geformte, aber noch nicht ausgehärtete Grundprofil ebenfalls durch eine unter H@tzeeinwirkung erhärtende tunstharzmasse gezogen, die unter eines entsprechenden Druck steht und den Erfordernissen, insbesondere der gewünschten Schichtstärke gemä# entsprechend viskos oder thitotrop eingestellt ist. Anschlieseend gelangt das Profil in den gekühlten Teil des Kalibrierrohres, das um die gewünschte Schichtstärke des Überzuges weiter gehalten ist als bbi einer entsprechenden Profilheretellung ohne Überzung.
Deraufhin wird das Profil mit dem in der Kühlstrecke geformten Überzug in den ebenfalls entsprechend weit gettalteten geheizten Zeil des talibrierrohree weitergeführt, wo das Grundprofil und der Überzug gemeinsam susgehärtet werden.
Statt mit Hilfe eines Tauchbades vor dem gekühlten und erweiterten Kalibrierrohr kann die unter einem entsprechenden Druck stehende Feinschichtmasse auch unmittelbar am Anfang des gekühlten und erweiterten Kalibrierrohres durch Öffnungen in diesem talibrierrohr oder eine Ringdüse auf das Grundprofil aufgebracht werden.
Vorliegendes Verfahren kann in zwei teilweise verschiedenen Arten durchgeführt werdens Bei der ersten Art werden zur Veratärkung der herzustellenden Profile Rovings, Faserstränge oder Gewebebander verwendet, während bei der zweiten Ausführungsart loses geschnittenes Fasermaterial, wie z.B. Stapeiglasseide, verwendet wird.
Nach der ersten Methode wird das zur Verarbeitung gelangende strang-oder bandförmige Fasermaterial, das auf Spulen aufgewickelt ist, in die erste Abteilung einer Druckkammer, die je nach Erfordernis in drei oder vier voneinander getrennte Abteilungen unterteilt ist, eingebracht.
In dieser Druckkammer wird das Pasermaterial mit Hilfe von jeweils paarweise angeordneten

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mit der gleichen Geschwindig keit, mit der die Abzugseinrichtung am Ende der Maschine das fertige Profil aus der Maschine zieht, abgespult und über Umlenkrollen in die zweite Abteilung der Druckkammer eingeführt. Diese Abteilung ist bis &U einer vorbestimmten, stets gleichbleibenden Höhe mit einem unter Hitzeeinwirk:ung härtbaren Kunstharz, wie z.B.
Polyester, angefüllt.
Das faden-, strang- oder bandförmige Fasermaterial wird dort über ein in dem flüssigen Kunstharz untergebrachtes Sysa@er@ von Umlenk-und eventuell auch Quetschwalzen mit dem Kunstharz vollständig durchtränkt und dehei gleichzeitig entlüftet.
Danach wird das Fasermaterial in der zweiten Abteilung der Druckkammer aus dem flüssigen Kunstharz herausgeführt, wobei oberhalb des Kunstharzspiegels angebrachte Quetschwalzen das überschüssige Harz abpressen. Du überschüssige Kunstharz fließt dabei in das Kuns tharzbad zurück. Diese Bänder und Faserstränge werden dabei einzeln geführt. Sollen Jedoch stärkere und festere Profile mit größerer Wandatärke hergestellt werden, so werden mehrere solcher Bander aufeinandergelegt und dann gemeinsam weitergeführt. ueber Umlenkwalzen wird das Fasermaterial daraufhin in einzelnen und aufeinandergelegten Schichten in die dritte Abteilung der DruckkAmmer bewegt, wo es mit Hilfe von Zugwalzen, die gleichzeitig auch Umlenkwalzen sein können, weiterbefördert und von Breithalteeinrichtungen und Führungsorganen in einen oder mehrere entsprechend geformte und genügend lange Pormungskanäle eingeführt wird. Diese zunächst eehr einfachen, z. B. lediglich schlitzförmigen Formungskanäle verformen sich allmählich zu der endgül tigen Porm des gewünschten Profils, z,B. zu einem T-,L-, Rohr oder Spezialprofil. Soll z.B. ein Hohlprofil hergestellt werden, so bewegen sich die zunächst z. B. in 2 oder 3 ebenen Formungskanälen eingeführten Fasermaterialbahnen zuletzt zwischen einem in der Mitte zwischen den Bahnen verlaufenden Dorn und einem sie außen umgebenden Kalibrierrohr. Dabei werden die Fasermaterialbahnen so eingeführt, daß die im Bedarfsfalle nötigen Uberlappungen der einzelnen Fasermaterialstreifen entstehen.
Die Formungskanäle, im letztgenannten Fall somit auch das Kalibrierrohr und der Dorn, sind auf ihrer ganzen Länge mit einer dauernd und gleichzeitig sehr stark wirksamen, entsprechend temperaturbeständigen und mechanisch dauerhaften Trennschichte, z.B. aus den bereits erwähnten TFE- oder FEP-Kunststoffen, überzogen.
Gegebenenfalls befindet sich bei der Verarbeitung von Kunstharzen, die bei der Härtung stark schrumpfen, in der Zone des Formungskanals, in der diese Schrumpfung erfolgt, zum Spannungsasgleich unter der Trennschichte eine elastische Zwischenschichte.
Das in diesem Formkanal geformte Profil gelangt nun, im Falle eines Hohlprofils auf dem Dorn weitergieitend, in einen gekühlten Teil des Formkanals. Nach diesem Abschnitt gelangt es in einen anderen Teil des Formkanals, in dem stets eine gleichmäßig hohe, für die Aushärtung des Kunstharz es erforderliche Temperatur aufrechterhalten und das Profil ausgehärtet wird. Das fertige Profil wird dann mit Hilfe von Abzugsorganen, z.B. Abzugswalzen, Raupen oder dgl., aus der Einrichtung gezogen.
Zu den Vorgängen in den einzelnen Abschnitten des Formkanals ist im einzelnen noch folgendes zu sagen: In dem Kalibrierrohr ist die beschriebene Kühlstrecke angeordnet, um zu verhindern, daß bei einem längeren Lauf der Maschine Wärme aus der Heizzone infolge der Wärmeleitung- oder strahlung in den Bereich der Formungskanäle vor dem Erreichen der endgültigen Profilform und in den Bereich vor den Formgebungskanälen sowie bei einem Arbeiten mit Feinschichte in den Behälter mit der Feinschichtmasse gelangt und auf diese Weise zu vorzeitigen unliebsamen Aushärtungserscheinungen führt.
Um eine glatte Oberfläche der Profile zu erzielen, ist der Formungskanal außerdem schon von aeinem Anfang ab so eng gehalten, daß das an der Oberfläche des getränkten Paeermaterials noch vorhandene Kunstharz glattgestrichen wird.
Soll das geformte Profil außerdem an der Außenseite mit einer Feinschichte überzogen werden, so wird das Profil, bei einem Hohlprofil innen auf dem Dorn weitergleitend, wie bereits ausgeführt, durch ein Kunstharzbad geführt bzw. durch eine Ringdüse mit einem Kunstharzüberzung versehen. Danach wird das Profil in einem entsprechend erweiterten Kalibrierrohr weitergeführt, dessen erster Teil gekuhlt und dessen zweiter Teil beheizt ist, do daß das Profil in diesem zweiten Teil zur Aushärtung gelangt.
Das Kunstharzbad, durch das das Profil zur Bildung des Feinschichtüberzugs gezogen wird, befindet sich in der vierten Abteilung der erwähnten Druckkammer. Die Kunstharzmasse in dieser Abteilung steht unter demselben Druck, wie er in den anderen Abteilungen der Druckkammer herrscht. Dadurch ist es unmöglich, daß das Kunstharz au9 dem Weg über die Zwiachenräume im Innern des Fasermateriale von dieser Abteilung der Druckkammer in die vorherige gelangen kann. Dieser Druck ist Jedoch so hoch bemessen, daß er das Kunstharz in dem gesamten weiterführenden Kalibrierrohr bis hin ZU dem bereits erhärteten Teil des Profils in der Heizzone unter einem angemessenen hohen Druck hält.
Die Abzugswalzen, die das fertige Profil aus dem Kalibrierrohr herausziehen, verhüten dabei gleichzeitig ein zu schnelles Herauspressen des fertigen Profils infolge des in der Druckkammer herrschenden und zum Ende - des Kalibrierrohres hin wirkenden Überdrucks.
Die Umfangsgeschwindigkeit dieser Abzugswalzen ist dabei gleichzeitig auf die Härtungsgeschwindigkeit des Profils abgestimmt.
Das fertige Profil wird dann, wenn es in einer entsprechend voreingestllten Länge aus dem Kalibrierrohr herausgezogen worden ist, z.B. mit Hilfe einer mit gleicher Geschwindigkeit mitlaufenden Kreissäge oder Trennscheibe abgeschnitten, die sich dann, nachdem das Profil vollkommen durchschnitten ist, wieder vom Profil ablöst und in ihre ureprüngliche Lage zurückkehrt. Dort tritt @ie erst dann wieder in Tätigkeit, wenn die herausgezogene Profilstange von neuem die voreingestellte Länge erreicht hat.
Das abgeschnittene Profil wird dann selbsttätig zur Seite gelegt.
Nach der zweiten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung können ebenfalls Profile aller Art, auch Rohre und andere Hohlprofile, auch mit komplizierter Gestalt, aus faserverstärkten härtbaren runstharzmassen hergestellt werden, jedoch bereits unter Verwendung ungebundenen geschnittenen Fasermaterials, z.B. einfacher Stapelglasseide. Dabei können auch die gleichen Stapellängen verwendet werden, wie sie für die üblichen Fasermatten eingesetzt werden.
Zweckmäßigerweise können neben den üblichen Füllstoffen aber auch (gemahlene) Glasseiden-Eurzfasern oder Elementar-Kurzfasern (normalerweise ca. 0 - 3 mm lang) in einem möglichst hohen Ausmaß beigemengt werden. Dadurch wird einerseits die Wirkung der Mikroporosität der fertigen Profile vermindert, wasinsbesondere bei Rohren von großer Bedeutung ist, andererseits aber auch das sonst häufig vorkommende schrumpfungsbedingte wervortreten der Glasfaserstruktur an der Oberfläche der ausgehärteten Profile auf ein Minimum herabgesetzt und in der Regel sogar gänzlich beseitigt.
Diese letztgenannte Verbesserung ergibt sich daraus, daß die übergroße Schrumpfung des Kunatharzes, insbesondere des Polyesterharzes, zwischen den einzelnen Glasseidenstapeln durch die dort ebenfalls befindlichen und sich gegenseitig verfilzenden Kurzfasern verhindert wird, Gleichzeitig ergibt sich daduroh eine weitere, optimale Verbesserung der Peetigkeit0 Das mit Stapelglasseide in entsprechendem Ausma# vermengte Kunst-@arz wird bei dieser Ausführungsart aus einer eigenen Druckkammer in einen oder mehrere Formungskanäle gepreßt, die wie bei der ersten bereits beschriebenen Ausführungsart der Erfindung allmählich die endgültige Profilform annehmen, dann eventuell durch eine Zone für die Feinbeschichtung, daraufhin durch eine Kühlzone und schließlich durch eine geheizte Aushärtungszone führen.
Von der Zone für die Feinbeschichtung ab entspricht die Ausgestaltung dabei im wesentlichen der bereits oben gegebenen Darstellung. Die vorliegende Einrichtung unterscheidet sich lediglich im Anfangsteil bis zu dem Teil der formungskanäle, in dem diese Formungskanäle allmählich die endgültige Profilform annehmen, von der bereits oben beschriebenen Einrichtung.
Im vorliegenden Fall wird die mit dem geschnittenen Fasermaterial bereits vermengte Kunstharzmasse in eine Druckkammer eingebracht.
Aus dem Innern dieser Druckkammer führen Kanäle, die von ihrem Beginn ab naob und nach in die bereits erwähnten und beachriebenen Formungskanäle übergehen. Die Höhe der Kanäle entspricht normalerweise der gewnnschten Stärke der fertigen Profilwandung. Eine örtliche Abänderung der Profilstärke gegenüber der anfänglichen Kanalhöhe ist jedoch möglich, wenn die Querschnittfläche bei dem sukzessiven Übergang der ProfilSorm zahlenmäßig unverändert bleibt.
Sollen hohle Profile oder Rohre hergestellt werden, so werden zwei oder mehrere Kanäle möglichst zweckmäßig zueinander im Hinblick auf die gewünschte Endform des Profils angeordnet, wobei die Gesamtbreite dieser Kanäle unter der Voraussetzung gleichbleibender Profilstärke dem endgültigen Umfang des Profils entspricht. Das dabei zwischen den einzelnen Kanälen vorgesehene Zwischenstück verformt sich in der Verformungszone der Kanäle zu dem erforderhohen Dorn, während sich die Au#enseiten der Kanäle zur Wandung des benötigten Kalibrierrohres vereinigen. Das in den Dorn übergebende Zwischenstück ist dabei an seinem Beginn mit dem äu#eren stabilen Rahmen der Druckkammer verbunden.
Ui ein Verstopfen 5er flachen Kanäle durch das lose Fasermaterial zu verhüten und um eine gleichmä#ige Füllung der Kanäle mit dem

= ttserWaß ned « geen8tapeln

umgebenden Kunstharz zu erreichen, sind als Entnahme-, Dosierungs- und Weiterbeförderungseinrichtung in einem, in der Druckkammer vor den Eintritts öffnungen der erwähnten flachen Kanäle drehbare Nadelwalzen vorgesehen, deren von außen zwangsweise angetriebene Achaen quer zur Richtung der Kanäle gelagert sind und in ihrer Abmessung der Kanalbreite entsprechen.
Es handelt sich dabei um gerade Kreiszylinder, deren Mantelfläche mit radial befestigten und reihenförmig in der Drehebene mit gleichmäßigem Abstand angeordneten Nadeln von entsprechender Länge bedeckt ist. Die Länge der Nadeln entspricht dabei der Höhe des zugehörigen Kanals.
Diese Nadelwalzen sind dabei ständig vollkommen von dem mit Fasermaterial vermengten Kunstharz überdeckt. Dieses Kunstharz-Faser-Gemisch wird durch den in der. Druckkammer herrschenden Druck ständig zwischen die einzelnen Nadeln der Nadelwalzen gepreßt. Diese von der Walze mit großer Kraft weiterbewegten Nadeln ziehen das von ihnen erfaßte Fasermaterial zusammen mit dem daran haftenden Eunstharz aus der die Walze umgebenden Masse heraus und fuhren es bei der weiteren Umdrehung der Walze mit sich mit.
Um das Einbringen dieses von den Nadeln erfaßten und mitgeführten Fasermaterials in die Öffnung des oben genannten, an jede einzelne Walze anschließenden Kanals zu erleichtern, werden die unteren und seitlichen Begrenzungsflächen des Kanals schon vor der 3inmündung in den geschlossenen Kanal ein Stück lang an der Nadelwalze, ihrer Krümmung@angepa#t, entlanggeführt, so da# dann das in dem "Vorkanal" zwischen der Walzenoberfläche und den vorgezogenen Kanalteilen geformte Harz-Faser-Band mit Hilfe eines feststehenden, ag der Walze zwischen den Xadelreihen angepreßt entlanggleitenden kamiartigen bstreifers leicht in den eigentlichen Kanal umgeleitet und hineingepreßt werden knnn, Die Höhe dieses "Vorkanals" wird durch die Hohe der verwendeten Nadeln bestimmt. Die vorderste Kante des vorgezogenen Kanalteiles ist weiterhin mit einer scharfen und sehr harten Schneide ausgestattet, so daß das Fasermaterial infolge Durchschneidens auch dann leicht in den "Vorkanal" gezogen werden kann, wenn größere und schwer lösbare Paserknoten auftreten und von den Nadeln mitgenommen werden sollten, Um den Raum zwischen den Nadeln bis zur Oberfläche der Walze möglichst gut und dicht mit Pasermaterial auszufüllen, sind entlang des Umfangs der Walze eine Anzahl kammförmig ausgebildeter anpre#streicher vorgesehen, die das einmal von den Spitzen der Nadeln erfaßte Fasermaterial so weit als möglich gegen die Oberfläche der Walzen pressen.
Die Umfangs geachwindigkeie der Walze ist dabei etwas höher als die Abzugsgeschwindigkeit für das fertige Profil. Die Verbindung zwischen den Abzugswalzen und den Nadelwalzen wird mit Hilfe eines Drehmomentwandlers, wie z0B. mit Hilfe eines Flüssigkeitsgetriebes, hergestellt. Dadurch daß die Nadelwalzen das Fasermaterial stets mit größerer Geschwindigkeit und hohem Druck in die Kanäle schieben, wird auch eine eventuell ungenügende Füllung des Kanals mit Fasermaterial vollkommen verhütet. Das Fasermaterial wird ja von den Nadeln in dem Kanal auf jeden Fall nach vorne geschoben, während das flüssige Kunstharz leiohter die Möglichkeit hat, nach rückwärts zu oder durch den kammartigen Abstreifer in der Drehrichtung der Walze auszuweichen. Dadurch kann auf diesem Wege eine wesentlich höhere Konzentration des Fasermaterials im fertigen Profil und damit gleichzeitig eine größere Festigkeit dieses Profils erreicht werden als bei der Verwendung üblicher Fasermatten.
Außerdem wird durch die. Bremswirkung der Abzugswalzen ein zu rasches Herauspressen des Profils aus dem Formungskanal und der Härtungszone verhindert.
Die oben erwähnten, kammartig ausgebildeten Anpreßstreicher können ebenfalls mit Schneidkanten auagestattet sein, die, falls zwischen dem Pasermaterial befindliches verknotetes Fasermaterial nicht glattgestrichen werden kann, diese Knoten durchschneiden.
Soll das Profil außerdem mit einer Feinschichte überzogen werden, so wird es, wie bereits erwähnt, vor dem Eintritt in die gekühlte Strecke des erwähnten erweiterten Kalibrierrohres über eine im spitzen Winkel in den erweiterten Formungskanal mündende Ringdüse mit einer Kunstharzmasse überzogen, die mit einem so hohen Druck auf das Profil aufgepreßt wird, daß von dem Profil kein Fasermaterial in die ringförmige Öffnung gelangen kann. Die zu diesem Zweck verwendete entlüftete Kunstharzmasse kann höher viskos, bis teigartig, eingestellt sein.
Figur 1 zeigt als Ansführungsbeispiel eines Profils, das nach der beschriebenen ersten Ausführungsart der Erfindung mit Hilfe der in Figur 3 dargestellten Einrichtung hergestellt werden kann, ein Hohlprofil, das sich z,B. für den Zusammenbau von Fensterrshmen eignet. Zur Herstellung dieses Profils werden die Glasfaserbänder 1 und 3 sowie der Glasfaserstrang 2 verwendet. Das getränkte und geformte Pasermaterial wurde schließlich inagesamt mit der Feinschichte 28 ummantelt.
Figur 2 zeigt den Querschnitt eines Profils, das nach außen hin dieselbe Gestalt aufweist wie das in Figur 1 gezeigte Profil.
Es kann nach der beschriebenen zweiten Ausführungsart der Erfindung mit Hilfe der in Figur 4 dargestellten Einrichtung hergestellt werden. Die in dieser Pigur sur Kennzeichnung verwendeten Ziffern entsprechen ebenfalls den in Zur 4 benutzten Bezugszeichen.
Das der Feinschicht 28 überzogene Grundprofil beateht aus aus einem Gemisch von Stapelglasseide 48 und Kunstharz 19.
Nachstehend wird nun Figur 3 beschrieben, die in schematischer Form den Längsschnitt durch eine Einrichtung zeigt, mit der Pro- file nach der'Ausführungsart der vorliegenden Erfindung hergestellt werden können. Es handelt sich dabei lediglich um ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar um ein Beispiel der Herstellung von Hohlprofilen. Die im vorliegenden Fall vorgesehene Profilgestalt ist, wie bereits erwshnt, aus Figur 1 zu entnehmen.
In der vierteiligen Druckkaimer 4 sind in der ersten Abteilung 5 auf der Spule 6 das Glasfasergewebeband 1, auf der Spule 7 der Glasfaserstrang 2 und auf der Spule 8 das Glasfasergewebeband 9 aufgewickelt. Die gleitenden Fuhler der Federkontakte 9,10 und 11 berühren ständig das aufgerollte Fasermaterial und lösen rechtzeitig ein Signal aus, bevor das Fasermaterial einer Rolle vollständig abgespult ist. In diesem Fall wird eine neue Rolle mit Fasermaterial in die Form eingebracht und werden die Anschlußstellen des Fasermaterials beider Rollen in einer jeweils zweckmäßigen Form miteinander verbunden. Durch das erwähnte Signal kann aber auch vorsorglich bereits die ganze Maschine zum Stillstand gebracht werden.
Die Abspulung des Fasermaterials von den Rollen 6,7 und 8 erfolgt jeweils mit Hilfe der synchron laufenden und in den Druckkammer-Abteilungen 5 und 20 beidseits des Fasermaterials angeordneten 4bzugswalsen 12 und 13. Letztere dienen aber auch gleichzeitig zum Abquetschen des überschüssigen Kunstharzes. Diese Walzenpaare 12 und 13 werden von außen zwangsweise angetrieben und haben die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie das Walzenpaar 14, welches das bereits fertig ausgehärtete Profil 35 aus der Maschine herauszieht.
Durch das Zusammenwirken dieser Walzenpaare 12 und 13 und der ebenfalls in den Druckkammerabteilungen 5 und 20 angeordneten Umlenkwalzen 15 werden die Glasgewebebänder 1 und 9 und der Glasfaserstrang 2 in den mit flüssigem Kunstharz 19 gefüllten Unterteil der Druckkammerabteilung 20 geführt. Dort wird das gesamte E@sermaterial, das über die im Kunstharzbad 19 befindlichen Umlenkwalzen 16,17 und 18 läuft, mit dem flüssigen Kunstharz vollkommen getränkt. Das von den in der Abteilung 20 eingebauten Quetschwalzen 13 abgequetschte Kunstharz läuft gleichzeitig wieder in das Eunatharzbad zurück.
Mit Hilfe des Schwimmerkontaktes 22 wird beim Absinken des Kunstharzspiegels eine Pumpe in Tätigkeit gesetzt, die dann wieder frisches entlüftetes Kunstharz bis zur Normalhöhe des Schwimmers in den Behälterteil 20 einbringt. ufer die drei zwangsweise angetriebenen Walzenpaare 13 und die weiteren Umlenkrollen 15 gelangt dann das kunstharzgetränkte und schwach abgequets¢hte Fasermaterial in die Abteilung 21 des Druckbehälters 4, wo es in die flachen Kanäle 23 eingeführt wird.
Sollen beim fertigen Profil größere Wandstärken und Pestigkeitswerte erzielt werden, so werden dabei die Fasermaterialbahnen vor der Einführung in die Kanäle entsprechend übereinandergelegt.
Beim Eintreten in die Kanäle wird das an der Oberfläche des Fasermaterials haftende Kunstharz glattgestrichen. Dabei eventuell abgestreiftes Kunstharz sammelt sioh am Boden der Abteilung 21 an, von wo es abgeleitet und einer neuerlichen Verwendung zugeführt werden kann.
Die Kanäle, in denen die einzelnen Fasermaterialbahnen entlanggleiten, werden so geführt, daß sie sich bei der Vereinigung zu einem einzigen Profil gemäß den Festigkeitsanforderungen, die an du fertige Profil gestellt werden, entsprechend überlappen.
Bei dem vorliegenden Hohlprofil ißt, wie auch aus Figur 1 ersiohtlicth ist, eine gegenseitige Überlappung der einzelnen Fasermaterialbahnen erforderlich.
Das am Anfang zwischen den Kanälen vorgesehene Zwischenstück verformt sich im Verlaufe der Verforsungazone 25 der Kanäle zu dem entsprechend profilierten Dorn 24. Dieses Zwischenstüok ist an seinem Anfang mit Hilfe der Träger 36 am Boden der Abteilung 21 befestigt. Gleiohzeitig mit der Bildung des Dornes verformen sich auch die Au#enseiten der Kanäle zu dem Kalibrierrohr 26.
Um den Dorn in der Heizzone der Maschine vor einer ttberhitzung infolge der exother:aen Härtungsreaktion des Kunstharz es zu bewahren, wird der Dorn in dieser Zone mit Hilfe einer in seinem Innern durchgeleiteten Flüssigkeit, deren Temperatur unterhalb der Anspringtemperatur der Kunstharzmischung liegt, gekühlt.
Diese Flüssigkeit wird im vorliegenden Pall durch das Rohr 57 zugeleitet, durchflie#t den Dorn in dem stets an seiner Au#enwandung entlanggeführten Rohr 58 und wird durch das Rohr 59 wieder abgeleitet Es kann aber z.B. auch ein Kühlsystem verwendet werden, bei dem die Kühlflüssigkeit in dem Dorn in Röhren an der Au#enwand bis zur Spitze entlanggeleitet und dann in einem gemeinsamen Rücklaufrohr weiter im Inneren des Rohres wieder abgeleitet wird.
Infolge der exothermen Wärmetönung der Härtungsreaktion und der Heizung des Kalibrierrohres ergibt sich Jedoch an der Oberfläche des Dornes dennoch eine Temperatur, die über der Anspringtemperatur des Kunstharzes liegt, da die Trennschichte des Dornes und die zumindest in der Heizungszone darunter eingebettete Zwischenschicht aus einem elastischen Material, zl.B. Natur- oder Kunstgummi, nur eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen.
Zur erleichterten Ingangsetzung und @eschleunigung der Härtungevorgänge beim Anlaufen der lasohine kann jedoch bei dem zweige nannten Kühlsystem auoh die Kühlflüssigkeit im Bereich der Heizzone vorbergehend mit Hilfe einer Widerstandsheizung auf eine höhere Temperatur gebracht werden, die von eirem Thermostaten entsprechend geregelt wird.
Da das Kunststoffprofil im vorliegenden Pall außen mit einer Feinechichte überzogen werden soll, so durchläuft das bereits fertig geformte Grundprofil, wenn ea aus dem eraten Abschnitt 26 des Kalibrierrohres heraustritt und auf dem Dorn 24 weitergleitet, den mit der Feinschichtmasse 28 gefüllten unteren Teil der Druckkammerabteilung 27. Die Kunstharzmasse in dieser Abteilung steht unter dem gleichen Druck, wie er in den übrigen Abteilungen der Druckkammer 4 herrscht, und wird mit Hilfe des Schwimmerreglers 29 und einer Pumpe stets auf einem beatimmten Pegelstand gehalten.
Nachdem das Profil durch das Kunstharzbad 28 gezogen wurde, gelangt es in den erweiterten und gekühlten Teil 30 des Kalibrierrohres, der sich in dem erweiterten und geheizten Teil 33 des Kalibrierrohres fortsetzt. Der gekühlte Teil 30 wird mit Hilfe der Kühlflüssigkeit 31 stets auf einer unter der Anspringtemperatur der verwendeten Kunstharzmischungen liegenden Temperaturhöhe gehalten. Der geheizte Teil 33 des Kalibrierrohres andererseits wird mit Hilfe einer Heizflüssigkeit, wie z. B. heißem Öl, und einer Regeleinrichtung stets auf der für das Kunstharz erforderhohen Aushärtungstemperatur gehalten. Zwischen Heiz- und Kühlflüssigkeit ist selbstverständlich eine entsprechende Wärmeisolierung vorgesehen.
Im Anschlu# an die erfindungsgemä#e Einrichtung @@ die Abzugseinrichtung 14 und die mit Hilfe des Schlittens 39 auf der Schie ne 40 verschiebbare Kreissäge 38 angeordnet. Dadurch ist die Entname und ein zweckmäßiges Zuschneiden der fertigen Profile gesichert. Die durch die Abzugseinrichtung, z.B. durch die Drehung der Abzugswalzen oder -raupen, bewirkte Zugbewegung dient aber auch gleichzeitig dem Transport der Pasermaterialbahnen und des geformten Profils durch die gesamte Maschine.
Sollen mit der obigen Einrichtung Profile ohne Feinschichte hergestellt werden, so wird in diesem Pall das Kalibrierrohr 26 durchgehend bis zum Ende der Heizzone geführt.
Soll das Profil jedooh über der Feinschichte noch mit einer Lackschichte versehen werden, so weist die Druckkammer der Maschine im Anschluß an die Abteilung 27 und ein Stück ungeheizten Kalibrierrohres noch eine weitere Abteilung auf, die wie die Abteilung 27 gestaltet ist, unter dem gleichen Druok wie diese steht und die Lacküberzugsmasse enthält. Nach dem Durchziehen durch diese Lacküberzugsmasse wird das Profil in das endgültige, nun nochmals etwas erweiterte Kalibrierrohr weitergetEhrt, das in der bereits beschriebenen Weise einen gekühlten Teil und die Heizungszone aufweist.
Damit in diesem Falle zwischen Feinachicht und Lacküberzugsmasse keine Vermischung eintritt, ist es zweckmäßig, für die Peinschiohte eine hochvinkose bzw. stark thixotrop eingestellte Mischung zu verwenden. Zur Bildung der Feinschichte kann ia diesem Pall insbesondere eine Kunstharzmasse mit starker eimengung von Glaskurzfasern und gebräuchlichen Füllstoffen verwendet werden, während für die Oberflächenlackierung weitgehend reines, enteprchend elastisches oder nur gering achrumpiendes Kunstharz verwendet wird. Diese unter Verwendung von Kurzfasern hergestellte Feinschichte verleiht dem Profil auch in dem Bereich außerhalb des Fasergewebes eine au#erordentliche Schlagfestigkeit, verhütet eine Rissebildung bei stark schrumpfenden Harzen und dient vor allem dazu, die Spuren der Harzschrumpfung, insbesondere die nach außen hin sichtbar werdende Faserstruktur des Verstärkungsmaterials, zu überdecken und dabei auszugleichen. Die Lackierung schließt eventuell noch vorhandene Mikroporen, auch in der Feinschicht, vollkommen und verleiht dem Profil gegebenenfalls auch eine glänzende Oberfläche.
Die Verwendung dieser gemeinsam vollkommen dichten Fein- und Überzugsschichten wirkt sich besonders vorteilhaft auf faserverstärkte Kunstharzrohre aus, deren Qualität bisher oft, vor allem bei der Verwendung von Polyesterharzen, die bei der Härtung besonders stark schrumpfen, unter einer schrumpfungsbedingten Mikroporosität litt.
Außerdem ergibt sich die Möglichkeit, zusätzlich für die Fein-und Lackierungsschichte teurere Harze mit geringer Schrumpfung bei der Haltung zu verwenden, auch wenn für das Grundprofil aus Kostengründen weiterhin Harze mit relativ höherer Schrumpfung eingesetzt werden müssen.
Solldas Rohr oder Hohlprofil auch auf der Innenseite mit einer glatten und porenfreien Oberfläche hergestellt werden, so wird an einer stufenförmigen Verjüngungsstelle des Dornes von geringer Höhe, am zweckmäßigsten noch vor der Stelle, an der außen die Feinachichte aufgebracht wird, durch radial aus dem Dorn mundende Kanäle unter einem entsprechend hohen Druck eine Lacküberzugssc@aichte auf die Innenfläche des Profils aufgebracht. Diese Kanäle werden durch eine zentrale Materialzuleitung im Innern des Dorne gespeist. Die DornverJUngng entspricht der Stärke der Izoksohiohte, die auch nach der nachfolgenden Aufbringung der Feinschichte auf de Außenseite des Profils gewahrt bleibt, da die innen verwendete Lacküberzugsmasse zumindest unter dem gleichen Druck aufgetragen wird wie die danaoh aufgebrachten Außenschichten. Durch diesen ausreichend hohen Einpreßdruck und eine je nach der Dimension und Profilgestalt möglichst große anzahl von Verteilungskanälen wird außerdem eine sehr gleichmäßige Verteilung der Lacküberzugsmasse auf der Innenseite des Profils gewährleistet.
Die hier am Beispiel von Hohlprofilen dargestellten Beschichtungsmethoden können sinngemäß auch bei allen sonstigen Profilformen mit beliebig geformten Kalibrierkanalen angewandt werden.
Die beschriebene Methode der Feinschichtaufbringung kann aber auch dazu verwendet werden, kleinere durchlaufende Profilerhöhungen, die im Rahmen des mit Pasergeweben verstärkten Grundprofils noch nicht hergestellt werden können, aus der mit Glaskurzfasern verstärkten und im ausgehärteten Zustand rissefreien und sehr schlagfesten Feinaohiahtmischung herzustellen. In diesem Fall müssen in dem zweiten erweiterten Kalibrierrohr lediglich zußätzliche Ausnehmungen in der gewünschten Form vorgesehen werden.
Figur 4 zeigt als Ausführungsbeispiel der zweiten Ausführungsart der Erfindung in schematischer Form den Längsschnitt durch eine maschinelle Einrichtung, die zur Herstellung von Hohlprofilen aus flüssigen härtbaren Kunstharzen und loser Stapelglasseide mit einer Peinschichte der bereits besohriebenen Art dient.
Die Einrichtung besteht aus der mit einem Gemisch von Kunstharz und Stapelglasseide gefüllten Druckkammer 20, aus der mit Peinsohichtmasse gefüllten Druckkammer 27 sowie aus einem mit der Kühlflüssigkeit 31 und einem mit der Heizflüssigkeit 34 gefüllten Behälter. Das Kunstharz-Stapelfaser-Gemisch wird aus der Druckkammer 20 in die Kanäle 40 und 41 gepreßt, bewegt sich durch die Verformungszonen 43 und 44 dieser Kanäle und wird dort zu dem gewünschten geschlossenen Profil verforat, wird daraufhin mit Hilfe der Ringdüse 55 mit einer Feinschichte versehen und schließlich durch den gekühlten Teil 30 und den geheizten Teil 33 des Kalibrierrohres 32 geschoben. Vom gekühlten Teil des Kalibrierrohres ab bis zum Ende des Kalibrierrohres entspricht diese Einrichtung nach Figur 4 praktisch dem entsprechenden und oben bereits beschriebenen Teil von Figur 3.
Wie bereits erwähnt, befindet sich in der Abteilung 20 des Druckbehälters 4 die durch Wärmeeinwirkung härtbare, entlüftete Kunstharzmasse 19, z. B. Polyesterharz, die mit einer entsprechenden Menge von geschnittenem Fasermaterial, wie z,B. Stapelglasseide, 48 vermengt ist. Diese Fasern können eine Länge haben, wie sie normalerweise für die Herstellung von Fasermatten verwendet werden.
Das Niveau dieser Kunstharzmasse 16 wird mit Hilfe des Schwimmerkontaktes 22 stets auf gleicher Hohe gehalten. Beim Absinken des Niveaus wird durch diesen Schwiamerkontakt eine Vorrichtung in Tätigkeit gesetzt, durch die frisches und entlüftetes Kunstharz/ Pasergemisch in die Abteilung 20 des Druckbehälters 4 eingebracht wird.
Der Druck in der Druckkammer kann auch dadurch erzeugt werden, daß nach vorheriger Entlüftung in die Druckkammer der Dampf eines einpolymersierbaren Monomers, wie z. B. von Monostyrol, unter entsprechendem Druck eingebracht wird. Dadurch können durch die weiter unten beschribenen mechanisch verursachte Umwälzbewegung in dem Paser-Harz-Gemisch keine unerwünschten Lufteinschlüsse ents+ehen.
Aus der Druckkammer führen die beiden Kanäle 41 und 42, die eine der vorgeschenen Stärke der Profilwandung entsprechende Höhe aufweisen. Außerdem haben die beiden Kanäle, unter der Voraussetzung, daß die Profilstärke stets gleich bleibt, zusammen die gleiche Breite wie der Umfang des herzustellenden Profils. Sollen sich jedoch die Abmessungen der Kanäle nach ihrem Beginn ändern, so muß auf einen allmählichen Übergang und ein Gleichbleiben des Gesamtquerschnittes geachtet werden.
Die Kanäle sind an ihrem Eingang flach ausgebildet und verformen sich erst allmählich in der VerSorm1ngszone 43 und 44 zu dem herzustellenden Geßamtprofil. Dabei schließen sich die einander unmittelbar gegenüberliegenden seiten der beiden Kanäle zu dem Dorn 24 und die voneinander abgewandten Seiten der Kanäle zu dem Kalibrierrohr 26 zusammen.
Um diese Kanäle ohne ein Verstopfen durch die beigemengte Stapelglasseide möglichst gleichmäßig mit der Harz/Faser-Mischung füllen und diese Mischung gleichzeitig in den Kanälen weiterschieben zu können, sind in der Kunstharz/Faser-Masse 19 + 48 im Innern der Druckkammer 20 die Nadelwalzen 45 und 46 gelagert. Auf der gesamten Mantelfläche dieser zylinderförmigen Walzen sind reihenförmig und in entsprechendem gleichmäßigen Abstand hintereinander die Nadeln 47 angeordnet, deren Länge ungefähr der Wandstärke des herzustellenden Profils bzw. der Höhe der beiden Kanäle 41 und 42 entspricht.
Das Kunstharz-Faser-Gemisch 19 + 48, das durch den in der Druckkammer 20 herrschenden Druck zwischen die einzelnen Nadeln 47 der Nadelwalzen 45 und 46 gepreßt wird, wird von diesen Nadeln bei qer Drehung der Walzen mitgenommen und in die lSle 41 und 42 gepre#t. Um diesas Einpressen in die Kanäle zu ermöglichen und zu erleichtern, werden jeweils ein Breitenteil und die zwei Seitenteile der Kanalwandung sohon vor dem Beginn des eigentlichen geschlossenen Kanals ein Stück an der Rundung der Nadelwalze entlanggeführt, so daß die Walze mit den vorgezogenen Wandungsteilen zusammen praktisch bereits einen entsprechend der Walzenkrümmung gebogenen Zubringerkanal zu dem eine kurze Strecke bis zur Verformungszone 43 und 44 waagrecht weiterführenden Kanal bildet, In diesen jeweils entlang der Walzenoberfläche geführten Zubringerkanal wird nun das Harz-Faser-Gemisch automatisch durch die Drehung der Nadelwalze eingeführt. Dies ist leicht möglich, da die Nadeln die mitgenommenen Fasern bereits vor dem Eintritt in den Zubringerkanal aus der umgebenden Masse herausgezogen haben.
Der Harz-Faser-Strom, der sich daraufhin in jedem dieser Zubringerkanäle entlangbewegt, kann dann mit Hilfe eines kammartig zwischen den einzelnen Nadelreihen eingreifenden Abstreifers, der gleichzeitig auf der Walzenoberfläche fest angepreßt wird und darauf entlanggleitet, in die waagrechten Kanäle 41 und 42 umgeleitet werden. Diese Abstreifer sind in Form gezähnter Leisten so ausgebildet, daß sie jeweils den gesamten Raum zwischen den einzelnen Nadelreihen erfassen. Im Falle der vorliegenden Ausführung bilden sie jeweils das vorderste Stück der Kanalwandungsteile 52 und 53.
Die Wirksamkeit der durch die Nadelwalze gebildeten Entnahme- Dosier- und Beförderungseinrichtung wird noch durch folgende Einzelheiten ergänzt: Die vorderste Kante des beschriebenen vorgezogenen Kanalteils weist eine scharfe und aus sehr hartem Material gebildete Schneide auf, die zum Zerteilen und Durchschneiden eventueller Fasermaterialklumpen dient und soiit eine leiohtere Wellung der ansohließenden gebogenen Zubringerkanäle ermöglicht.
Die stillung dieses Kanals wird ferner dadurch erleichtert, daß entlang des Umfangs der Nadelwalzen jeweils mehrere Anpreßstreicher 49,50,51 angeordnet sind, die ähnlich wie die Abstreifer als kammartige Leisten ausgebildet sind und federnd au9 das zwischen den Nadelreihen befindliche Harz-Faser-Gemisch gepreßt werden6 Auf diese Weise wird das durch den in der Druckkammer herrschenden Druck zwischen die Nadeln gedrückte Harz-Faser-Gemisch noch fester und gleichmäßiger gegen die Oberfläche der Walze gepreßt. Gleichzeitig erleichtern die vorne aufgebogene Form der Anpreßstreicher das Einpressen zusätzlichen Materials zwischen die Nadeln und die an den Vorderkanten befindlichen Schneiden das Durchtrennen und Durchschneiden eventuell er Fasermaterialklumpen, die zwischen den Nadeln nicht mehr untergebracht werden können. Durch das Zusammenwirken dieser beschriebenen Einrichtungsteile wird der Zwischenraum zwischen den einzelnen Nadeln und damit auch der zugehörigs Kanal bereits weitgehend dicht und gleichmäßig mit dem Harz-Faser-Gemisch gefüllt. Die gleichmä#ige und dichte Füllung der Kanäle mit Fasermaterial wird schließlich noch dadurch vollkommen gewährleistet, daß die Nadelwalzen 45 und 46 eine etwas höhere Umfangs geschwindigkeit aufweisen als die Abzugseinrichtung 14 am 3nde der Einrichtung (Darstellung in Figur 3). Auf diese Weise wird die Profilweiterführung im Innern der Kanäle 41 und 42 sowie der gesamten weiteren Formgebungskanäle konstant etwas gebremst und infolge der höheren Geschwindigkeit der Nadelbewegung das Fasermaterial zwangsweise mit entsprechendem Druck bereits in der Anfangs zone der Kanäle 41 und 42 stärker susammengedrängt, während das flüssige Kunstharz zur gleichen Zeit zurück in den Druckbehälter entweichen kann.
Die erwähnte langsamere Drehung der Abzugs organe sorgt aber auch dafür, da# das in der Aushärtung begriffene Profil nicht zu rasch die Heizzone 33 des Kalibrierrohres 32 verlä#t.
Bi. Verbindung der Antriebsachsen der Nadelwalzen 45 und 46 und der Abzugsorgans 14 erfolgt z.B. über einen geeigneten Drehmomentwandler, z.B. ein stufenloses Getriebe.
Ueber den weiteren Weg des Harz-Faser-Gemisches durch die Einrichtung ist noch zu sagen: In der zur Auftragung der Feinschichtmasse dienenden Ringdüse 55 bzw. in der daran anschließenden Druckkammer 27 muß im vorliegenden Fall, abweichend von den Erfordernissen der Einrichtung nach Figur), nicht der gleiche Druck herrschen wie in der Druckkammer 20, da der an der Stelle der Ringdüse in dem Harz-Faser-Gemisch herrschende Druck vor allem auf die Schubkraft zurückgeht, die von den Nadelwalzen 45 und 46 auf das Materialgemisch ausgeübt wird. Der in der Feinschichtmasse 28 herrschende Druck muß jedoch auf Jeden Fall so hoch sein, daß aus der Harz-Faser-Mischung keine Faserteile des verwendeten ungebundenen Fasermaterials in das Innere der Druckkammer 27 und der dort aufbewahrten Feinschichtmasse 28 gelangen können und daß auch keine Stapelglasseide in den Feinschichtüberzug eindringt. Um dieses Eindringen zu verhindern, ist die Feinschichtmasse außerdem möglichst hoch viskos bzw. pastös gehalten.
Die Temperaturgestaltung in dem @ckühlten Teil 30 und in dem geheizten Teil 33 des Kalibrierrohres 32 mit Hilfe der Kühlflüssigkeit 31 bzw. der Heizflüssigkeit S4 erfolgt jedoch nach den bereits oben bei der Beschreibung von Figur 5 dargestellten Grundsätzen.
Selbstverständlich können beide beschriebenen maschinellen Ausführungsformen zur Dtirchffhrung der Erfindung so gebaut sein, daß dieJenigen Teile der Innenaustattung, die sich bei der Herstellung unterschiedlicher Profile voneinander unterscheiden, leicht auswechselbar sind, so daß mit derselben Maschine z. B.
Rohre, sonstige Hohlprofile und Profile ohne Hohlraum hergestellt werden können. Bei den auswechselbaren Teilen handelt es sich dabei insbesondere um die Auflegeeinrichtungen für das band- oder strangförmige Fasermaterial bzw. um die Nadelwalzen und in beiden Pollen um die benötigten Kanäle, Verformungszonen, Kalibrierrohre und Dorne.
Ähnliche Einrichtungen, wie sie vorstehend beschrieben wurden, können aber auch zur Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen mit Fasermaterial verwendet werden0 Bei einer praktisch gleichbleibenden Einrichtung muß die Ges taltung des Formungskanals, wie bei unterschiedlichen flüssigen und durch Hitzeeinwirkung härtbaren Kunststoffen, lediglich auf die jeweils auftretende, thermisch bedingte Ma#verringerung des Profils beim Hartwerden abgestimmt werden; außerdem erfolgt in diesem Fall statt Kühlung jeweils Erhitzung und statt Erhitzung Kühlung.
Der Kunststoff muß in der Druckkammer bzw. Druckkammerabteilung 20 so stark erhitzt werden, daß er genügend dünnflüssig wird, um das Fasermaterial durchtränken bzw. sich mit ifin vermischen zu können. Bei der ersten Ausführungsart muß außerdem die gesamte Druckkammer 4, durch die das getränkte Fasermaterial weitertransportiert wird, geheizt sein. Das gleiche gilt bei beiden Ausführungsarten ftir die Kanäle bis zum Ende der Feinbeschichtungszone und für die Feinschichtmasse. Aber auch die Flüssigkeit 31 soll zweckmäßigerweise jeweils noch erhitzt werden, um die endgültige Formung des Gesamtprofils zu erleichtern und gegen den Einfluß der Kühlflüssigkeit 34, die sich in der nachfolgenden Abteilung befindet, abzuschirmen. Lediglich der letzte Teil des Formungskanals, z. B. der letzte Teil des Kalibrierrohres, wird nämlich bei der Verarbeitung dieser thermoplastischen Kunststoffe gekühlt, da der Kunststoff in diesem Fall zur Erhärtung statt der Hitzeeinwirkung einer Abkühlung bedarf.
Mit dieser Einrichtung können somit in sehr einfacher Veise z,B, Rohre und Schläuche aus thermoplastischem Kunststoff mit wesentlich höheren Werten für den Berstdruck hergestellt werden als sie durch die Herstellung nicht armierter Vergleichsprodukte aus dem gleichen Material erzielt werden. Gleichzeitig können u.U. analog den oben beschriebenen Methoden der Feinschicht-und Lackaufbringung auf der Außen- und Innenseite des Profils sehr glatte, nicht armierte Schichten aufgebracht werden, die den Gesichtspunkten der Xsthetik und der Herabsetzung der Reibung Rechnung tragen und zu einer grundsätzlichen Beseitigung der Folgen einer eventuellen Mikroporosität des armierten Grundprofils dienen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Herstellung von Profilen aus mit Fasermaterial verstärkten, flüssigen und unter Hitze- bzw. Kälte einwirkung härtbaren Kunststoffen, bei dem Fasermaterial in gebundener Form, z,B, in Form von Geweben, Strängen oder schwer löslichen Eatten, unter Druck mit flüssigem Kunststoff durchtränkt wird und der Kunststoff nach der Formung des Profils durch entspreohende Temperatureinwirkung gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das getränkte Fasermaterial in Kanälen allmählich zu dem gewunsohten Profil geformt und vereinigt und dieses Profil schließlich in dem endgültigen Formungskanal aus gehärtet wird und daß das mit dem Kunststoff getränkte und bereits zu dem gewunschten Profil geformte Fasermaterial unmittelbar vor der Aushärtungszone des Formungskanals durch eine Zone des Formungskanals und der umgebenden Einrichtung geführt wird, die stets eine Temperatur aufweist, die entsprechend weit unterhalb der Anspringtemperatur bzw, oberhalb der Erstarrungstemperatur der verwendeten Kunststoffmasse liegt.
2. Verfahren nur Herstellung von Profilen aus faserverstärkten, flüssigen und unter Hitze bzw. Kälteeinwirkung härtbaren Kunststoffen, bei dem loses geschnittenes Pasermaterial unter Druck mit flüssigem Kunststoff vermengt und der Kunststoff nach der Pong ; des Profils durch entsprechende Temperatureinwirkung ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Druckknmariay eine oder mehrere sich drehende Walzen, deren Mantelflächen mit Reihen von radial befestigten Nadeln bedeckt sind, ständig mit dem Kunststoff-Faser-Gemisch bedeckt werden und das Kunststoff-Faser-Gemisch mit Hilfe des in der Druckkammer erzeugten Druckes und mit Hilfe zusätzlicher mechanischer Anpreßorgane während der Drehung der Nadelwalzen ständig zwischen die einzelnen Nadeln gepreßt wird, daß die zwischen den Nadeln befindlichen Fasern mit Hilfe der Walzendrehung aus der umgebenden Masse herausgezogen werden und die zwischen die Nadeln einer Walze gepreßte Masse mit Hilfe der Walzendrehung jeweils in einen entsprechend der Walzenoberfläche gekrümmten, auf einer Breitseite offenen Kanal eingeführt und schließlich mit Abstreiforganen in eine geradlinige Fortsetzung dieses Kanals umgeleitet und darin durch den Druck der jeweiligen Nadelwalze mit großer Kraft vorwärtsgeschoben wird, daß diese Harz-Fasermasse je nach der Zahl der vorhandenen Nadelwalzen in einem oder mehreren Kanälen allmählich zu dem gewünschten Profil geformt und in einem einzigen Kanal vereinigt werden und dieses Profil schließlich in dem endgültigen Formungskanal aus gehärtet wird und das bereits fertig geformte Profil unmittelbar vor der Aushärtungszone dieses Formungskanals durch eine Zone des Formungskanals und der umgebenden Einrichtung geführt wird, die stets eine Temperatur aufweist, die entsprechend weit unterhalb der Anspringtemperatur bzw. oberhalb der Erstarrungstemperatur der verwendeten Kunststoffmasse liegt, und das fertig ausgehärtete Profil mit Hilfe einer Abzugseinrichtung stets mit gleichbleibender Geachwindigkeit aus der Maschine gezogen wird, während die Umfangsgeschwindigkeit der Nadelwalzen Je nach dem FEllungsgrad der Kanäle mit Fasermaterial verringert oder erhöht wird und daher normalerweiae stets etwas höher liegt als die Abzugsgeschwindigkeit des Profils.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bereits fertig geformte, jedooh noch nicht ausgehärtete Profil, bevor es der Härtungstemperatur ausgesetzt und durch die davor eingeschaltete Zone mit entgegengesetzter Temperatur geführt wird, jeweils in einem Tauchbad oder durch eine außen im Formungskanal umlaufende Ringdüse unter einem entsprechenden, dez aus der Druckkammer auf das Paser-Harz-Gemenge wirkenden Druck angepaßten Druck mit einer oder mehreren rissefrei härtenden Kunststoff-Uberzugsschichten ohne Zusatz längerer Faserstapeln überzogen wird, wobei die erste Uberzugsmasse pastös oder teigartig eingestellt ist, und anschließend in einem åeweils entsprechend erweiterten Formungskanal (Kalibrierrohr) weitergeführt wird.
40 Verfahren nach Anspruch 1,2 und 3 zur Herstellung von Hohlprofilen über einem entsprechend geformten Dorn, dadurch gekennzeichnet, daß das bereits fertig geformte, jedoch noch nicht ausgegehärtete Profil, bevor es der Härtungstemperatur ausgesetzt und durch die davor eingeschaltete Zone mit entgegengesetzter Temperatur geführt wird, auf seiner Innenseite an einer Verjungungsstelle des Dornes mit einer aus dem Dorn unter einem entsprechenden Druck ausströmenden Uberzugsmasse überzogen wird, wobei dieser Druck bei einer gleichzeitigen Außenbeschichtung an den Druck angepaßt wird, unter dem die Außenschichtmassen aufgebracht werden.
5. Verfahren zur Herstellung von Hohlprofilen nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn in der Aushärtungszone des Profils in seinem Innern mit Hilfe einer Kühlflüssigkeit gekühlt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn in der Aushärtungezone bei der Verwendung heißhärtender Kunststoffe im Bedarfsfall während des anlaufen der Maschine im Innern zusätzlich geheizt wird.
7. Verfahren zur Herstellung von Hohlprofilen nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das fertig geformte und mit den vorgesehenen Überzugsschichten versehene Profil während der Aushärtung über einen mit einer elastischen Deckschichte versehenen Teil des Dorns geführt wird.
8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckkammer (4) in Abteilungen (5,20,21,27) mit gleichem Innendruck eingeteilt ist, daß sich in der ersten Abteilung (5) dieser Druckkammer Walzen oder Spulen (6,7,8) für das gebundene Fasermaterial und ein System von Abzugswalzen@aaren (12) befinden, die alle von außen zwangsweise angetrieben werden, daß sich im Unterteil der zweiten Abteilung (20) der Druckkammer der flüssige Kunststoff und darin mehrere drehbare Umlenkwalzen (16,17,18) für das Fasermaterial und darüber weitere Zng- und zugleich Abquetschwalzenpaare (13) befinden und an den Ubergangsstellen der ersten drei Druckkammerabteilungen jeweils drehbare Umlenkwalzen (15) angeordnet sind, daß in der dritten Abteilung der Druckkammer ein oder mehrere flache Kanäle (23) beginnen, die sich in einer Verfornungszone (25) allmählich zur endgültigen Gestalt des herzustellenden Profils verformen und gegebenenfalls zusammenschliessen und so mit ihren landungen bei der Herstellung eines Hohlprofils ein Kaliberrohr (26) und einen Dorn (24) bilden, daß die Außenwandung dieses bereits geschlossenen Formungskanals weiterhin durch die Oeffnung einer oder mehrerer weiterer Druckkammerabteilungen (z0B. B. 27), in denen sioh Kunststoff-Überzugsmassen befinden, unterbrochen und nach weder solchen Öffnung in entsprechend erweiterter Porm fortgesetzt wird, daß diese Au#enwandung daraufhin keine Pormveränderung mehr erfährt und eine Zwischenstrecke (30) aufweist, die von einem mit der Flüssigkeit (31) gefüllten Bad umgeben ist, deren Temperatur zu keiner Härtung des Knnststoffes führen kann, schließlich in einer Härtungsstrecke (33) endet, die mit dem Mantel einer Flüssigkeit (34) umgeben ist, deren Temperatur die Erhärtung des Kunststoffes bewirkt, und daß nach dem Ende des Fornnmgskanals eine Abzugseinrichtung (14) angeordnet ist, deren Umfangsgeschwindigkeit derjenigen der Abzugswalzen (12,13) im Innern der Druckkammer entspricht.
9. Einrichtung nur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Druckkammer (4 bzw.

20) eine oder mehrere, von außen anzutreibende Walzen (45,46) angeordnet sind, deren Mantelflächen mit Reihen von radial befestigen Nadeln (47) entsprechender gleicher Höhe bedeckt sind, daß zwischen den Nadelreihen jeweils kammartig ausgebildete und federnd angepreßte Anpreßstreicher (49,50,51) eingreifen und in ähnlicher Porm zwischen den Nadelreih-en eingreifende Abstreifer (vorderes Bnde der Kanalteile 52 und 53) unter Druck unmittelbar auf der Walzenoberfläche aufliegen, daß eine vorgezogene Breitseite und die ebenfalls vorgezogenen Seitenteile der Wandung der beiden flachen Kanäle (41 und 42) in einer an die Walzen angepaßten Krümmung bereits einen Teil des nadelbedeckten Walzenumfangs umsohließen und die flachen Kanäle(41 und 42) von den genannten Abstreifern ab zunächst ein Stück geradlinig von den Nadelwalzen wegfhhran, sich daraufhin in besonderen Verformungszonen (43,44) aliiähiich zur endgültigen Gestalt des herzustellenden Profils verformen und gegebenenfalls zusammenschlie#en und so mit ihren Wandungen bei der Herstellung eines Hohlprofils ein Kalibrierrohr (26) und einen Dorn (24) bilden, daß die Außenwandung dieses bereits geschlossenen Formungskanals weiterhin durch die Offznmg einer oder mehrerer, sonst geschlossener Draokkammern oder Druckkammerabteilungen (z.B.27) unterbrochen wird, in denen sich pastöse Kunststoffüberzugsmassen unter einem Druck befinden, der an den darunter in den Kanälen herrschenden Druck angepaßt ist, daß der Formungskanal nach Jeder solchen Öffnung in entsprechend erweiterter Form fortgesetzt wird, daß die Aussenseite daraufhin keine Pormveränderung mehr erfährt und eine Zwischenstrecke (30) aufweist, die von einem mit Flüssigkeit (31) gefüllten Bad umgeben ist, deren Temperatur zu keiner Härtung des verwendeten Kunststoffes führen kann, schließlich aber in einer Härtungsstrecke (33) endet, die mit dem Mantel einer Flüssigkeit (34) umgeben ist, deren Temperatur die Erhärtung des Kunststoffes bewirkt, und daß nach dem Ende des Formungskanals eine Abzugaeinrichtung (14) angeordnet ist, die über einen geeigneten DreSmomentwandler, z.B. ein geeignetes stufenloses Getriebe, irit den Antriebsachsen der Nadelwalzen (45,46) in Verbindung steht.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Dorn (24) ab der für die Auftragung der Innenschichte bestimmten Stelle verjüngt und daß an dieser Stelle mehrere Kanäle, die der Zufuhr einer flüssigen Kunststoffüberzugsmasse dienen, aus dem Dorn nach außen münden.
11. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9 und 10 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (24) in seinem Innern im Bereich der Aushärtungszone (33) des Kalibrierrohres (32) Rohre oder Bohrungen zum Durchleiten von Kühlflüssigkeit enthält.
12. Einrichtung nach Anspruch 11 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (24) im Bereich der Härtungszone in seinem Innern eine elektrische Heizung aufweist.
13. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (24) bei der Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe mit Ausnahme der Härtungszone an seiner Außenseite beheizt ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (24) zumindest in der Härtungszone eine elastische Deckschichte (37) besitzt.
15. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßstreicher (49,50,51) und die vorderste Kante der vorgezogenen Kanaiwandungsteile eine scharfe und aus sehr hartem Material bestehende Schneide aufweisen.

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