DE2516209B2 - Einrichtung zum kontinuierlichen fertigen von faserverstaerkten kunststoff-baendern oder -platten - Google Patents
Einrichtung zum kontinuierlichen fertigen von faserverstaerkten kunststoff-baendern oder -plattenInfo
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Description
55
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum kontinuierlichen Fertigen von faserverstärkten Kunststoff-Bändern
oder -Platten mit einer Imprägniervorrichtung, die einen Durchlaufkanal für mittels einer
nachgeordneten Transportvorrichtung durchgezogene Fasermatten enthält, sowie mit einer Formgebungsvorrichtung,
wobei der Durchlaufkanal zwischen einer sich keilförmig verengenden Einlaufzone und einer Auslaufzone
eine stufenförmig erweiterte, quer zur Durchlaufrichtung orientierte und an eine Druckquelle für
flüssiges und verfestigbares Kunststoff-Reaktionsgemisch ausgeschlossene Imprägnierkammer enthält.
Bekannte Einrichtungen dieser Art (DT-OS 17 04621) sind höchstens dazu geeignet, relativ dünne Bahnen aus faserverstärktem Kunststoff herzustellen, weil sie keine speziellen Ausgänge für die durch den flüssigen Kunststoff zu ersetzende Luft aus dem zugeführten Fasermaterial vorsehen. Möglichkeiten zur Verdickung einer in einer ersten Phase gebildeten Mittelschicht aus mit Kunststoff imprägniertem Fasermaterial durch faserfreie äußere Kunststoffschichten in einem zweiten Teil des Imprägnier- und Ausformwerkzeuges werden erläutert Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch, daß sich verfestigende Kunststoffschichten an den seitlich den Durchlaufkanal für das Fasermaterial abschließenden Flankenwänden ablagern und dabei in steigendem Maße das Durchlaufen des Fasennaterials behindern können. Dieselbe Erscheinung wird sich vor der Abschlußkante der Imprägnierkammer ergeben. Weil bei der bekannten Einrichtung die Imprägniervorrichtung nicht nur zum Imprägnieren der durchlaufenden Fasermauen mit flüssigem, verfestigbarem Kunststoff, sondern auch zum Ausformen bzw. Aushärten des imprägnierten Fasennaterials in die gewünschte Endform dienen soll, muß entweder das Fasermaterial durch die nachgeordnete Transportvorrichtung relativ langsam gefördert werden ode·· es muß der Imprägnierblock relativ langgestreckt ausgebildet werden.
Bekannte Einrichtungen dieser Art (DT-OS 17 04621) sind höchstens dazu geeignet, relativ dünne Bahnen aus faserverstärktem Kunststoff herzustellen, weil sie keine speziellen Ausgänge für die durch den flüssigen Kunststoff zu ersetzende Luft aus dem zugeführten Fasermaterial vorsehen. Möglichkeiten zur Verdickung einer in einer ersten Phase gebildeten Mittelschicht aus mit Kunststoff imprägniertem Fasermaterial durch faserfreie äußere Kunststoffschichten in einem zweiten Teil des Imprägnier- und Ausformwerkzeuges werden erläutert Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch, daß sich verfestigende Kunststoffschichten an den seitlich den Durchlaufkanal für das Fasermaterial abschließenden Flankenwänden ablagern und dabei in steigendem Maße das Durchlaufen des Fasennaterials behindern können. Dieselbe Erscheinung wird sich vor der Abschlußkante der Imprägnierkammer ergeben. Weil bei der bekannten Einrichtung die Imprägniervorrichtung nicht nur zum Imprägnieren der durchlaufenden Fasermauen mit flüssigem, verfestigbarem Kunststoff, sondern auch zum Ausformen bzw. Aushärten des imprägnierten Fasennaterials in die gewünschte Endform dienen soll, muß entweder das Fasermaterial durch die nachgeordnete Transportvorrichtung relativ langsam gefördert werden ode·· es muß der Imprägnierblock relativ langgestreckt ausgebildet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die nach der DT-OS 17 04 621 bekannte und im Oberbegriff des Anspruches
1 definierte Einrichtung hinsichtlich folgender Belange wesentlich zu verbessern:
a) Es soll eine Einrichtung geschaffen werden, mittels
welcher in zuverlässiger und wirtschaftlicher Weise nicht nur relativ dünne Bahnen aus mit Fasermaterial
verstärktem Kunststoff, sondern als Bretter oder Balken zu bezeichnende faserverstärkte
Kunststoffgebilde mit Dicken von mindestens 1 bis 2 cm, vorzugsweise bis zu 10 cm, herstellbar sind,
wobei nur die Dicke der effektiv mit Fasern verstärkten Kunststoffstruktur in Betracht zu
ziehen ist.
b) Es sollen weiterhin günstige Voraussetzungen dafür geschaffen werden, daß nicht nur faserverstärkte
Strukturen aus massivem Kunststoff, sondern auch faserverstärkte Schaumstrukturen
mit in weiten Grenzen voreinstellbarem Raumgewicht und unabhängig davon ebenfalls in weiten
Grenzen voreinstellbarem Gewichtsanteil von in der Kunststoff-Struktur ungerichtet und in homogener
Verteilung eingebettetem Fasermaterial, vorzugsweise von Glasfasern, wirtschaftlich herstellbar
sind.
c) Dabei sollen vor allem dafür die Voraussetzungen geschaffen werden, daß das in das durchlaufende
Fasermaterial unter Druck einzubringende, flüssige und verfestigbare Kunststoff-Reaktionsgemisch die
vorher im Fasermaterial enthaltene Luft vollständig und ungehindert austreiben kann und keine
Stellen in der Imprägniervorrichtung und in den Zuführleitungen findet, wo es sich festsetzen und in
wachsenden Schichtdicken verfestigen kann, sondern an allen feststehenden Grenzflächen entweder
vom relativ schnell daran vorbeigezogenen und gepreßten Fasermaterial fortwährend abgerieben
oder vom schnell nachfließenden Gemisch weggespült wird.
Erfindungsgemäß ist die Einrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaufkanal der Imprägniervorrichtung
an beiden Seiten über je eine Randführung für
dit durchgezogenen Fasermatten zur freien Atmosphäre hin offen ist, daß sich die Imprägnierkammer seitlich
nur bis nahe an die Randführungszontn erstreckt und daß ihr Profil in Durchlaufrichtung anschließend an die
stufenförmige Erweiterung keilförmig, vorzugsweise asymptotisch, wieder bis auf die normale Kanalhöhe
verjüngt
Die Einrichtung ist so ausgebildet, daß nicht schon im
Innern der Imprägniervorrichtung die Verfestigung des flüssigen Kunststoff-Reaktionsgemisches eintritt, was
eine relativ lange Verweildauer der imprägnierten Glasfasermatten im Innern der Imprägniervorrichtung
verlangen würde, sondern daß die nachgeordnete Transportvorrichtung so lang gemacht wird, daß darin
trotz relativ hoher Laufgeschwindigkeit das Kunststoffmaterial genügend ausgehärtet wird. Um dabei aber zu
vermeiden, daß die laufenden Föiderbänder der Transportvorrichtung mit flüssigem Kunststoff-Reaktionsgemisch
in Berührung gelangen, ist davor eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen trockener
Deckfolien auf die Ober- und Unterseite der imprägnierten Fasersioffmaue angeordnet, sowie zusätzliche
Leitplatten, die beiderseits der mit den Folien bedeckten Faserstoffmaue federnd gelagert sind. Als
Deckfolienmaterial können im einfachsten Fall Papierbänder dienen, wenn nicht eine bleibende Bewehrung
des Endproduktes, /.. B. mit unidirektionalem Glasfaser-Kunstharz-Laminat
oder Metallblechen verlangt wird.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung ist halbschematisch in der Zeichnung
dargestellt. Dabei zeigt
Fig. 1 die ganze Einrichtung in teilweise geschnittener
Seitenansicht, während
Fig. 2 ein^n Querschnitt nach der Linie 11-11 von
F i g. 1 zeigt.
Mit 10 ist in F i g. 1 und in F i g. 2 eine Imprägniervorrichtung
bezeichnet, die dazu bestimmt und ausgebildet ist, mit Hilfe einer am Ende der Einrichtung angeordneten
Transportvorrichtung 40 ab nicht dargestellten Vorratswalzen durchgezogene, beispielsweise in
Schichten übereinanderliegende Faserstoff-Matten FM unter totaler Luftverdrängung mit einem flüssigen,
schäumfähigen und im Schaumzustand verfestigbaren Kunststoffre&ktionsgemisch RG, beispielsweise einem
Polyurethanhartschaum-Reaktionsgemisch bekannter Art, zu durchtränken.
Die Glasfasermatten FM bestehen mit besonderem Vorteil zum Hauptanteil aus parallel zur Mattenebene
versetzt und übereinander abgelegten Kreiswindungen von dünnen, langen Glasfäden, die örtlich mit einem
Klebemittel, z. B. Gummilatex, miteinander verklebt sind. Die Gesamtmenge des Klebemittels soll nur etwa 4
bis 6 Gew.% des gesamten Mattengewichtes ausmachen. Das Mattengewicht beträgt vorzugsweise etwa 50
bis 150 Gramm pro Quadratmeter und pro Millimeter Dicke. Das Klebemittel soll die Glasfaden gegen ein
ungewolltes Lösen aus der Glasfasermatte während der Verarbeitung sichern. Andererseits soll schon unter
relativ geringen Kräften, z. B. unter Expansionswirkung des Schäumdruckes des später darin verteilten Kunststoff-Reaktionsgemisches
RG ein Dicken wachstum der Matten durch örtliche Zerreißung oder Auflösung der
Verklebungsstellen zugelassen werden.
Zusätzlich kann man zusammen mit den beschriebenen Faserstoff-Matten ohne Schwierigkeiten ab besonderen
Vorratswalzen ober- und unterseitig, oder als Zwischenlagen, netz- oder gewebeartige Faserstoffbänrter
oder auch einzelne oder teilweise miteinander verbundene unidirektionale Faserbündel zur besonderen Verstärkung des Endproduktes in geeigneten Zonen
in die Imprägniervorrichtung 10 einlaufen lassen.
Die Imprägniervorrichtung 10 besteht aus einer oberen Preßplatte 101 und einer unteren Preßplatte 102,
die je im Grundriß rechteckig gestaltet sind und miteinander so verbunden sind, daß sie an den beiden
Seitenflanken mindestens örtlich offene, d. h. an die freie
Atmosphäre anschließende Randführungszonen 100 für die Seitenränder der durchlaufenden Fasermatten FM
frei lassen, wie aus Fig.2 deutlich ersichtlich ist.
Zwischen einem Einlaufschlitz It und einem Auslaufschlitz
13 ist in der unteren Preßplatte 102 eine vertiefte Imprägnier-Ausnehmung 12 ausgebildet, die über
Leitungen 120 mit einer Druckquelle für das flüssige Kunststoff-Reaktionsgemisch RG verbindbar ist Sowohl
vor dem Einlauf schlitz 11 als auch vor dem Ausiaufschlitz 13 durchlaufen die Faserstoffmatten FM
Einlaufzonen 110 bzw. 130, welche sich in Laufrichtung
stetig verengen und durch entsprechend schräg ausgebildete Leitflächen der Preßplatten 101 und 102
der Imprägniervorrichtung 10 gebildet werden. In der Einlaufzone 110 vor dem Einlaufschlitz 11 wird die
ursprüngliche Schichtdicke H der einlaufenden trockenen und lufthaltigen Glasfaserschichten FM auf etwa
HIA, nämlich auf die lichte Höhe h der Einlauf- bzw.
Auslaufschlitze 11 bzw. 13 und der Randführungszonen 100 verringert Die Einlaufzone 130 im Innern der
erweiterten lmprägnierausnehmung 12 vor dem Auslaufschlitz 13 verhindert ein Stauchen der Matten FM
oder einzelner Glasfaden beim Eintritt in den Ausiaufschlitz 13. In der lmprägnierausnehmung 12
wird, solange die Glasfasermatten FM in Richtung des ausgezogenen Pfeiles P\ durchlaufen, ein Flüssigkeitsdruck
von etwa 5 bis 15Atü durch gleichmäßige Nachförderung von Reaktionsgemisch RG über die
Leitungen 120 aufrechterhalten. Es wird dadurch eine vollständige Durchtränkung der sich im Bereich der
lmprägnierausnehmung 12 befindlichen, komprimierten Glasfasermatten FM unter totaler Lufiverdrängung in
Richtung der gestrichelten Pfeile PZ aus dem Einlaufschlitz 11 und den beiden seitlichen Randführungszonen
100 bewirkt, so daß durch den Auslaufschlitz 13 ein komprimiertes, mit Ausnahme der seitlichen Ränder
gleichmäßig mit Reaktionsgemisch durchtränktes Faserband FM'austritt.
Der Flüssigkeitsdruck in der lmprägnierausnehmung 12 soll nicht so groß sein, daß flüssiges Reaktionsgemisch
aus der Einlaufzone 11 und/oder aus den seitlichen Randführungszonen 100 austritt, aber groß
genug, daß das verwendete Reaktionsgemisch die eingeführten und komprimierten Glasfasermatten FM
vollständig und homogen zu durchtränken vermag.
Gemäß Fig. 1 durchläuft das in der Imprägniervorrichtung
10 mit flüssigem Reaktionsgemisch RG durchtränkte Glasfaserband FM' gegebenenfalls einen
Ofen 20 und nachher eine Vorrichtung 30. Diese dient in an sich bekannter Weise dazu, die Ober- und Unterseite
des Glasfaserbandes FM' mit trockenen Deckfolien 31, z. B. Glasgewebe, unidirektionalem Glasfaserlaminat
oder mit Metallfolien zu beschichten, wobei zum Aufdrücken Anpreßwalzen 32 und zusätzliche Leitplatten
33 dienen. Das so bedeckte Glasfaserband FM' wird durch eine bekannte Transportvorrichtung 40, umfassend
obere und untere, über Walzen 41 angetriebene, endlose Förderbänder 42, die dank der Deckfolien nicht
mit Reaktionsgemisch benetzt werden, aus den vorgeordneten Vorrichtungen 10, 20, 30 abgezogen. In
dieser Transportvorrichtung 40 können in ebenfalls bekannter Weise Kühl- oder Heizplatten 43 eingebaut
sein. Die Distanz he zwischen den am Glasfaserband FAi" anliegenden Förderbandabschnitten erlaubt einem
mit schäumfähigem Reaktionsgemisch imprägnierten Glasfaserband FM" ein entsprechendes Dickenwachstum
während des Durchlaufs durch die Transportvorrichtung 40, die auch lang genug ist, um eine
ausreichende Vorverfestigung des durchlaufenden Bandes zu sichern. Mit Hilfe von bekannten und darum nicht
gezeichneten Beschneidvorrichtungen kann das Endprodukt FMe an den beiden Seitenflanken beschnitten
und abgelängt werden.
Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung ist zur kontinuierlichen Fertigung von beidseits beschichteten
Brettern oder Balken bestimmt, deren Kern zwischen den Außenschichten als mikrozelluläre, homogen mit
einem hohen Gewichtsanteil von 20 bis 50 Gew.-°/o
IO Glasfasern verstärkte Schaumstoffstruktur ausgebildet ist. Eine solche Schaumstoffstruktur kann durch
entsprechende Bemessung der Enddicke he auf Raumgewichte im Bereich von 50 bis 600 Gramm pro
Liter eingestellt werden und wegen seiner dank dem
relativ hohen Gehalt an verstärkenden Glasfasern guten Festigkeits- und Bearbeitungseigenschaften als ideales
Kunstholz bezeichnet werden.
Es kann auch ein flüssiges Reaktionsgemisch verwendet werden, das zu einem beispielsweise offenzelligen
Weichschaum verfestigt, oder es kann ein überhaupt nicht schäumfähiges flüssiges Reaktionsgemisch verwendet
werden, dessen Enddicke dann etwa gleich der lichten Weite h der Schlitze 11, 13 und 100 der
Imprägniervorrichtung 10 zu wählen ist, so daß ein hochfestes starres Endprodukt etwa mit einem Raumgewicht
von 1500 g/Liter entsteht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Einrichtung zum kontinuierlichen Fertigen von faserverstärkten Kunststoff-Bändern oder -Platten,
mit einer Imprägniervorrichtung, die einen Durchlaufkanai für mittels einer nachgeordneten Transportvorrichtung
durchgezogene Fasermatten enthält, sowie -mit einer Formgebungsvorrichtung,
wobei der Durchlaufkanal zwischen einer sich keilförmig verengenden Einlaufzone und einer
Auslaufzone eine stufenförmig erweiterte, quer zur Durchlaufrichtung orientierte und an eine Druckquelle
für flüssiges und verfestigbares Kunststoff-Reaktionsgemisch angeschlossene Imprägtiierkammei
enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaufkanal der Imprägniervorrichtung (10)
an beiden Seitenrändern über je eine Randführungszone (100) für die durchgezogenen Fasermatten
(FM) zur freien Atmosphäre hin offen ist, daß sich die Imprägnierkammer (12) seitlich nur bis nahe an
die Randführungszonen erstreckt und daß ihr Profil in Durchlaufrichtung anschließend an die stufenförmige
Erweiterung sich keilförmig, vorzugsweise asymptotisch, wieder bis auf die normale Kanalhöhe
(h) verjüngt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Imprägniervorrichtung
(10) und der nachgeordneten Transportvorrichtung (40) eine Vorrichtung (30) zum kontinuierlichen
Aufbringen von trockenen Deckfolien (31) auf die Ober- und Unterseite der imprägnierten Fasermatte
(FM') angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Vorrichtung (30) zum
Aufbringen der Deckfolien und der Transportvorrichtung (40) beiderseits der mit den Folien
bedeckten Fasermatte (FM") federnd gelagerte Leitplatten (33) vorgesehen sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, zur kontinuierlichen Herstellung von Platten aus faserverstärktem,
erhärtetem Kunststoffschaum unter Verwendung von schäumfähigem Kunststoff-Reaktionsgemisch
(RG), dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung (40) auch als gegebenenfalls
mit Heizvorrichtungen (43) ausgerüstete Ausformvorrichtung ausgebildet ist, indem die Transportbänder
(42) ein Dickenwachstum der geförderten Fasermatte (FM'bzw. FM') auf eine gegenüber der
Normalhöhe (h) des Durchlaufkanals vergrößerte Enddicke (he) zulassen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH710274A CH577882A5 (de) | 1974-05-24 | 1974-05-24 | |
CH710274 | 1974-05-24 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2516209A1 DE2516209A1 (de) | 1975-12-04 |
DE2516209B2 true DE2516209B2 (de) | 1976-11-04 |
DE2516209C3 DE2516209C3 (de) | 1977-06-08 |
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ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2516209A1 (de) | 1975-12-04 |
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FR2271912A1 (de) | 1975-12-19 |
SE7504363L (sv) | 1975-11-25 |
ATA256375A (de) | 1979-01-15 |
JPS511578A (en) | 1976-01-08 |
US4025256A (en) | 1977-05-24 |
CA1029909A (en) | 1978-04-25 |
CS184780B2 (en) | 1978-09-15 |
JPS5314593B2 (de) | 1978-05-18 |
GB1515863A (en) | 1978-06-28 |
CH577882A5 (de) | 1976-07-30 |
FR2271912B1 (de) | 1979-01-05 |
SU648064A3 (ru) | 1979-02-15 |
DD118566A5 (de) | 1976-03-12 |
AT351756B (de) | 1979-08-10 |
IT1038385B (it) | 1979-11-20 |
NL7505625A (nl) | 1975-11-26 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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