NO812163L - Fremgangsmaate ved fremstilling av fiberarmerte gjenstander, og innretning for utfoerelse av fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte ved fremstilling av fiberarmerte gjenstander, ved hvilken fibrøst armeringsmateriale impregneres med en flytende, varmeherdbar plast og mates som en streng gjennom en formepassasje i en formedyse ved at strengen gripes og trekkes ved et punkt utenfor formepassasjens utgangsende og strengen etter herding kappes i gjenstandslengder.

Oppfinnelsen vedrører også en innretning for utførelse av fremgangsmåten, innbefattende en formedyse med en formende passasje for.tilforming av en materialstreng, midler for tilførsler av et med flytende varmeherdbar plast impregnert fiberarmeringsmateriale til formepassasjens inngangsende, og en trekkmekanisme anordnet etter formepassasjens utgangsende for å trekke materialestrengen gjennom og ut av formedysens formepassasje.

Ved en fremgangsmåte som nevnt innledningsvis, også kalt pultrussion kan man trekke frem fiberarmeringsmateriale gjennom en dyse og impregnere fiberarmeringen i eller utenfor dysen. Ved å tilføre varme til dysen kan man også få en kontinuerlig herding av materialstrengen. Pultrus-sions-teknikken er velkjent i forbindelse med helkontinuerlig eller kvasikontinuerlig fremstilling av langstrakte gjenstander i form av fiberarmerte profiler. En begrensning ligger naturligvis i det at man bare fremstiller langstrakte profillegemer, som så senere må kappes, tilskjæres, eventuelt bøyes osv. Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å muliggjøre tilforming av gjenstander med langstrakt fiberarmering under utnyttelse av pultrussion, hvorved man oppnår en raskere og også kostnads-besparende fremstilling av fiberarmerte gjenstander med en form som avviker fra strengformen, med bibehold av den gode fiberorientering som man oppnår ved trekkingen i lengderetning.

Som eksempel på produkter som oppfinnelsen særlig er utviklet i forbindelse med, skal her nevnes støt-fangere for biler, men oppfinnelsen er naturligvis ikke begrenset til en slik spesifikk produktgruppe. Andre, fortrinnsvis langstrakte gjenstander med ønsket fiberorientering i lengde- retningen er for eksempel flaggstenger, men man kan også fremstille kortere gjenstander, eksempelvis øsekar.

Ifølge oppfinnelsen' foreslås det å bruke den kjente teknikk, det vil si at fiberarmeringen impregneres og gis en egnet profil (tverrsnitt og mengde), og det som sær-preger oppfinnelsen er at den tilveiebrakte streng underkastes samtidig form- og herdepåvirkning for tilforming og herding av den fiberarmerte gjenstand i ønsket form avvikende fra strengformen. Dette kan skje på flere måter.

En foretrukken fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen går ut påat strengen gripes og trekkes ved det nevnte punkt med samtidig form- og herdepåvirkning. Man trekker da den tilveiebrakte materialstreng ut av formedysen i uherdet tilstand og inn i et formverktøy som er montert på en trekkan-ordning eller en bedding som kan bevege seg med trekkeretningen. I dette formverktøy formes og herdes så det uttrukkede materiale mens det beveger seg i trekkeretningen for å trekke frem nytt materiale fra formedysen. Formverktøyet kan også være stasjonært, idet materialstrengen står stille under tilforming og herding i verktøyet. Fremtrekk skjer da ved hjelp av en egen trekkeanordning. Man kan naturligvis også ha fritt medløpende formverktøy og egen trekkeanordning.

Ved den nye prosess ifølge oppfinnelsen vil''man oppnå et produkt med god fiberorientering i lengderet-ningen. Man kan også, som i og for seg kjent, avbremse armeringsmateriale før det går inn i formedysen, hvormed man oppnår en forspent fiberarmering.

Ifølge oppfinnelsen er det således tilveiebrakt en -fremgangsmåte som angitt i krav 1. Ytterligere trekk ved fremgangsmåten vil gå frem av underkravene.

Oppfinnelsen vedrører også en innretning for utførelse av fremgangsmåten og av den type som nevnt innledningsvis, idet innretningen kjennetegnes ved et etter formepassasjens utgangsende anordnet form/presseverktøy for gjen-stands tilf orming og herding av den i verktøyet grepne materi-als tr englengde . Form/presseverktøyet kan være bevegbart frem og tilbake i strengretningen. Hensiktsmessig kan det fore-finnes en drivanordning for bevegelse av form/presseverktøyet frem og tilbake i strengretningen. Det kan naturligvis be-byttes flere taktvis arbeidende form/presseverktøy.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor

fig. 1 rent skjematisk viser en innretning eller et anlegg hvormed oppfinnelsen kan virkeliggjøres,

fig. 2 viser et impregneringskammer/formedyse med utskiftbare ender ..for oppnåelse' av ulike tverrsnittsformer for materialstrengen,

fig. 3 viser et impregneringskammer/formedyse utformet spesielt for hvert enkelt tverrsnitt,

fig. 4 viser et detaljutsnitt av en formverktøy-avslutning,

fig. 5 viser en andre innretning eller anlegg hvormed oppfinnelsen kan virkeliggjøres,

fig. 6 viser en del av et produkt som kan fremstilles ifølge oppfinnelsen, og

fig. 7 viser rent skjematisk hvordan et produkt kan gis vesentlig forskjellige endesnitt med tilnærmet likt tverrsnittsvolum.

Det i fig. 1 viste anlegg innbefatter en reol 1 med spoler for trådarmering, såsom glassfiber, kullfiber etc, og en reol 2 for matter eller vev (glassfiber, kullfiber etc.) som også kan benyttes som armering. For armeringsmaterialet er det anordnet en styring 3. Denne styringen 3 kan også være utformet som en forvarmeenhet, eventuelt også som en forspennings-innretning, hvor armeringsmaterialet avbremses, og enheten 3 kan således benyttes for ulike formål, hver for seg, eller i kombinasjon.

En formedyse/impregneringskammer er betegnet

med 6. I denne delen av anlegget skjer impregneringen av armeringsmaterialet og også tilformingen av tverrsnittet, idet dette skjer senest ved enhetens utgangsende 7.

Etter impregneringskammeret/formedysen følger et form/presseverktøy 10. Dette verktøy benyttes for forming og utherding, og kan tilføres varme på ikke vist måte. Verktøyet er plassert på en fremtrekkanordning 9. Verktøyets overdel er tilknyttet en presseanordning 8 som samtidig virker som låseanordning for formen. Denne presseanordning er kjør-bar i anleggsstativet 13 og beveger seg sammen med fremtrekkanordningen 9.

Det er mulighet for å ha flere form/presseverktøy etter, hverandre,og nok et slikt verktøy er vist med stiplede linjer i fig. 1 og betegnet med 11.

Etter verktøyet 8, 9, 10 evt. etter verktøyet 11, følger en holdeanordning 12 som tjener til fastholding av den i formeverktøyet tilformede profil. Med holdeanordningen holdes materialstrengen når form/presseverktøyet returnerer.

I anlegget 1 kan det som antydet fremstilles en støtfanger. En del av denne støtfanger er vist i fig. 6, hvorav det også fremgår at det dreier seg om en gjenstand 14 som i ferdig tilformet tilstand har en form som avviker fra den rett-linjede strengform. Som vist kan man under tilformingen også få frem en forsterkning 15 for hull eller gjengeboringer.

Det i fig. 1 viste anlegg virker, på følgende måte.

Fiberarmering tilføres fra reolene eller for-rådene 1, 2 gjennom styreenheten 3 og til impregnerings-kammeret/formedysen 6, 7 hvor fiberarmeringen impregneres med et flytende, varmeherdbart harpiksmateriale som tilføres im-pregneringskammerets indre fra blanderen 5. Den impregnerte materialstreng går videre til form/presseverktøyet 10 som lukkes om materialstrengen og derved bevirker den tilforming av materialstrengpartiet i verktøyet. Når verktøyet er lukket, idet overdelen senkes ned ved hjelp av pressanordningen 8,

vil materialstrengen tilformes som'vist, slik at man i dette tilfelle får frem en støtfanger. Ved hjelp av fremtrekkanordningen 9 beveges så form/presseverktøyet mot venstre i fig. 1 og trekker derfor en ny lengde med materialstreng ut av forme-

dysen. Trekkhastighet og herdetid avpasses fordelaktig til hverandre slik at når en tilstrekkelig ny materialstrenglengde er trukket ut vil også utherdingen være ferdig og formen kan da åpnes og gå tilbake til den i fig. 1 viste ut-■gangsstilling. Under dette holdes materialstrengen ved hjelp

av holdeanordningen 12. I den kontinuerlige materialstreng

vil det da foreligge et ferdig tilformet, men'ennå ikke fra strengen løskastet produkt. Fordelaktig er form/presseverktøy-et uformet slik i begge ender som vist i utsnittet i fig. 4, slik at det avsettes en svekning eller et merke i strengen for kapping, idet man dog beholder en kontinuerlig streng helt til kapping skjer. I fig. 4 er vist hvordan øvre formdel har et fremspring 16 som avsetter et merke i strengen.

I den frembrakte gjenstand, se eksempelvis

fig. 6, vil man få en ønsket, god fiberorientering i lengde-retningen. Ønsker man forspent fiberarmering kan dette som nevnt oppnås ved å utnytte enheten 3 som forspenningsinnret-ning, som da avbremser armeringsmaterialet 1, 2.

De tilformede gjenstander kappes fra materialstrengen på et egnet sted bortenfor holderen 12.

Fremtrekkanordningen 9 kan være utformet på mange måter. Som vist er den bevegbar i stativet 13, og den kan ha en egen motordrift, eller være tilkoblet en i lengde-retningen, det vil si i strengeretningen virkende arbeids-sylinder. Man kan også tenke seg tangstangdrift og lignende.

Med unntagelse av den nye form/presseverktøy

8, 9, 10 er anlegget for så vidt konvensjonelt og kan oppbygges med fra tidligere kjente pultrussion-anlegg anvendte komponenter. Impregneringskammeret/formedysen kan utformes på mange måter,

og i fig. 2 og 3 er det vist to fordelaktige utførelser. Utførelsen i fig. 2 utmerker seg ved at den er oppbygget med utskiftbare ender for tilpassing til ønsket tverrsnitt, mens utførelsen i fig. 3 er en kammer/dyseutførelse som er egen for hvert enkelt ønsket tverrsnitt, og det dreier seg her om en utførelse hvor man har mulighet for bedre avstrykning av råstoffet, det vil si på en mer skånsom måte. De i fig. 2 og 3

viste utførelse er bare ment til belysning av de muligheter som foreligger og oppfinnelsen er naturligvis ikke begrenset til bruk av slike spesielle impregneringskammere/dyser.

Istedenfor impregneringskammer kan man naturligvis også benytte et impregneringsbad og et slik anlegg er vist i fig. 5. Anlegget er også forøvrig bygget opp på en noe annen måte enn i fig. 1, men i den ustrekning det dreier seg

om like eller tilsvarende anleggskomponenter er det-■benyttet de samme henvisningstall som i fig. 1.

Til forskjell fra anlegget i fig. 1 tilføres

her impregneringsmaterialet ikke i en formedyse, men i et bad foran formedysen. Badet 6' tilsvarer således impregner-ingskammeret 6 i fig. 1, og formingen av tverrsnittet skjer i enheten 3', 7', ved det sted hvor fiberarmeringen fra reolene

1, 2 går ut av badet 6'. Badet tilføres impregneringsmiddel

fra råstofftankene 4 gjennom blanderen 5, for så vidt på samme måte som i fig. 1.

Til forskjell fra anlegget i fig. 1 er form/ presseverktøyet 10' stasjonært, og verktøyets presseanordning 8 er derfor også stasjonær i stativet 13. Fremtrekkanordningen 9' er her utformet som en egen del, anordnet etter verktøyet 8', 10'. Også her kan det naturligvis benyttes ett eller flere verktøy slik det er vist med stiplede linjer, hvor et ekstra form/presseverktøy er betegnet med 11'.

I fig.5 virker anlegget på følgende måte: Fiber-armeringsmaterialet fra reolene 1, 2 går igjennom impregnerings-badet 6' og igjennom styre- og formeenheten 3', 7' og inn i form-/presseverktøyet 10' som lukkes for tilforming av den •ønskede gjenstand, i dette tilfelle også en støtfanger av den type som er vist i fig. 6. Etter ferdig tilforming og herding åpnes verktøyet igjen og strengen gripes da av fremtrekkanordningen 9' som så bringes til å bevege seg mot venstre i fig. 5 og trekker frem en ny materialstreng, som så påvirkes av form-/presseverktøyet osv. Mens verktøyet er lukket og tilforming og .herding skjer går fremtrekkanordningen i merket naturligvis tilbake mot høyre og tar nytt tak i strengen.

Det i fig. 5 viste anlegg kan naturligvis

også kombineres med det i fig.l viste anlegg, det vil si at man kan benytte et impregneringskammer istedenfor badet, og man kan naturligvis også utforme form-/presseverktøyet 10'

som et bevegbart verktøy på samme måten som i fig. 1, som da altså følger fremtrekkanordningen 9' bevegelse i stativet 13.

Hvorvidt man skal benytte ett eller flere form-/ presseverktøy vil naturligvis være avhengig av den nødvendige utherdingstid.

Fig. 7 viser rent skjematisk hvordan man kan

få frem produkter som har tilnærmet lik tverrsnittsvolum,

men har vesentlig forskjellige endesnitt.

Det foreligger for så vidt ingen begrensninger med hensyn til lengden av de gjenstander man kan fremstille ifølge oppfinnelsen, men i praksis vil en lengde på opptil 5 - 6 m være det maksimale. Oppfinnelsen egner seg som man vil forstå særlig godt for fremstilling av langstrakte fiberarmerte gjenstander med en enkel formgivning, med stort sett noenlunde likt tverrsnitt, men man kan også variere tverrsnittet ganske betydelig, slik det er antydet i fig. 7, og man kan også fremstille mer kompliserte gjenstander, eksempelvis øsekar.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av fiberarmerte gjenstander ved hvilken fibrøst armeringsmateriale impregneres med en flytende,varmeherdbar plast og mates som en streng gjennom en formepassasje i en formedyse ved at strengen gripes og trekkes ved et punkt utenfor formepassasjens utgangsende og strengen etter herding kappes i gjenstandslengder,karakterisert vedat strengen underkastes samtidig form- og herdepåvirkning for tilforming og herding av den fiberarmerte gjenstand i ønsket form avvikende fra strengformen..

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat strengen gripes og trekkes ved det nevnte punkt med samtidig form- og herdepåvirkning.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat strengen gripes og trekkes ved et punkt etter form- og herdepåvirkningen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisert vedat trekkingen skjer mens strengen ikke form- og herdepåvirkes.

'5. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat form- og herdepåvirkning foretas i flere trinn.

6. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat armeringsmaterialet avbremses før det går inn i formedysen, for oppnåelse av forspent armering i gjenstanden.

7. Innretning for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, innbefattende en formedyse med en formende passasje for tilforming av en materialstreng, midler for til-førsel av et med flytende, varmeherdbar plast impregnert fiberarmeringsmateriale til formepassasjens inngangsende, og en trekkmekanisme anordnet etter formepassasjens utgangsende for å trekke materialstrengen gjennom og ut av formedysens formepassasje„karakterisert vedet etter formepassasjens utgangsende anordnet form-/presseverktøy for gjenstandstilforming og herding av den i verktøyets grepne materialstrenglengde.

8. Innretning ifølge krav 7,karakterisert vedat form-/presseverktøyet er bevegbart frem og tilbake i strengretningen.

9. Innretning ifølge krav 8,karakterisert veden drivanordning for bevegelse av form-/ presseverktøyet frem og tilbake i strengretningen.

10. Innretning ifølge krav 7, 8 eller 9,karakterisert veden anordning for avbrem-sing avfiberarmeringsmaterialet foran formdysen.

11. Innretning ifølge krav 7, 8, 9 eller 10,karakterisert vedflere taktvist arbeidende form-/presseverktøy.