DE2211219A1 - Verstärktes Formteil sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung - Google Patents
Verstärktes Formteil sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner HerstellungInfo
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Description
2211219 Patentanwalt Dipl.-Phys. Gerhard Liedl 8 München 22 Steinsdorfstr. 21-22 Tel. 29 84 62
B 5522
Robert Elisha DRAKE 3265 llth Avenue, VERO BEACH , Florida / USA
Verstärktes Formteil sowie Verfahren und Vorrichtung
zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft das Niederdruckformen und bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung geformter
Teile oder Gegenstände, die aus organischen polymeren Harzmaterialien bestehen; diese härten während des Formens zu einer
Z/M
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Festform aus und sind mit einem Substratmaterial, beispielsweise einem Glasgewebe mit offener Struktur, verstärkt.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung großer Gegenstände,
wie Gebäudeeinzelteile, d.h. Seitenwände, Dachteile, Fußböden usw., Lagerbehälter, Gewächshäuser, Boote u.dgl., deren
Herstellung bisher eine Vielzahl von Schwierigkeiten bereitet hat.
Die Hauptschwierigkeit liegt darin, daß es bisher nicht möglich war, brauchbare, ausreichend große Formvorrichtungen zu schaffen,
mit denen die Verstärkungsgewebe ohne übermäßigen Aufwand an Arbeit und Zeit in die Formteile hätten eingebracht werden
können. Die Benutzer bekannter Niederdruckformvorrichtungen sind mit Problemen konfrontiert, wie beispielsweise mit der
leichten und schnellen Handhabung der klebrigen, feuchten Harzmaterialien, der manuellen Bearbeitung dieser Materialien, um
sie an die Formoberfläche anzupassen, mit der Entfernung von Luftblasen, mit übermäßigem Kunstharzabfall und mit Aufwand
zum Säubern der Form, mit dem Umstand, keine großen Teile herstellen zujkönnen, mit einem langsam ablaufenden Arbeitsprozeß,
ein Nachteil, der die Anzahl der verwendbaren Harzmaterialien einschränkt, d.h. es können aufgrund des erforderlichen
manuellen Einsetzens und Bearbeitens der Materialien keine schnell härtenden Harze verwendet werden; die bekannten Vorrichtungen
sind schließlich mit hohen Herstellungs- und Amortisationskosten behaftet und erfordern zu ihrer Betätigung ein relativ großes
Fachwissen. Die praktische Herstellung der genannten Formteile unter Verwendung bekannter Verfahren und Vorrichtungen ist schließlich
noch mit weiteren Problemen und Nachteilen behaftet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu be-
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seitigen und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung der eingangs
erwähnten Teile sowie eine leicht und einfach herstellbare sowie bedienbare Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfa.hrens
zu schaffen.
Die in den Ansprüchen charakterisierte erfindungsgemäße Formvorrichtung
und das Verfahren unterscheiden sich grundsätzlich von den gegenwärtig, beispielsweise zur Herstellung von glasfaserverstärkten
Kunststoffbooten verwendeten Formen; es läßt sich im Prinzip weder als manuell zusammenzusetzende Form noch
als Vakuumform, Druckform oder als Spritz-, Form-, Druck-, Sprüh-, Blas- oder Schleudergußverfahren beschreiben.
Dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind
bezüglich der Größe der herzustellenden Teile keine Grenzen gesetzt. Die Verwendung billiger Harze und Verstärkungsmaterialien
wird gefördert, wodurch sich die Erfindung für viele
Zwecke eignet. Das erfindungsgemäße System kann in viel größerem Ausmaß als die oben erwähnten Gußverfahren automatisiert
werden; es ähnelt in mancher Hinsicht dem Spritz- und Druckgußverfahren,
wobei es jedoch eine außerordentlich große Leistungsfähigkeit hinsichtlich der herzustellenden Teile aufweist,
Das System ist unkompliziert und kann daher mit relativ wenigen Fachkenntnissen angewendet werden. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung kann leicht gesäubert und gewartet werden, da das Verfahren ein Trockenauf legeverfahren ist, das die Nachteile .
hinsichtlich der. für die meisten Naßverfahren zur Formung von
Kunststof charakteristischen Verschmutzungen beseitigt; mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können die zur Zeit verfügbaren,
am schnellsten aushärtenden Kunstharze behandelt werden. Es
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weist die Vorteile des Modellgußverfahrens auf, wobei es jfedoch
möglich ist, ein Verbundgußverfahren oder ein zweites Formen zusätzlicher Abschnitte durchzuführen, während sich der Hauptteil
noch in seinem ersten Formzyklus befindet.
Weil das erfindungsgemäße Verfahren beim Naßkunststoifformen
außerordentlich vorteilhaft ist, kann es zum Thernropiastförmen
(Vakuumformen) verwendet werden.
Das erfindungsgemäße System arbeitet mit einem außerordentlifeh
niedrigen Arbeitsdruck während des Form- oder· ScMießzyklus^
wodurch die Anschaffungs- und Betriebskosten für schwere Dnsekerzeugungsmaschinen
vermieden werden. Es ist in idtealer Weise
für die Verwendung großer, billiger Einsätze geeignet, die
Lasten aufnehmen müssen und anfänglich ein Teil des Formsystems, am Ende jedoch hierin integriert sind,* hierdurch ist
es nicht erforderlich, zusätzlich für den Aufbau Querträger,
Rippen, Deckenwände, Zwischenwände u.dgl., herzustellen. Die Vorrichtung kann mit geringen Kosten hergestellt, aufgebaut
und betätigt werden. .
Dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung liegt folgender allgemeiner Gedanke zugrunde:
1. Es ist eine Formfläche vorgesehen, deren Ausbildung dem
Oberflächencharakter des zu formenden Stückes, beispielsweise einer zu formenden, gerippten, geriffelten, gerillten
Platte, komplementär entspricht (in diesem Fall kann die Formoberfläche als gleichmäßig in Berg und Tal auf- und
abschwingend beschrieben werden), wobei das zu behandelnde
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auszuhärtende Harzmaterial gleichförmig auf der Formoberfläche ausgebreitet wird;
2. es wird ein poröser Verstärkungsbogenr d.h. ein mit einem
Gewebe versehenes Verstärkungsnraterial, aufgelegt;
3. das Gewebe wird entsprechend dem Verlauf der Formoberfläche
in das Harzmaterial eingedrückt, und zwar mittels Formglieder, die längs von die Rinnen bzw. Auskehlungen kennzeichnenden
Linien, d.h. längs den Tallinien, mit dem Gewebe in Berührung gebracht werden und das Gewebe aufgrund ihres Gewichtes und
der ihnen zugeordneten Teile gleichzeitig in die Täler pressen sowie bewirken, daß das Gewebe insgesamt über die gekrümmten,
mit Rinnen versehenen Flächen gedehnt und über der gesamten Formoberfläche in die Harz masse eingebettet wird (hierbei
wird das Harz nach oben in das Gewebe und durch dieses hindurchgedrückt);
4. man läßt das Harz mit oder ohne besondere Behandlung in die durch die Formoberfläche vorgegebene Form aushärten. Die
Wellplatte kann dann von der Form abgenommen werden.
Das der Erfindung zugrundeliegende allgemeine Prinzip kann weitgehend
bei allen normal formbaren Erzeugnissen ungeachtet ihrer Form angewendet werden. In der Fachsprache wird daher allgemein
die Formfläche als hermaphroditisch bezeichnet, und die hiermit zusammenwirkenden Teile stimmen im allgemeinen mit "
Linien der Formfläche überein, die den Patrizenteil bilden.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung beinhaltet das
gleichzeitige Formen zusätzlicher Stücke oder Teile und deren
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Verbindung mit dem Hauptstück, d.h. beispielsweise die Herstellung von Verstärkungsteilen, die mit der oben erwähnten
Wellplatte verbunden sind. D.h. es werden geformte, jedoch unbehandelte Rippen auf die Oberfläche der Platte aufgebracht,
die der Behandlung unterworfen wird und über der gesamten Länge der welligen Formoberfläche liegt. Die Rippen werden
fest in das Harz der Platte eingepreßt und die beiden Einzelteile härten gleichzeitig zu einem einheitlichen Gebilde aus.
Hieraus wird deutlich, daß zwei oder mehr Teile, die der Aushärtbehandlung unterworfen werden, in einem einzigen Vorgang
zu einem einheitlichen Erzeugnis verbunden werden können. Die Erfindung betrifft daher auch das Verbundformen, d.h. das
gleichzeitige Formen und Verbinden zweier oder mehrerer aushärtender Teile.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:
Fig. 1 perspektivisch die grundsätzlichen Teile der Formvorrichtung;
Fig. 2 schematisch eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht
der Form in einer Stellung, kurz bevor die Formglieder in ihre Arbeitsstellung bewegt werden;
Fig. 3 vergrößert im Längsschnitt einen Teil der Formvorrichtung, bei der sich die Formglieder in Arbeitsstellung
befinden;
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Fig. 4 vergrößert und im Längsschnitt einen Teil der Form
mit in Arbeitsstellung befindlichen Formgliedern, wobei ein Kunstharzerzeugnis mit einem zusätzlichen
Verstärkungsteil hergestellt wird;
Fig. 5 perspektivisch die Form in abgewandelter Ausführungsform;
Fig. 6 perspektivisch einen Teil der Form gemäß Fig. 5 in vergrößertem
Maßstab;
Fig. 7 perspektivisch ein mittels der Form gemäß Fig. 1 bis
erzeugtes Produkt;
Fig. 8 A eine automatische Formvorrichtung in Seitenansicht
und B ,
und
Fig. 9 in Vorderansicht;
Fig. 10 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Halte- und Rückstelleinrichtung gemäß Fig. 8 bis 9;
Fig. 11 einen Teil der Einrichtung gemäß Fig. 10 in Vorderansicht;
Fig. 12 perspektivisch ein mit den Wellplatten gebildetes Dach und
Fig. 13 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht eines Teils des Daches gemäß Fig. 12.
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Wie aus Fig.l ersichtlich, ist ein Formkörper 10 mit einer gerippten oder gewellten Formfläche 12 vorgesehen, die sich
zur Herstellung von Wellplatten eignet. Die gewellte Fläche 12 ist mit Hügeln 14 und mit dazwischen liegenden Tälern 16 versehen.
Der Formkörper 10 kann auf jede geeignete Art und Weise gelagert sein; so kann er beispielsweise in, an oder auf
einem beweglichen Rahmen befestigt oder gelagert sein, durch den er zum Zusammenwirken mit anderen Formen oder dazugehörigen
Teilen in jedem gewünschten Winkel verstellt werden kann. Ein Formgerüst 18 weist einen äußeren Verbindungsrahmen
20 und eine Reihe zugeordneter, längs verlaufender Streben oder Rippen 22 auf. Der Abstand zwischen den Streben 22 wird
so gewählt, daß ihre Unterkanten 24 genau in die Täler 16 der Form oberfläche 12 zu liegen kommen, wenn das Formgerüst 18
in seine Arbeitsstellung bewegt wird. Die Streben 22 können in ihrer Lage entweder starr befestigt oder so angeordnet sein, daß
sie auf jeden gewünschten festgelegten Abstand verstellbar sind. Bi gleicher Weise kann das gesamte Formgerüst 18 in einer einzigen,
dauernd gleichen Stellung gegenüber der Form 10 befestigt oder so angeordnet sein, daß es durch eine geeignete Betätigungseinrichtung
in jede gewünschte Stellung gegenüber der Form bewegbar ist. Die Einrichtung, mittels der das Formgerüst 18
in die Arbeitsstellung gegenüber der Form 10 bewegbar und zurückbewegbar ist, ist in Fig.l bis 4 nicht dargestellt. Eine
solche Vorrichtung kann vielerlei mögliche Ausführungsformenaufweisen, wobei das Formgerüst 18 auch manuell verstellt werden
kann. Wenn das Formgerüst 18 in einer einzigen Stellung festgelegt ist, werden die Formoberfläche und der Werkstoff
zum Formgerüst 18 hin bewegt, wodurch sich das gleiche Ergebnis ergibt, da die Form 10 Druck ausübt oder Druck auf
diese aufgebracht wird.
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Wie weiterhin aus Fig. 1 ersichtlich, sind mehrere Einheiten 28 vorgesehen, die bei den gewählten Flächen Verstärkungsrippen
aus Kunstharz bilden, was besonders deutlich aus Fig. 4 zu entnehmen
ist. Die Einheiten 28 können durch Querträger 30 in ihrer Stellung zueinander gehalten werden. Sie können weiterhin
zum Zusammenwirken mit dem Formgerüst 18 und der Formoberfläche 12 auf jede geeignete Wei se angeordnet und betätigt
werden. Die getrennten Einheiten 28 können als umgedrehte Tröge angesehen werden, die die rippenähnliche Ausbildung der
verstärkten einheitlichen Erzeugnisse bilden uiid das Harzmaterial
bei der sich auf der Hauptform bildenden Platte in der richtigen
Form und Stellung halten. Diese Einheiten 28 sind jedoch lediglich
ein Ausführungsbeispiel für das erfindungs gemäße Verbundformverfahren,
d.h. es sind zahllose andere Ausführungsformen
dieser Einheiten möglich.
Wie schon erwähnt, wurde in Fig, 1 bis 4 die Betätigungseinrichtung
nicht dargestellt, da verschiedene Ausführungsformen hierfür bekannt sind; darüber hinaus wurde dargelegt, daß die Formen
der oben beschriebenen Art von Hand betätigt werden können, sofern die Einzelteile nicht zu schwer sind. Desgleichen
können die Teile bei einigen Ausführungsformen der Erfindung durch einen einfachen Hebelmechanismus in ihre Stellung bewegt
und daraus herausbewegt werden, da auf das Formgerüst lediglich ein geringer Druck aufzubringen ist, damit dieses seinen
Zweck erfüllt. Gleiches gilt für die Einrichtung zum Aufbringen der Verstärkungsrippen, da sich, wenn die im Aushärtungsprozeß
befindlichen Verstärkungsrippen in Berührung mit der gleicherweise
aushärtenden Platte gebracht werden, eine Molekularwirkung bzw. eine molekulare Bindung an sämtlichen Berührungsflächen
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ergibt. Demgemäß ist lediglich eine feste, sich im allgemeinen über die gesamte Fläche erstreckende Oberflächeriberührung erforderlich
und ein hoher Druck ist weder notwendig, noch besonders erwünscht.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist ein verstärkendes, poröses Glasgewebe
32 (ein Glasvorgespinstgewebe) in der Nähe der Oberfläche des harzigen Materials 34 angeordnet. Normalerweise wird auf
die Formoberfläche, falls erforderlich, zuerst ein Trenn- bzw. Ablösemittel aufgetragen, das in Fig. 2 jedoch nicht dargestellt
ist. Das Gewebe 32 kann entweder manuell oder aber maschinell aufgebracht werden. Ebenso kann das Harzmaterial 34 von Hand
aufgetragen und aufgesprüht werden, obwohl es vorzugsweise mittels Sprühvorrichtungen aufgetragen wird, die das Harzmaterial
gleichmäßig auf die Formoberfläche 12 aufsprühen und es dort verteilen. Das Verstärkungsgewebematerial 32 überbrückt die
Täler 16 und wird an seinen Außenkanten beispielsweise durch ein Gewicht oder durch Klammern gehalten, so daß es, wenn es
durch die nach unten bewegten Strebenkanten 24 berührt wird, wie aus Fig. 3 ersichtlich, gedehnt und nach unten in den Harzkörper
gezogen wird, worauf es in kurzer Zeit in das Harz einsinkt und dort voll eingebettet wird, wie Fig. 4 zu entnehmen.
Diese Vereinigung bzw. Verbindung schließt ebenfalls ein, daß sich die .gelartige Harzmasse nach oben in das Gewebe und
durch die darin befindlichen kleinen Öffnungen hindurch bewegt.
Aus vorstehendem werden die durchzuführenden Verfahrens schritte und die Arbeitsweise der Vorrichtung deutlich. Das
Verfahren beinhaltet das Aufbringen des Formablösemittels oder des Trennmittels auf die geformte Oberfläche einer saube-
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ren Form, worauf das Harzmaterial aufgetragen wird, das sich
in zum Aushärten geeignetem Zustand gemäß der erforderlichen Aushärtungs- oder Wärmeaushärtungstechnik befindet. Es gibt
verschiedene, bekannte härtbare oder wärmeaushärtbare Harze, und die erfindungsgemäße Vorrichtung kann, je nachdem welches
Harz verwendet wird, dementsprechend angepaßt werden, und zwar in einer Weise, die jedem Durchschnittsfachmann geläufig
ist. Das Verstärkungsgewebe wird in seine Lage über der Oberfläche des Harzes gebracht, und zwar in einer Weise, daß es
die aus Fig. 2 ersichtliche Lage von Scheitel zu Scheitel einnimmt; hierbei wird es unter Spannung gehalten. Das Formgerüst
18 wird sodann in seine aus Fig. 3 ersichtliche Betriebs stellung gebracht. Falls Verstärkungsrippen aufgebracht werden,
was von den Erfordernissen des besonderen herzustellenden Erzeugnisses abhängt, werden diese vorher erfindungsgemäß hergestellt
und auf die Oberfläche der aushärtenden Platte aufgebracht, vorzugsweise bevor der Aushärtvorgang in der Harzmasse der
Verstärkungsrippen fortgeschritten ist. Auf diese Weise harten die beiden Komponenten molekular an ihren Berührungsflächen
zu einer festen Einheit aus. Statt dessen können die Verstärkungsrippen
auch dadurch hergestellt werden, daß zuerst die Innenfläche der trog ähnlichen Einheiten mit einem Formablösemittel überzogen
wird, daraufhin das Harzmaterial und das Gewebe auf die Innenfläche aufgebracht und das Gewebe und das Harz von Hand
in die gewünschte Verbindung gebracht wird. Es ist von wesentlicher Bedeutung, daß das Harz in die offenen Maschen des Gewebes
hinein- und hindurchgedrückt wird, so daß es zumindest das Gewebe durchsetzt, damit das Harz mit dem Harz der Platte
in Berührung kommen kann. Wenn alle Stoffe auf die richtige
Weise vorverbunden sind, wird das Formgerüst 18 in seine
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Arbeitsstellung bewegt, um die Verbindung des Gewebes mit dem auf der Formoberfläche befindlichen Harz zu bewirken, worauf
auch die Verstärkungsrippen tragende Einheit in ihre Arbeitsstellung
bewegt wird. Man läßt sodann das Harz in den Gelzustand aushärten, worauf das Formgerüst und die die Verstärkungsrippen
tragenden Einheiten zurückgezogen werden. Die fertige Platte kann dann von der Form entfernt werden. Das erzeugte Produkt ist
außerordentlich fest, da es nicht nur eine faserverstärkte Platte ist, sondern weil die Fasern auch an Ort und Stelle gedehnt
sind und eine unter Vorspannung stehende verstärkte Platte bilden, wie sie beispielsweise als Seitenwand für ein Haus besonders geeignet
ist.
Das zur Verstärkung verwendete Gewebe muß einigermaßen porös sein oder kleine öffnungen aufweisen, damit das Harz leicht nach
oben und/oder durch die Maschen des Gewebes gedrückt wird, bevor das Harz geliert. Selbstverständlich kann jede Art eines Verstärkungsgewebes,
eine Matte o.dgl. verwendet werden, beispielsweise Nylon, Rayon u.dgl., sowie eine Kombination aus diesen Geweben.
Es ist bekannt, daß man zur Erzielung optimaler Verstärkungsergebnisse die Kombination aus dem Harz und dem Gewebe
derart wählt, daß die Fasern leicht und gut benetzt werden.
Das Verfahren und die Vorrichtung können auch zur Herstellung einer Schichtung einer verstärkten Harzmasse auf einer zweiten
Harzmasse oder Harzoberfläche verwendet werden, indem man zuerst auf die Formfläche eine pigmentierte bzw. gefärbte aushärtbare
Harzmasse aufbringt, die man gelieren läßt, worauf hierauf die zweite Harzmasse aufgebracht wird, diese dann an
den Berührungsflächen aushärtet, während das Gewebe eingebracht wird.
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Der erforderliche Druck, der durch die zweckmäßigerweise aus Stahl bestehenden Streben 22 auf die Berührungsflächen der Platten
aufzubringen ist, ist sehr niedrig, beispielsweise 0,35 bis 0,42 kp/cm (5-6 psi). Dieser Druck wirkt auf das Gewebe
längs der unterseitigen Strebenkanten 24, die bei der hier dargestellten Ausführungsform etwa 3,18 mm breit und zur Vermeidung
scharfer Schneidkanten abgerundet sind. Diese Kanten können mit einem nicht anhaftenden Material überzogen sein, beispielsweise
mit Nylon, Polyvinyl, Alkohol u.dgl., um das schnelle Ablösen bzw. Abheben vom Harz zu gewährleisten.
Gegebenenfalls kann ein etwas höherer Druck erforderlich sein, um das Gewebe schneller in das Harz zu drücken, wenn eine
hohe Aushärtgeschwindigkeit gewählt oder ein Gewebe verwendet wird, das vom Harz nicht so leicht durchdrungen wird. Obwohl
beispielsweise die volle Durchdringung des Glasvorgespinstgewebes keine über Gebühr lange Zeit in Anspruch nimmt, erfolgt
dies doch nicht augenblicklich. So erfordert beispielsweise die vollständige Durchdringung und gute Benetzung einige Minuten,
wobei dieses Durchdringen bis zum gewünschten Ausmaß je nach dem herzustellenden besonderen Produkt beendet sein muß,
bevor die Harzmasse geliert. Das Gewebe kann lediglich zum. Teil in die Harzmasse eingedrückt sein, z.B. dann, wenn lediglich
eine fest eingespannte Rückseite erwünscht ist oder ein zweites Material mit dem Gewebe vereinigt werden soll. Weiterhin
kann auch eine sehr dicke Harzschicht auf die Formfläche
gelegt und das Gewebe sodann nur teilweise in die Schicht hineingezogen werden. Es wird daher auch nicht als bedenklich angesehen,
wenn das Gewebe bis zur Formoberfläche gedrückt wird. Was den Druck anbetrifft, so kann auch in jedem gewünschten
Augenblick zusätzlicher Druck aufgebracht werden.
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Die vorstehende Beschreibung des allgemeinen Prinzips der Verfahren
und der besonderen Vorrichtung gemäß der Erfindung in bezug auf eine Wellplatte soll die Erfindung in keiner Weise beschränken.
Zur weiteren Erläuterung werden daher einige abgewandelte Ausführungsformen der Vorrichtung beschrieben, die
im allgemeinen auf die gleiche Weise wie die zuvor beschriebene Vorrichtung angewendet werden und die Vielseitigkeit des
Verfahrens und der Vorrichtung innerhalb des Rahmens der Erfindung verdeutlichen.
Was beispielsweise die Streben 22 anbetrifft, so sind diese kontinuierliche gerade Stahlstücke, die auf den Arbeitsflächen
ruhen und den Druck entlang einer geraden Linie in einer einzigen horizontalen Ebene aufbringen. Diese Streben 22 können
jedoch mit jeder gewünschten Ausbildung versehen werden, so daß der Druck entlang jeder Linie in einer gekrümmten Fläche
aufgebracht wird. Die Streben 22 können daher eine gekrümmte gebogene Druckkante aufweisen, die in einer einzigen horizontalen
Ebene liegen kann. In gleicher Weise kann diese Kante selbst eine vertikal geschwungene Ausbildung aufweisen, so daß der
Druck entlang geraden Linien gleichzeitig in unendlich vielen horizontalen Ebenen aufgebracht wird. Weiterhin kann die
Kante so ausgebildet sein, daß der Druck gleichzeitig in einer unendlich großen Anzahl horizontaler und vertikaler Ebenen
aufgebracht wird, indem die Kante zur horizontalen Anpassung in Längsrichtung gebogen ist und zur vertikalen Anpassung
eine wellige oder vertikal geschwungene Ausbildung aufweist. Die Einrichtung zum Aufbringen des Druckes kann daher so
ausgebildet werden, daß sie bei weitgehend allen, wenn nicht sogar überhaupt bei allen Formoberflächen verwendet werden
kann.
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Das Teil 22 wurde als Strebe mit einer kontinuierlichen Drückkante beschrieben, die einen gleichmäßigen Druck auf alle Stellen jeder möglichen Formoberflächenlinie ausübt. Die Drückvorrichtung
ist jedoch nicht auf diese Ausbildung beschränkt. So ist aus Fig. 5 ein Gerüst bzw. ein Rahmen 36 ersichtlich, der mit
einer Reihe im Abstand voneinander angeordneter Drückstangen oder -zapfen 38 versehen ist, die im Betrieb dieselbe Funktion,
und zwar im wesentlichen auf die gleiche Weise wie die Teile 22 ausüben. Die Zapfen 38 können sowohl horizontal als auch vertikal
verstellbar angeordnet sein; wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist der Gerüstrahmen 36 mit Schlitzen versehen, damit die Zapfen 38
horizontal verstellbar sind; zur vertikalen Verstellbarkeit sind die Zapfen 38 außerdem mit einem Gewinde und mit Kontermuttern
versehen. .
Das Gertist 36 kann weiterhin die Form einer flachen Platte aufweisen und zur Aufnahme der Zapfen 38 mit einer Anzahl beliebig
langer Schlitze versehen sein, die sich in jeder gewünschten Richtung erstrecken und es gestatten, daß die Zapfen 38 zum
Aufbringen des Druckes beliebig vertikal und horizontal gegenüber jeder möglichen Formoberfläche verstellt werden. Diese
Ausführungsform der Vorrichtung ist besonders dann anwendbar, wenn ein Produkt hergestellt wird, das sowohl konkave als auch
konvexe Oberflächen aufweisen soll.
Bei jedem mit Zapf en versehenen Rahmengerüst können beliebig viele Zapfen verwendet werden, wobei es lediglich erforderlich
ist, daß sie das Gewebe gleichmäßig oder je nach Wunsch unter Zug setzen. In besonderen Fällen können die Zapfen darüber
hinaus in jedem gewünschten Winkel gegenüber der Vertikalen verlaufen; sie können auch wahlweise einzeln verwendet werden,
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um auf einen besonderen örtlichen Bereich einen verstärkten Schrauben- oder Federdruck aufzubringen, wobei es lediglich
erforderlich ist, daß das Gesamtgewicht des Formgerüstes ausreicht, um den Dehnungs- oder Zugwiderstand des Gewebes
gegenüber diesem Schraubendruck auszugleichen oder zu überwinden. Das Gewicht des Formgerüstes kann auf verschiedene
Weise dazu verwendet werden, um ein ungewöhnliches Ziehen bzw. Recken und besondere Gewebeausbildungen auszugleichen
bzw. zu überwinden, ohne daß das Gewicht für den erforderlichen Gesamtdruck über Gebühr gesteigert wird.
Die Streben oder Zapfen können durch Drähte oder Schnüre ersetzt werden, die an einem beliebigen Formgerüst befestigt
sind, wobei die Drähte bei Bedarf in der Länge verstellbar sein können, damit sie an die Form einer beliebig bauchigen, gekrümmten
Formoberfläche angepaßt werden können. So kann beispielsweise leicht ein Gebilde nach Art einer Quonset-Baracke,
d.h. eine Baracke, die lediglich aus einem halbkreisförmigen Dach besteht, oder ein ähnliches Dachgebilde hergestellt werden.
Bei der Erfindung können verschiedene härtbare oder wärmeaushärtbare
Harzsysteme o.dgl. Stoffe verwendet werden. Die Verarbeitungstechnik dieser Harze ist hochentwickelt und sehr
gut bekannt. Es können daher entweder wärmehärtbare oder katalytisch härtbare Systeme verwendet werden. Polyester systeme
sind gegenwärtig weithin gebräuchlich, und sie können zur Darstellung der Erfindung besonders gut verwendet werden.
Eine Gesamtabhandlung über die verschiedenen Polyester- und andere^1 Harzarten findet sich in "Encyclopedia of Polymer Science
and Technology", 1970, John Wiley & Sons, Inc., Library of
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Congress Catalog Card Number: 64-22188. Insbesondere in
Band 11, Seiten 129 - 168, werden härtbare Polyesterharze u.dgl. Zusammensetzungen beschrieben, die bei der Erfindung
verwendet werden können. Es gibt viele solcher Harze, die sich im allgemeinen hinsichtlich ihrer Aushärtbarkeit gleich
bzw. ähnlich verhalten und die ihnen in den Endprodukten innewohnenden Eigenschaften hängen von den besonderen verwendeten
Chemikalien sowie von den Verhältnissen u.dgl. bei den grundlegenden polymerbildenden Reaktionen ab.
Eine geeignete und für das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung beispielsweise verwendbare Zusammensetzung
wird von American Petrochemical Corporation, Miami, Florida, in den Handel gebracht und in ihrem Musterblatt als A. P.C. 1816
Resin beschrieben. Dieses Polyesterharz-System (A. P. C. 1816 Resii$ weist auf:
1. Ein Polyesterprepolymer mit einem relativ niedrigen Molekulargewicht,
das beispielsweise aus einer Mischung aus gesättigter Dikarbonsäure, ungesättigter Dikarbonsäure und beispielsweise
einem zweiwertigen Alkohol hergestellt ist, eine Mischung, die beispielsweise noch folgendes aufweisen kann:
a) Phthalsäure oder Isophthalsäure,
b) Fumarsäure oder Maleinsäure und
c) Propylenglykol oder eine Mischung hieraus mit anderem
Glykol, beispielsweise Diäthylenglykol;
2. ein Vinylmonomer, insbesondere Styrol.
Die Aushärtreaktion dieser Materialien schließt das Vernetzen der Polyestermoleküle durch das Styrol an den ungesättigten
Seiten ein. Diese Harzzusammensetzungen enthalten gewöhnlich
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einen Inhibitor, d.h. ein Verzögerungsmittel, das eine verfrühte Reaktion des Harzsystems hemmt. Beim Aushärten, d.h. beim
Vernetzen reagiert das Polyesterharz mit dem Vinylmonomer unter der katalytischen Wirkung von beispielsweise Methyläthylketon
oder Benzoylperoxid. Die Reaktionsgeschwindigkeit läßt sich über eine große Zeitspanne hin leicht durch die Menge des
Katalysators steuern, die der auf die Formoberfläche aufgegebenen Harzzusammensetzung zugegeben wird. Die beschleunigte
Reaktion ist ziemlich temperaturempfindlich, und die Menge des Katalysators muß zum Einhalten genauer Produktionsbedingungen
hierauf eingestellt bzw. damit in Zusammenhang gebracht werden. Bei gesteuerten Temperaturbedingungen, d.h. beispielsweise
bei 1670C, bewirken 0,5 bis 1,5 Vol.% Katalysator eine
Gelbildungszeit von etwa 65 bis 25 Minuten. Bei gleichen zugegebenen Katalysatormengen, jedoch bei 185 C, verkürzt sich die
Gelbildungszeit auf etwa 36 bis 20 Minuten. Unterschiedliche Katalysatoren wirken im allgemeinen hinsichtlich des Mengeneffektes
gleich, jedoch kann sich bei einer vorgegebenen Menge, je nach der Reaktionsfähigkeit des Katalysators, eine relativ
langsamere oder schnellere Reaktion ergeben. Die Aktivität bzw. Reaktionsfähigkeit des Harzsystems kann daher leicht gesteuert
oder den Wünschen des Herstellers angepaßt werden. Die Harzzusammensetzung und der Katalysator werden kurz vor oder
gleichzeitig mit dem Auftragen auf die Formoberfläche gemischt. Ein geeignetes Verfahren besteht darin, das Harz und den Katalysator
gleichzeitig, jedoch getrennt bemessen, aufzusprühen, so daß sie beim Auftreffen auf die Formoberfläche richtig gemischt
sind.
Wesentlich ist weiterhin die Harzvorbereitung bzw. -zubereitung
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im Hinblick auf die Erfindung. Polyesterharze der beschriebenen Art müssen zäh bzw. zähflüssig eingestellt werden, so daß sie
auf der Formoberfläche liegen bleiben, ohne nach dem Auftragen und während der Aushärtung unter dem Einfluß der Schwerkraft
wegzufließen, es sei denn, daß das Harz schnell durch die ■Verstärkungsfasern
festgehalten wird. Die erforderliche richtige Einstellung bzw. der Zustand des Harzes wird durch Zugabe
eines Verdickungsmittels in einer solchen Menge erreicht, daß ein normalerweise schnell und leicht fließendes Harz den Charakter
einer gelähnlichen Masse annimmt. Die technische Einstellung ist bekannt. Üblicherweise wird ein sehr fein aufgeschlossenes
Pulver verwendet, das vor allen Dingen chemisch nicht reagiert, beispielsweise Süiziumpulver, dessen Teilchengröße
im unteren μ-Größenbereich, d.h. 50 bis 2oooÄ liegt. Ein geeignetes
Material dieser Art ist lange von der Godfrey L.Cabot Corporation, Boston, Massachusetts, unter dem Handelsnamen
Cab-O-Sil verkauft worden, das etwa 99,8% mit Dampf behandeltes
Silizium enthielt, ein spezifisches Gewicht von 2, 5 und eine durchschnittliche Teilchengröße von 0, 015 bis 0, 020 μ
aufwies. Die J.M.Huber Corporation, New York, N. Y., verkauft
ähnlich wirkende Materialien.
In dieser Beschreibung wurden die verschiedenen Gerüst- bzw. Rahmenformen als Kraft- oder Druckerzeugungsvorrichtungen
beschrieben, die Teile aufweisen, das mit Gewebe in Eingriff gebracht werden kann, und zwar derart, daß das Gewebe gemäß
jedem gewünschten Muster aus Punkten oder Linien in der gesamten bauchigen Formoberfläche berührt wird. Diese
Punkte oder Linien können in einer einzigen horizontalen, durch die Form gehenden Ebene oder in einer unendlich großen
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Anzahl solcher horizontaler Ebenen liegen.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf das Einbetten von Gewebe in die aushärtende oder wärmeaushärtende Masse, die auf einer
Formoberfläche zur Herstellung einer im wesentlichen flachen ijljLvte liegt, wobei die Kraft entlang Linien oder an Punkten
längs des Umfanges der Masse oder Teilen hiervon aufgebracht wird, und zwar auf einer Höhe, die unterhalb des oberen Massenniveaus
liegt, wodurch das Gewebe über die gesamten Umfangskanten
hin nach unten gezogen, das dazwischen liegende Gewebe gedehnt und nach unten in die dazwischen liegende Masse gezogen
wird. Es kann erforderlich sein, daß der kleine Bogen, der sich in der Gewebeoberfläche oberhalb der Hauptharz masse ergibt,
durch dazwischen gesetzte Zapfen oder Streben etwas belastet wird. In gleicher Weise kann man Druckzapfen oder -streben
auf ausgewählte Punkte oder Bereiche auf der gesamten Gewebe oberfläche einwirken lassen, wodurch die Drückeinrichtung das
Gewebe auf wirksame Weise in das Harz absenkt, d.h. die Masse in das Gewebe odef durch dieses hindurch treibt, wodurch das
Gewebe nicht notwendigerweise gedehnt wird. Dies kann in ähnlicher Weise an konvexe und konkave Oberflächen angepaßt werden.
Die Verstärkungsmaterialien können in jede im allgemeinen aushärtbare plastische Masse gemäß der Erfindung eingebettet
werden. So kann beispielsweise die Verstärkung in eine Gipsmasse eingebracht werden, die unter Hydratation, d.h. unter
Wasser anlagerung, aushärtet.
Das aus Fig. 8 bis 10 ersichtliche Verfahren und die Vorrichtung
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eignen sich besonders zum Formen sehr großer Stücke, wie Wände,
Dächer und Fußböden von Häusern oder Gebäuden, in jeder gewünschten Abmessung und in wirtschaftlich verwertbarem Maßstab.
Bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung sind die Drückstreben bzw. -stangen, die bei der Ausführungsform gemäß Fig.l bis 4 in
einem Formgerüst bzw. in einem Rahmen gehalten sind, einzeln
angeordnet, so daß sie nacheinander und getrennt in ihre Arbeitsstellung bewegt werden können. Das Formgerüst-System ist außerordentlich
vorteilhaft bei der Herstellung kleiner bis mittlerer Stücke von bis zu etwa 1 m Größe; wenn dagegen beispielsweise
ein Stück mit den Abmessungen 2,44 mx 3,66m bzw. 7,32m oder
mehr geformt werden soll, ist es außerordentlich schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, ein Gerüst und ein Formsystem zu schaffen,
das das erforderliche insgesamt gleichmäßige und gleichförmige Modell für das Präzisionsformen bildet. Demgemäß sind die
Drückstangen getrennt befestigt bzw. angeordnet, damit sie einzeln und schnell in ihre Betriebsstellung verbracht werden können, unmittelbar
nachdem das Glasgewebe in die Stellung verbracht worden ist, der eine besondere Strebe zugeordnet ist. Jede einzelne
Strebe ist vorher derart eingestellt, daß sie mit der entsprechen- <
den Formlinie in guten Linienkontakt kommt bzw. kommen kann. Darüber hinaus kann bei dieser Ausführungsform ein ziemlich
flüssiges Harzsystem aufgebracht werden, ohne daß es auf merkbare Art und Weise von den Formoberflächen abfließt, da das
Harz unmittelbar nach seinem Auftragen von dem Glasgewebe gehalten wird, das sofort in seine Lage verbracht worden ist.
Es wurde bisher nicht für möglich erachtet, in einer einigermaßen wirtschaftlich vertretbaren Weise sehr große Präzisionsformen
herzustellen. Demgegenüber lassen sich durch die Erfindung große
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Formoberflächen bilden, indem eine Anzahl gleichförmiger und kleiner Präzisionsformoberflächen verwendet wird, die kontinuierlich
miteinander verbunden werden und eine einzige einheitliche Oberfläche bilden.
Wie aus Fig. 8 bis 10 ersichtlich, sind mehrere Fbrmflächen 100
vorgesehen, die auf an Trägern 104 angeordneten Lagerarmen gelagert sind. Die Formen 10 sind mittels Scfcrat&foolzen o.dgl.,
die Schlitze in den Lagerarmen 102 durchsetzen, in ihrer Lage
gehalten, so daß sie relativ zueinander fest und präzise angeordnet sind.
Oberhalb der Formoberfläche 100 ist eine Verteilereinrichtung für unter Schwerkraft ausfließendes Harz angeordnet, die an
einem verfahrbaren Schlitten 108 befestigt ist. Der Schlitten 108 ist mittels Lagerarmen 110 an Rollen gelagert, die innerhalb an
den Trägern 104 befestigter Fahrbahnen 112 bewegbar sind. Der Harzverteiler 106 ist mit einem nach unten gerichteten Abschnitt
versehen, der in seinem Bodenteil kleine Öffnungen aufweist, die zur gleichmäßigen Verteilung des Harzes im Abstand zueinander
und hintereinander angeordnet sind. Der nach unten gerichtete Abschnitt
114 dient dazu, eine große über den Löchern stehende Harzsäule zu schaffen, wodurch sich eine relativ konstante Harzausströmgeschwindigkeit
ergibt, wenn der Verteiler 106 die Formfläche 100 überquert. Beim normalen Betrieb ist die sich ergebende
unterschiedliche Ausströmgeschwindigkeit, wenn der Harzpegel absinkt,
ohne Bedeutung, da die kleinen Öffnungen selbst die unter dem Einfluß der Schwerkraft ausströmende Menge begrenzen und
der Behälter 106 so ausgebildet ist, daß er die tatsächlich verteilte Harzmenge in dem oberhalb des nach unten ragenden Abschnittes
114 liegenden Teil enthält. Dennoch kann es manchmal
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erwünscht sein, die Geschwindigkeit, mit der sich der Verteiler über die Form 100 bewegt, zu verringern.
Das in Bogen- oder Blattform vorliegende Ver star kungs material
wird ebenfalls vom Schlitten 108 getragen, der an einem Lagerarm 120 eine Rolle 118 trägt. Das Glasgewebe 116 ist an einer
Stelle 122 verankert. Der Schlitten 108 wird von einem Kabel über die Oberfläche der Form 100 gezogen; dieses Kabel 124 wird
auf einer Spule 126 aufgewickelt, die durch einen automatisch abschaltbaren und in seiner Drehrichtung umkehrbaren Motor 130
angetrieben wird. Es sind Drückstreben 132 vorgesehen, die so angeordnet sind, daß sie an Stellen oberhalb des Schlittenniveaus
gehalten und von hier aus automatisch auslösbar sind. Für jede Drückstrebe 132 ist eine eigene Halte- und Auslöseeinrichtung
vorgesehen. Diese weist jeweils ein Paar verlängerter Arme 136 auf, die über Abstands stücke 138 miteinander verbunden und in
Lagerarmen 141 bei 140 angelenkt sind. Die Arme 136 werden in ihrer oberen Stellung durch einen Anschlag bzw. durch eine Klinke
gehalten, die in entsprechender Stellung auf der Oberseite der Fahrbahnen 112 und zwischen den einander benachbarten Enden
der Arme 136, beispielsweise bei 142, angeordnet ist. Die Lagerarme 141 sind an einem starr angeordneten Teil 143 gelagert, das
in einem entsprechenden Abstand oberhalb der Formoberfläche angeordnet ist. Das Teil 143 ist ein Stück des Gesamtrahmens der
F or mvorrichtung.
Die Drückstreben 132 sind an einer gemeinsamen Schwenk- oder Lagerstelle 144 schwenkbar an den Armen 136 gelagert, und zwar
mittels eines Winkelarms 146, der die Drückstreben 132 fest und starr hält. Wenn die Winkelarme 146 in ihrer Lage oberhalb bzw.
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auf den Drückstreben 132 befestigt sind, sollte der Schwerpunkt der miteinander verbundenen Teile unmittelbar unterhalb des
Schwenkpunktes 144 liegen, damit gewährleistet ist, daß die Drückstreben 132 und die Formoberfläche 10 parallel zueinander sind.
Eine für diesen Zweck vorgesehene zusätzliche Einrichtung wird später beschrieben. Weiterhin ist es für eine genaue Anordnung
bzw. Ausrichtung der Drückstreben 132 wesentlich, daß die Armlagerungseinrichtung
sorgfältig ausgerichtet ist.
Wenn die Arme 136 von ihrer Klinke bzw. Einrasteinrichtung ausgelöst
werden, fallen die Drückstreben 132 aufgrund ihres Eigengewichtes auf die Formoberfläche 100'. Es liegt jedoch auf der
Hand, daß ein ungehindertes Abfallen bzw. Niedersenken der Drückstreben 132 nicht erwünscht ist. Aus diesem Grund ist eine
Bremseinrichtung in Form eines hydraulischen Druckzylinders 148 vorgesehen, der sowohl am oberen Ende des Lagerarmes 141 als
auch bei 150 an den Armen 136 angelenkt ist. Die Kolbenstange des hydraulischen Druckzylinders 148 weist eine solche Länge auf,
daß sich die Drückstreben 132 bis in ihre endgültige Ruhe- bzw. Betriebsstellung absenken können, d.h. der Kolben der hydraulischen
Verstelleinheit 148 sollte noch zusätzlich eine gewisse geringe Kolbenstangenverstellmöglichkeit zulassen, nachdem sich
die Drückstreben 132 vollständig in die Harzmasse abgesenkt haben; andernfalls würde ihre Druckwirkung verzerrt werden.
Die Halte- und Auslöseeinrichtung 134 ist weiterhin mit einer die Teile 152, 154 aufweisenden Zusatzeinrichtung versehen, die
dazu dient, die Drückstreben 132 genau in ihre Arbeitsstellung zu richten.
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Wie aus Fig. 10 ersichtlich, ist das Element 154 bei 156 fest mit
den Winkelarmen 146 verbunden. Demgemäß bewegen sich die beiden Teile 146 und 154 als Ganzes. Weiterhin ist das Element
am gemeinsamen Verechwenkpunkt 144 angelenkt. Das Element 152 ist bei 158 am festen Lagerarm 141 angelenkt und über die gemeinsame
Lager stelle 160 mit dem Element 154 verbunden. Da die
Winkelarme 146 untereinander fest sind, bewegt sich die gesamte Einheit im Gleichklang; der Bewegungsweg der Drückstreben 132
wird jedoch, wenn sich diese in Richtung zur Formoberfläche 100 bewegen, direkt vom Element 154 gesteuert. D;h. die Drückstre.-ben
132 werden in ihre richtige Stellung gedreht. Dies ist erwünscht, da sie andernfalls frei ähnlich einer Glocke um den gemeinsamen
Schwenkpunkt 144 schwingen würden, weil sich die Lagerstelle 144 längs einer gekrümmten Bahn nach unten bewegt,
wenn der Arm 136 um den Gelenkpunkt 140 verschwenkt wird. Diese Bewegung würde bewirken, daß die Drückstreben 132 das Glasgewebe
und die Formoberfläche an einem Endpunkt berühren. Demgemäß wird eine präzise durchgehende Berührung dadurch erreicht,
daß das Element 154 an den Winkelarmen 146 befestigt wird, und zwar erst dann, nachdem die gesamte Vorrichtung in die horizontale
Arbeitsstellung der Drückstreben 132 auf der Formoberfläche abgesenkt worden ist. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die gesamte
Vorrichtung in einem. Ruhezustand, und es läßt sich die richtige Winkelstellung des Elementes 154 und der Winkelarme 146 einstellen.
Dieses Verhältnis zueinander wird sodann durch Verschraubung der Teile miteinander dauernd gesichert, wodurch gewährleistet ist,
daß die Drückstreben 132 sich immer wieder in dieselbe horizontale Stellung absenken.
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Wie aus Fig.8A ersichtlich, ist eine Bremse 170 oder eine Spannvorrichtung
vorgesehen, die beim Gewebe die gewünschte Spannung aufrechterhält. Die Spannung kann in weiten Grenzen variiert werden,
jedoch sollte sie in keinem Fall den durch die Drückstreben 132 auszuübenden Druck überschreiten, da diese sonst nicht abgesenkt
werden könnten. Wenn die einzelne Drückstrebe 132 einen
ο
Drück von etwa 0, 7 kp/cm ausübt, sollte die durch die Bremse 170 auf das Gewebe 116 aufgebrachte Vorspannung geeigneterweise bei-
Drück von etwa 0, 7 kp/cm ausübt, sollte die durch die Bremse 170 auf das Gewebe 116 aufgebrachte Vorspannung geeigneterweise bei-
2
spielsweise 0,42 kp/cm betragen.
spielsweise 0,42 kp/cm betragen.
Wie Fig.8A und B zu entnehmen, sind der Schlitten 108, das Gewebe 116 und der Harzverteiler 106 in ihrer linken und rechten
Stellung jenseits der Formoberfläche strichpunktiert gezeichnet, jedoch in der Stellung, in der sie die Form überqueren, mit
durchgehenden Strichen gezeichnet. Die zur Vereinfachung teilweise schematisch gezeichneten Halte- und Auslöseeinrichtungen 134 sind
jeweils zusammen mit den ihnen zugeordneten Klinken bzw. Rasteinrichtungen gleich ausgebildet.
Wie aus Fig. 10 ersichtlich, ist weiterhin ein Verbindungselement 162
vorgesehen, das dem Element 154 ähnelt, jedoch, wie aus der Stelle 164 ersichtlich, nicht wie dieses einen verlängerten Arm aufweist.
Am Schlitten 108 ist ein Klinkenauslösearm 166 befestigt. Dieser ragt auf der Rückseite des Schlittens 108 derart nach oben, daß
die Klinke erst dann entkuppelt wird, wenn der Schlitten 108 und die Rolle 118 mit dem Glasgewebe vorbeibewegt worden ist, wobei
der Klinkenauslösearm 166 nacheinander die Auslösefinger 168 berührt.
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Zur Vorbereitung bzw. Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird die Formoberfläche gesäubert und mit einem entsprechenden Formablösemittel überzogen. Das Harz wird zusammen
mit dem Aushärtmittel und mit anderen gewünschten Komponenten in den Verteiler 106 eingefüllt. Die Trommel 126 wird im
gewünschten Ausmaß unter Vorspannung gesetzt. Der Schlitten 108 wird sodann betätigt, damit er sich über die Formoberfläche 100
bewegt und sich das Harz verteilt, während sich das Gewebe von der Rolle 126 abwickelt. Wenn die Rolle 126 und das Gewebe 116
an der ersten Klinkenstelle vorbeigefahren sind, wird die erste Drückstrebe 132 automatisch ausgeklinkt, und sie senkt sich sehr
schnell, beispielsweise innerhalb 2 bis 3 Sekunden, in ihre Drückstellung ab. Jede folgende Drückstrebe 132 fällt auf die gleiche
Weise, da sich der Schlitten 108 kontinuierlich über die Formoberfläche 100 bewegt. Wenn die letzte Klinke ausgelöst ist, wird der
Schlitten 108 stillgesetzt und die dann leere Geweberolle 126 auf eine Höhe unterhalb der Formoberfläche abgesenkt, wo ihr Gewicht
dazu beiträgt, das Gewebe unter Spannung zu halten. Der Harzverteiler 106 wird daraufhin sofort gesäubert. Das Harz und
das Glasgewebe bleiben so lange auf der Form, bis sie ausreichend ausgehärtet sind. Auf diese Weise läßt sich sehr einfach
ein geformtes Produkt erzeugen, das verstärkt ist und unter Vorspannung steht.
Die Geschwindigkeit, mit der der Schlitten 108 vorwärtsbewegt
wird, kann sehr hoch sein. Aus diesem Grund können auch sehr schnell aushärtende Harzsysteme verwendet werden.
Abgesehen vom Aushärten ist es sehr leicht möglich, innerhalb einer Minute, gerechnet von dem Zeitpunkt an, in dem die Anlage
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in Betrieb gesetzt worden ist, ein sehr großes geformtes Stück herzustellen und fertigzustellen.
Die Klinken bzw. die Rasteinrichtungen können jede gewünschte Ausbildung aufweisen; vorzugsweise ist sie so einfach wie möglich
gehalten, d.h. beispielsweise in Form einer einfachen mechanischen Klinke, die einen Halter mit einer Nockenfläche aufweist,
durch die sie zum Eingriff mit einem hiermit zusammenwirkenden Klinkenzapfen in die Öffnungsstellung bewegt wird; der Halter fällt
hierauf aufgrund der Schwerkraft in die Sperrstellung an den Zapfen. Das Auslösen der Klinke erfolgt durch Drehen des Halters, und
die Relativbewegung des Halters gegenüber dem Klinkenzapfen erfolgt mittels des Schwenkmechanismus. Wie schon erwähnt, endet
der Halter bei der Erfindung in einem fingerähnlichen Teil, das ' in die Bewegungsbahn des mit dem Schlitten verfahrenen Schlittenauslösearms
ragt, der mit einer Anschlag- bzw. Nockenfläche versehen ist, um den Halter in seiner Auslösestellung zu drehen.
Es wurde schon erwähnt, daß das einzelne Absenken der Drückstreben
nicht wesentlich ist. Aus diesem Grund kann daher auch eine Kombination einiger weniger Drückstreben, beispielsweise
zwei bis vier oder fünf in einem Gerüst vorgesehener Drückstreben, gleichzeitig abgesenkt werden; wenn das Gerüst jedoch zu
groß wird, ergeben sich wieder Probleme hinsichtlich des präzisen Absenkens. Es hat sich daher gezeigt, daß das System aus einzelnen
Drückstreben sehr vorteilhaft arbeitet und zu einer äußerst vielseitigen Anwendung der Erfindung führt.
Anstelle der beschriebenen Vorrichtung, mittels der die Drückstreben
betätigt werden, können auch viele andere mechanische, hydraulische und/oder elektrische Anordnungen verwendet werden, durch
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welche die Drückstreben in gleicher oder ausreichender Weise betätigt werden. Die Erfindung ist daher nicht auf die beschriebene
besondere Betätigungsvorrichtung beschränkt.
Weiterhin ist die Durchführung der Erfindung nicht unbedingt von
der Verwendung der Harzverteilereinrichtung und der Art und Weise abhängig, wie das Glasgewebe, wie anhand von Fig. 8
und 9 beschrieben, aufgebracht wird. Es kann daher das Harz auch aufgesprüht werden und das Glasgewebe danach auf das
Harz gemäß Fig.l bis 4 aufgebracht werden, worauf die Drückstreben
auf geeignete Weise gemäß der erfinderischen Lehre in ihre Arbeitsstellung gebracht werden.
Die aus Fig. 7 ersichtliche Seitenplatte 172 ist gemäß der Erfindung hergestellt. Da sie aus einer Anzahl gekrümmter Teile besteht,
die durch gemeinsames Formen miteinander verbunden sind, bildet sie eine Reihe gekrümmter Profile; wenn sie vertikal
steht, d.h. wenn die Achsen der Bögen vertikal sind, bildet sie ein die Dachlast tragendes Teil von außerordentlicher Festigkeit,
wobei sie außerdem ein besonders geringes Gewicht aufweist. Wie schon erwähnt, ist die Festigkeit der Platte dadurch besonders
vergrößert, daß das Gewebe vorgespannt worden ist.
In Fig. 12 und 13 ist ein gemäß der Erfindung hergestelltes einstückiges
Dach dargestellt. Das Dach ist als einheitliches Stück auf einer entsprechend ausgebildeten Form gemäß der oben erwähnten
Technik geformt, wobei das Verstärkungsglasgewebe auch auf dieselbe erwähnte Weise vorgespannt worden ist. Das
Dach besteht aus einer Reihe Stufen, die vom Dachfirst 174 aus abschüssig verlaufen. Die abfallenden Dachflächen 176
und 178 erstrecken sich kontinuierlich über die gesamte Länge
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des Daches und sie bilden ein Dach, das Profilcharakter aufweist. Das Dach weist eine große Festigkeit auf und ist in außerordentlich
großem Ausmaß belastbar. Es ist mit querverlaufenden Verstärkungsteilen 180 versehen, die ebenfalls geformt sind
und kontinuierlich verlaufen. Sie sind der Unterseite des Daches angepaßt und hieran (durch Aushärtung) auf dieselbe Weise befestigt,
wie es anhand der aus Fig. 4 ersichtlichen Verstärkungsrippen beschrieben wurde. Ein geeigneter Neigungswinkel für die
Flächen 176, 178 ist beispielsweise ein Winkel von 10 - 15° von der Haupthorizontalen bzw. der Vertikalen, wobei jedoch auch
wieder andere Neigungswinkel möglich sind. Der Profilcharakter ist so lange gewährleistet, so lang sich- die Flächen 176 und 178
winklig, d.h. mit jedem möglichen Winkel, an den Stellen 182 treffen. Darüber hinaus können die Flächen 176 und 178 jede mögliche
seitliche Abmessung aufweisen.
Der Schlitten 108 kann mehrere Rollen mit Gewebe transportieren, die gleichzeitig abgerollt werden, um unterschiedliche
Schichtendicken zu schaffen. Diese Geweberollen können in ihrem Charakter, in ihrer Ausbildung u.dgl. unterschiedlich sein.
Darüber hinaus können diese Rollen in ihrer Breite übereinstimmen oder, damit sich die Gewebe überlappen, gegeneinander
versetzt sein. Sie können in jedem erforderlichen Winkel gegenüber
der Formoberfläche angeordnet sein. Das Gewebe kann vorher schon an bestimmten Stellen geschnitten sein, damit Öffnungen
für beispielsweise Fenster gebildet werden. In diesem Fall kann der Harzverteiler mit einer Einrichtung versehen sein, die den
Strom des ausfließenden Harzes während einer Strecke unterbricht, die diesen Öffnungen entspricht. Der Harzverteiler kann
auch eine abgedichtete Einheit sein, die bei Bedarf unter ge-
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ringem Druck stehen kann, wobei in diesem Fall der Abschnitt nicht erforderlich ist. Für die Zwecke der Erfindung reicht jedoch
der beschriebene Harzverteiler vollkommen aus. Wenn der Harzverteiler die Ausführungsform gemäß Fig. 8A aufweist,
bleibt er von sich aus in der Ausström- oder Ruhestellung, und zwar aufgrund der Anordnung seines Schwerpunktes in bezug auf seine Anlenkstelle. Durch eine an den Trägern 104 angeordnete Nocken- o. dgl. -einrichtung läßt er sich bei Inbetriebnahme der Formvorrichtung leicht in die Ausströmstellung drehen.
bleibt er von sich aus in der Ausström- oder Ruhestellung, und zwar aufgrund der Anordnung seines Schwerpunktes in bezug auf seine Anlenkstelle. Durch eine an den Trägern 104 angeordnete Nocken- o. dgl. -einrichtung läßt er sich bei Inbetriebnahme der Formvorrichtung leicht in die Ausströmstellung drehen.
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Claims (21)
- PatentansprücheΛ Λ Verfahren zum Formen verstärkter Formstücke aus einer ^aushärtbaren Masse, wie Kunstharz o.dgl., dadurch gekennzeichnet, daßa) ein aus der aushärtbaren Masse (34) gebildeter Körper auf eine Form (10, 100) mit gewölbter oder welliger Oberfläche (12, 14, 16) aufgebracht,b) hierauf ein poröses und/oder gewebeartiges Verstärkungsmaterial (32, 116) gelegt undc) das Ver star kungs material dadurch in die aushärtbare Masse eingebettet wird, daß Druck auf einzelne abgegrenzte Bereiche des Verstärkungsmaterials aufgebracht wird, die aus Punkten und/oder Linien bestehen und den die Formflächenwölbungen (14) begrenzenden Punkten bzw. Linien entsprechen.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsmaterial (32, 116) in Bereichen (16) unter Druck gesetzt wird, die in einer oder mehreren horizontalen Ebenen unterhalb des Niveaus des nicht mit Druck beaufschlagten Verstärkungsmaterials liegen, und daß das Ver star kungs material in den zwischen den Kraftangriffsstellen liegenden Bereichen (14) gespannt wird, wodurch sich das aushärtbare Material (34) in und durch das Verstärkungsmaterial bewegt.209839/0836
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als aushärtbare Masse (34) Polyesterharz verwendet wird.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärkungsmaterial (32, 116) Glasfasergewebe verwendet wird.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsmaterial (116) unter Vorspannung kontinuierlich über die auf der Form. (100) befindliche aushärtbare Masse gezogen und jeweils unmittelbar nach dem Aufbringen/feinen abgegrenzten, mit Druck zu beaufschlagenden Bereich in die Masse eingebettet wird.
- fr. Formvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer Form (10, 100) mit gewölbter oder welliger Oberfläche (12) eine Krafterzeugungs- oder Drückeinrichtung (18, 36, 134) mit hiervon wegragenden Drückgliedern (22, 38, 132) zugeordnet ist, die mit dem Verstärkungsmaterial (32, 116) in Eingriff bringbar sind und Muster aus Punkten und/oder Linien bilden, das einemMuster aus die Formflächenwölbungen (14) begrenzenden Punkten und/oder Linien entspricht.
- 7. Formvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Krafterzeugungseinrichtung (18, 134) Drückglieder (22, 132) mit linienförmig angreifenden, ununterbrochenen Drückkantenflächen (24) aufweist.209839/0838
- 8. Formvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drückglieder (38) punktförmig angreifende Zapfen, Stangen o.dgl. sind.
- 9. Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Krafterzeugungseinrichtung (18) einen in Richtung der Form (10) bewegbaren Rahmen (20, 36) bildet, in dem die Drückglieder (22, 38) gemeinsam befestigt sind.
- 10. Formvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drückglieder (38) vertikal und/oder horizontal verstellbar im Rahmen (36) befestigt sind.
- 11. Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Krafterzeugungseinrichtung (18, 36, 134) mit solchem Druck an ausgewählten Punkten und/oder Linien auf das Verstärkungsmaterial (32, 116), das der auf der Formfläche (12) befindlichen aushärtbaren Masse (34) aufliegt, drückbar ist, daß sich die Masse in das Verstärkungsmaterial und durch dieses hindurchpreßt.
- 12. Formvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8 und/oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drückglieder (132) einzeln oberhalb der Form (100) angeordnet und lösbar in Ruhestellung gehalten sind, aus der sie im Verlauf des Aufbringens des Verstärkungsmaterials (116) auf die aushärtbare Masse nacheinander derart freigebbar sind, daß sie sich jeweils unmittelbar nach dem Aufbringen eines der Eindrückkraft auszusetzenden Verstärkungsmaterialabschnittes in ihre Arbeitsstellung bewegen.209839/0836
- 13. Formvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (106) zum Aufbringen und Verteilen der aushärtbaren Masse auf die Form (100) und eine Einrichtung (118, 170) vorgesehen ist, mittels der das Verstärkungsmaterial (116) unterhalb der Drückglieder (132) auf die Masse auflegbar und vorspannbar ist, und daß beide Einrichtungen gleichzeitig über die Form verfahrbar sind.
- 14. Formvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilereinrichtung ein Behälter (106) ist, der bodenseitig im Abstand voneinander angeordnete Öffnungen zum gleichmäßigen Austrag der aushärtbaren Masse aufweist.
- 15. Formvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilereinrichtung (106) und die Aüflege- und Spanneinrichtung (118, 170) für das Verstärkungsmaterial (116) gemeinsam an einem über die Form (100) verfahrbaren Schlitten (108) angeordnet sind.
- 16. Formvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (108) an seinem hinteren Ende eine Auslöseeinrichtung (166) aufweist, die nacheinander mit jeder der die Drückglieder (132) in ihrer Ruhestellung haltenden Krafterzeugungseinrichtungen (134) im Sinne einer Freigabe der Drückglieder zusammenwirkt.
- 17. Formstück, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Harz oder Kunststoffkörper mit hierin eingebettetem, beim Einbetten und während des Aushärtens des Körpers unter Spannung gesetztem Glasfasergewebe o.dgl. besteht und die Formeines oder mehrerer gewölbter, axial sich erstreckender Zylinder Segmente o.dgl. aufweist, die längs zum Formstück (172) verlaufen.5522 20983 9/0836
- 18. Kunststoff- oder Harzdacheinheit, die mit gedehntem Glasfasergewebe ο. dgl. verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Reihe von Paaren nach unten und außen abfallender Flächen (176, 178) besteht, von denen jeweils zwei benachbarte längs einer gemeinsamen, zum Dachfirst (174) parallelen Linie (182) miteinander verbunden sind und unterschiedliche Neigungen aufweisen, wobei die stärker abfallenden Flächen (178) vorzugsweise in einem Winkel von wenigstens 10 zur Vertikalen geneigt sind.
- 19. Dacheinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus ausgehärtetem Polyesterharz besteht.
- 20. Dacheinheit nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Unterseite balken- oder trogähnliche Verstärkungsteile (28, 180) verbunden sind, die im Abstand voneinander und quer zur Dacheinheit verlaufen.
- 21. Dacheinheit nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsteile (28, 180) ununterbrochen sind.209B39/0836
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