DE2121209A1

DE2121209A1 - Verfahren zum Herstellen von glasfaserverstärkten Formstücken und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2121209A1
Application number: DE19712121209
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-04-29
Filing date: 1971-04-29
Publication date: 1971-11-11
Also published as: GB1353746A; AU2827371A; CA954259A; US3761560A; BE766486A; BR7102515D0; ZA712779B; NL7105898A; FR2086463A1

Description

Dip u-ing. Walter Meissner oipi.-ing. Herbert Tischer

■ KRUN'tllUNBWALO mONCMIN

8 MUnchen 2,

Τ·Ι71 29. April 1971

Brian WEWLOVE
Whitwell/Horfolk, Großbrit.

Verfahren zum Herstellen von glasfaserverstärkten Formstücken und Vorrichtung zur ausführung des Verfahrens

Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von glasfaserverstärkten Formstücken sus Harz und eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.

Das am meisten gebräuchliche Verfahren zum Herstellen von glasfaserverstärkten Formstücken ist ein von Hand durch— geführtes Verfahren, wobei eine Glasfasermatte auf einen Formkern aufgelegt bzw. in eine Matrize eingelegt und das Harz zum Verbinden der Fasern in die Fasern der Latte durch Bürsten oder Walzen eingearbeitet wird. Dieses Verfahren ist zeitraubend und erfordert erfahrene Facharbeiter. Ein weiteres Verfahren zum Herstellen von glasfaserverstärkten Formstücken ist das Kaltpressen, wobei eine Glasfasermatte, üblicherweise aus langen Fasern, zusammen mit Harz zwischen zwei schweren Formhälften gepreßt wird. Die iormhälften müssen in langsamer vteise gegeneinander gedrückt werden, um sicherzustellen, daß das Harz die Glasfasermatte ridhtig durchdringt.

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Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß mit einiger Wahrscheinlichkeit Luft zwischen den Formhälften eingeschlossen wird ι so daß in dem hergestellten Formstück Luftblasen bzw. -taschen vorhanden sind. Ferner ist die Vorrichtung zur Durchführung des Kaltpressens schwer, kompliziert, teuer und in der Bedienung umständlich und auf jeden Fall steht die Vorrichtung eine beträchtliche Zeit still, während der das Harz aushärtet.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, die Nachteile der bisherigen Herstellungsverfahren zu überwinden und ein Verfahren zu schaffen, das weniger Zeit zum herstellen und weniger komplizierte und teuere Vorrichtungen benötigt und dabei sauberer arbeitet, indem Lufteinschlüsse od. dgl. vermieden werden.

Diese .aufgäbe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Harz in eine zweiteilige Form eingespritzt wird, in deren Formhohlraum vor dem ;3pritzvorgang eine Glasfasermatte eingelegt wird, die beim Schließen der Form zwischen den Sandern von Ober- und Unterteil der Form eingeklemmt wird, und daß der Spalt zwischen Ober- und Unterteil der Form, in dem der eingeklemmte Abschnitt der Glasfasermatte liegt, so bemessen wird, daß beim Spritzvorgang Luft entweichen kann, einem Austreten von Harz Jedoch entgegengewirkt wird.

Es ist nicht möglich, ganz genaue Angaben über die Spaltweite zu machen. Diese Spaltweite ergibt sich daraus, daß es wichtig ist, den Luftstrom durch den üpalt richtig zu steuern und dabei zusätzlich dem Harzstrom entgegensuwirken. Beim praktischen Ausführen des Verfahrens wurde gefunden, daß' eine Spaltbreite zwischen o,oo5 und o_too7 inches pro ounce/sq. ft. der Glasfasermatte zu guten Formstücken führt.

Vorzugsweise soll die Glasfasermatte aus langen kontinuierlichen Fasern bestehen. Das Verfahren kann aber auch mit

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kurzen Glasfasern ausgeführt werden, wie sie üblicherweise von den Herstellern von glasfaserverstärkten Formstücken verwendet werden, oder es kann mit anderen Glasfaserformen, beispielsweise alt der üblichen Nadelmatte, durchgeführt werden.

Sa der Einspritsdruck verhältnismäßig klein sein kann (im allgemeinen 5o lbs/sq.inc), können die Teile der Form in verhältnismäßig leichter Bauart ausgebildet werden,, vorausgesetzt, daß sie genügend starr sind, damit sie sich nicht verziehen. Die hohen Kosten von schweren Formen und Vorrichtungen wie sie beim Kaltpressen erforderlich sind, werden also vermieden. Bei der praktischen Ausführung des Verfahrens haben sich Formen aus glasfaserverstärkten Stoffen als geeignet erwiesen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung führt von sich aus ohne weiteres zur Anwendung einer, Massenproduktion· Es kann beispielsweise eine Heihe von Formen aufgestellt werden, und die Einspritzvorrichtung wird von Form zu Form bewegt. Das Einspritzen wird an Formen einer Reihe vorgenommen, während das Aushärten in Formen stattfindet, die vorher durch Einspritzen gefüllt wurden.

Ein sehr wichtiger Vorteil der Erfindung ist die beträchtliche Zeitersparnis, die gegenüber deia von Hand durchgeführten Verfahren und dem Kaltpressen erzielt wird. Durch Vergleichsversuche wurde beim Formen eines bestimmten Ciogenstande festgestellt, daß, während das Kaltpressen etwa 2o Mn. erforderte, beim Einspritzverfahren gemäß der Erfindung nur 2 bis ό kin. benötigt wurden, iin Formstück, das bisher beim Formen von Hand 1 stunde Ίο Lin. erforderte, wurde gemäß* dem· Verfahren der Erfindung durch Einspritzen in 11 Sekunden hergestellt.

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Was die Art der verwendeten Harze betrifft, so wurde gefunden, daß handelsübliche Polyesterharze, die gewöhnlich für glasfaserverstärkte Formstücke verwendet werden, für das Verfahren gemäß der Erfindung sehr geeignet sind.

Y/eitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:

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Fig. Λ eine perspektivische Ansicht einer zweiteiligen Form, mit der das Verfahren gemäß der Erfindung ausgeführt werden kann;

Fig. 2 einen Schnitt durch den Rand der Form nach Fig. 1;

Fi^. 5 eine Vorrichtung zur Ausführung des

Verfahrens in schematischer Darstellung;

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine praktische Ausführung einer Form zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung;

Fig. 5 einen Schnitt durch den Hand der Form nach Fig. 4;

Fig. 6 einen Schnitt wie Fig. 5 bei einer anders ausgeführten Form.

Aus Fig. 1 ist eine aus Oberteil 2 und Unterteil 4 bestehende Form ersichtlich, die beispielsweise zum herstellen eines Futtertrogs geeignet ist. Oberteil 2 und Unterteil 4 der Form schließen im geschlossenen Zustand den Formholraum ein, der der Gestalt des herzustellenden Formstücks entspricht.

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Beim Formvorgang werden über- und Unterteil 2 "bzw. 4 so zusammengeklammert, daß ein Spalt 6 verbleibt, durch den beim Einspritzen des Harzes durch den Einlaß 8 in den Formhohlraum Luft entweichen kann. Bei der geschlossenen Form gemäß Fig. 1 wird die Fasermatte innerhalb des Formhohlraums angeordnet und erstreckt sich dabei bis zu den Händern der Form und in den Spalt 6 hinein. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Fasern der Faserplatte im Spalt 6 zusammengepreßt sind.

Der Hand 1o des Formoberteils 2 liegt gemäß Fig. 2 dicht an der Fläche des Formunterteils 4, so daß die Fasern - wie schon gesagt— zusammengequetscht werden., aber nicht so stark, daß ein Entweichen von Luft durch den »Spalt 6 verhindert wird. Demgegenüber wird beim Zusajranenschluß von Oberteil 2 und Unterteil 4 mit den zwiscbenliegenden Fasern in dein schmalen opalt 6 ein Durchgangswiderstand erzeugt, der einem Austreten von liar ζ nach Beendigung des Spritzvorgangs entgegenwirkt, .beim .Einspritzen des Harzes in den üinlaß 8 beobachtet die Bedienungsperson aen Spalt 6, um den Beginn des .austretens von •tiarz Gurcn. den Spalt 6 festzustellen. Sobald das Harz den ganzen opalt 6 ausgefüllt hat, wird das Einspritzen beendet, wonach ein weiteres Austreten von Harz infolge des erwähnten Durch^antrswiderstands verhindert wird.

I>ie in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung enthält übliche Vorratsbehälter 12 und 14, die über Druckluftleitungen 16 unter Druck gesetzt werden, wodurch die überfläche des Harzes in den inneren Gefäßen 18 nach unten gedrückt wird, so daß das Harz durch die Leitungen 2o gedrückt wird. Diese Leitungen 2o münden in einen mechanischen Mischer 22, der durch-einen Druckluftmotor 24 angetrieben wird. Der Mischer 22 ist eine rein mechanische Vorrichtung und bewirkt das tischen oime Einführen von Luft ia das Harz, so daß die Harzmischung, die vom Lischer 22 durch die Leitung 26 geliefert wird, frei von Luft ist. Die Leitung 26 ist im Betrieb der Vorrichtung mit

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dem Einlaß 8 des Oberteils 2 der Form verbunden, beispbleweise in diesen Einlaß δ eingesteckt.

In Abänderung der Vorrichtung können statt der unter Druck stehenden Vorratsbehälter 12,14 Pumpen für die Zuführung der Harze zum Mischer vorgesehen werden« Eine Anordnung mit'zwei Pumpen, und zwar je eine für die zu mischenden Harze, ist am besten geeignet.

Am Ende der Leitung 26 ist eine konische Spritzdüse vorgesehen, die in den innen entsprechend konisch geformten Einlaß 8 eingesteckt wird. Kormalerweise wird in den Einlaß 8 nach dem Spritzvorgang ein konischer Stopfen eingesetzt·

Die zum Zuführen von rlarz zum Mischer 22 erforderlichen Drücke sind gemäß den jeweiligen Verhältnissen verschieden. Es wurde jedoch gefunden, daß in der Praxis Drücke bis zu 1oo lbs. (7 at) ausreichen. Im allgemeinen genügen für die meisten Zwecke Drücke von etwa 5o lbs. (3»5 at). Die Gesamtanordnung nach Fig. 3 kann auf einem Wagen montiert werden, der leicht von Form zu Form zu bewegen ist. Die Vorrichtung und das Verfahren der Erfindung ist also für Serienproduktion sehr geeignet.

Die in den beiden Vorratsbehältern 12 und 14 enthaltenen Harze sind üblicherweise wärmehärtende Polyesterharze und in ebenfalls üblicher »t/eise enthält der eine Behälter iinen Beschleuniger und der andere einen Katalysator·

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführung der Fora sind Ober- um#. Unterteil 2 bzw. 4 aus glasfaserverstärktem Polyester (geschnitten dargestellt) in relativer Lag· zueinander in Stahlrahmen 3o,32 gehalten, die den beiden Teilen der Fora Steifheit verleihen. Die Rahmen 3o,32 sind während des Ein- »pritzvorgangs miteinander verklammert, und die genau· Aus-

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richtung von Ober- und Unterteil 2 bzw· 4- zueinander wird durch Zapfen 34· am Kahmen 3o gewährleistet, die in entsprechende Löcher 35 am Rahmen 32 eingreifen. Der Einlaß 8 für das Einspritzen des Harzes ist normalerweise zentral angeordnet. Es wurde gefunden, daß dies für den Spalt 6 eine größere Toleranz erlaubt.

Die Ausführung der Form nach Fig. 5 ist für Formstücke geeignet, die einen senkrechten Hand aufweisen. In diesen Fall ist es zweckmäßig, daß der Spalt 38 unter einem Winkel von 45° zur Senkrechten liegt. Ss ist vorteilhaft, in Verbindung mit den Zapfen 34- zwei oder drei Unterlegscheiben von o,oo5 inch (o,i27 mm) zu benutzen, um die weite des Spalts 8 bzw. 38 einstellen zu können.

Die Ausführung nach Fi§> 6 ist für den Fall geeignet, wo die Formstücke einen waagerechten Flansch aufweisen.

über die Viskosität der zu verwendenden Harze brauchen keine besonderen Angaben gemacht zu werden. Das Verfahren gemäß der Erfindung kann mit Harzen ausgeführt werden, deren Viskosität in einem sehr weiteren Bereich liegt, vorausgesetzt, daß ein große„r Unterschied zwischen der Viskosität des Harzes und der auszutreibenden Luft besteht. Es wurde festgestellt, daß die handelsüblichen Polyesterharze eine geeignete Viskosität zur Ausführung des Verfahrens haben·

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Claims

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Patentansprüche

1J Verfahren zum Herstellen von glasfaserverstärkten Formstücken aus Harz, dadurch g β k e η η zeichnet, daß das Harz in eine zweiteilige Form eingespritzt wird, in deren Formhoklraum vor dem Spritzvorgang eine Glasfasermatte eingelegt wird, die beim Schließen der Form zwischen den Händern von Ober- und Unterteil der Form eingeklemmt wird, und daß der Spalt zwischen Ober- und Unterteil der Form, in dem der eingeklemmte Abschnitt der Glasfasermatte liegt, so bemessen wird, daß beim Spritzvorgang Luft entweichen kann, einem Austreten von Harz jedoch entgegengewirkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Weite des Spalts, in dem die Glasfasermatte eingeklemmt wird, zwischen o,oo5 bis o,oo7 inches pro ounce/sq. ft. der Glasfasermatte beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn ze lehne t, daß der üinspritzdruck 1oo lba./ sq.ine. beträgt·
M-, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß. eis Harz ein wärmehärtendes Polyesterharz verwendet wird.
5· Vorrichtung zur -Ausführung des Verfahrens nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn« zeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, üb Oberteil und Unterteil (2 bzw. 4) einer Form, die zwischen sich den Formhohlraum entsprechend der Gestalt des herzustellenden Formstücks einschließen, derart fest zusammenzuhalten, daß an ihren Bändern ein Spalt von geringerer Weite als die Entfernung zwi-

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sehen Ober- und Unterteil innerhalb des Formhohlraums vorhanden ist, wobei die Bänder einer Glasfasermatte, die den Formhohlraum ausfüllt, in dem Spalt eingeklemmt werden, und daß ferner Mittel zum Einspritzen von Harz in den Formhohlraum vorgesehen sind·
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennze ichne t, daß die Mittel zum Einspritzen des Harzes einen Mischer enthalten, dem Harz,ein Katalysator und ein Beschleuniger aus einem Paar Vorratsbehälter für Ears zum Mischen unter Druck zugeführt werden, wobei der eine Vorratsbehälter den Katalysator und der andere Vorratsbehälter den Beschleuniger enthält.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichne t, daß der Einlaß der Form innen konisch ausgebildet ist, um einen entsprechend konischen Stopfen oder eine konische Einspritzdüse aufzunehmen.

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