DE2222261A1

DE2222261A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schichtkoerpern aus vorzugsweise durch Glasfasern verstaerktem Kunststoff

Info

Publication number: DE2222261A1
Application number: DE19722222261
Authority: DE
Inventors: Genson Samuel Richard
Original assignee: Johns Manville
Current assignee: Johns Manville
Priority date: 1971-05-03
Filing date: 1972-05-03
Publication date: 1972-11-23
Also published as: BR7202750D0; IT957686B; FR2135227A1; GB1380608A; AR196610A1; BE782950A; AU4177672A; NL7205901A; US3769131A; JPS5130593B1

Description

H. SEILER, J. PFENNING r^^INiC, iberliniö 3. Mai 1972

DIPLOM-INQENIEURpiri ^ΗΥίϊ Oldenburgallee 1O Pf/an

PATENTANWÄLTE''""' "" Telefon: 304 55 21 / 22 -TX/ du

Telegramm -Adresse: Sellwehrpotent 4031 -B Postscheckkonto: Berlin West 69 38

Firma JOHftS-MANVILLE CORPORATION 22 East 40th Street, New York, N. Y. 10016, USA

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schichtkörpern aus vorzugsweise durch Glasfasern verstärktem Kunststoff

"Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Schichtkörpern aus vorzugsweise durch Glasfasern verstärktem Kunststoff.

Bei glasverstärkten Kunststofferzeugnissen, beispielsweise bei Bootkörpern und Kraftwagen-Karosserien werden sowohl aus gewebten Glasfaden bestehende Gespinste als auch aus kurzen verfilzten Glasfasern bestehende Matten verwendet. Derartige verstärkte Kunststofferzeugnisse werden dadurch hergestellt, daß eine Reihe von aus Gespinst und aus Matten bestehende Lagen, die zugeschnitten sind, in eine lorm eingelegt werden wobei jede einzelne Lage mit einem Kunststoffharz benetzt wird.

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Dieses bekannte Verfahren ist zeitraubend und macht Handarbeit erforderlich. Einzelschichten, die aus einer Glasfasermatte und einem Glasfasergewebe bestehen, können beim Aufbau eines Erzeugnisses verwendet werden, um Zeit und Handarbeit einzusparen.

Zur Herstellung ©iner solchen Schicht, die geeignet für den Aufbau derartiger Kunststoffkörper durch Formung ist, ist es erforderlich, daß der Klebstoff für den Schichtkörper verträglich ist, sowohl mit dem zu verstärkenden Kunststoff als auch mit dem Klebstoff für die 'Glasfasermatte. Vorzugsweise ist der Klebstoff für die Schichtbildung der gleiche wie für die Glasfasermatte; wenn der Klebstoff jedoch thermoplastisch und durch Hitze ausgehärtet wird während der Schichtbildung, besteht die Gefahr, daß der früher angewendete Klebstoff gelöst wird. Der gelöste Klebstoff führt jedoch zu einer Bewegung der Glasfasern in der Glasfasermatte und damit au einer dimensionaien !Instabilität dieser !fette, wobei die Gefahr des Yerschieises der einzelnen Glasfasern gegeben ist»

Bas arfindungsgemäBe Verfahron, das diesen Nachteil belieben SoII₅ bssteht darin, daß eine erste_: zur Schiohtbilduag ■srferüerlicha Lage längs sines ersten Föraerive.^es zugeführt -•;iri; d-*ß wenigstens eine z^i^e flixiblc. der schicht einzuverleibende Lage wenigstens längi" aine::^: swei:e^ Förder-

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weges der Oberfläche der ersten Schicht unter Ausrichtung gegenüber die'ser zugeführt wird, daß zwischen die Schichten vor der Ausrichtung ein Klebstoff eingebracht ,wird, und daß die in Elebkontakt stehenden Schichten derart abgestützt werden, daß die erste Schicht die übrigen Schichten zwischen sich und den Abstütevorrichtungen einschließt.

Weitere Maßnahmen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die der Ihirchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung · kennzeichnet sich dadurch, daß ein vorlaufendes und ein rück laufendes endloses Förderband vorgesehen sind, daß' daa vorlaufende Förderband zur Aufnähme einer ersteig von einer

Spule ablaufenden Lage dijsnli_ii]^-.AinaJEl«bBtQff-Auftrags- '

vorrichtung und eine diejaer nächgesohaitete Seheisungestation aufweist, und dafi eine die sweite Lage aufnehmende Spule benachbart su der in Pörderriohtung vorn liegenden ümlenkrolle das ersten forterbendeB angeordnet ist, ä±e die zweite Lage einer die erste Lage und die sweite Lage swische^i sich und der Ümlenkrolle aufnehmenden Andrückrolle suführt, und daß der durch die Lagen gebildete Schichtkörper auf einem zweiten förderband entgegengesetzt gefördert wird, oberdessen eine Kühlstation angeordnet und eine Aufwickelrolle vorgesehen ist.

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Weitere Merkmale der Vorrichtung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen der der Durchführung des Verfahrens dienenden Vorrichtung, und es bedeutet:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung, bei der

einzelne Teile der Klarheit wegen fortgelassen sind,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie 4~4- der Fig. 1,
mit einer Kühlstation,

Fig. 3 Seitenansicht von links gemäß Fig. 1,
fig. 4 Seitenansicht von rechts gemäß Hg, 1,

Fig. 5 Teildarstellung in Seitenansicht eiier abgewandelten Ausführungflform gemäß Fig. 1.

Das gewebte, aus Glasfaden bestehende G-espinst und die aus Kunstfiasern bestehendt Hatte werden von einer üunte aus hergestellt. Das Gespinst id.rd hergestellt durch Verklebung
einer Zahl von Ölaef Aüreträngen, die aus einer großen Zahl

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von einzelnen, ebenfalls durch Klebung miteinander verbünde·, nen Glasfaden bestehen. Während das Gespinst auf einem Webstuhl durch Verweben gebildet wird, besitzt.die Glasfasermatte eine gleichförmige Schicht nicht verwebter, beliebig orientierter Fasern, die zerkleinert sind und gleichmäßig über die Schicht verteilt und zu einer Matte abgebunden sind Der Klebstoff für die aus kurzen Fasern bestehende Matte muß verträglich sein mit dem Harz des verstärkten Körpers, beispielsweise einem Polyesterharz» Wenn ein Schichtkörper aus einem gewebten Gespinst und -einer au§ kurzen lasern be- _ stehenden Matte durch Verbindung derselben gebildet wird, wird der gleiche Binder, der zur Abbindung der Glasfasermatte verwendet wird, auch zur Verbindung mit dem Gespinst benutzt. Auf diese Weise besteht eine Verträglichkeit zwischen dem Klebstoff für die Glasfasermatte, dem Klebstoff für die Schichtbildung und dem Kunstharz, das für die Ausformung des Kunststoffkörpers benutzt wird.

Thermoplastische Klebstoffe für die Schichtbildung erfordern

besondere Manipulationen bei der Bildung der Schicht vor der Abbindung, da der Klebstoff dazu neigt sich zu erweichen, wenn Hitze verwendet wird, um den zur Schichtbildung erforderlichen Klebstoff klebfähig zu machen. Gemäß der Erfindung wird der Klebstoff in einen klebfähigen Zustand erhitzt und auf das stabilere, "zur'Schichtbildung dienende Gespinst

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aufgebracht,, beispielsweise auf das gewebte Gespinst. Hitze wird auf dies gewebte Gespinst aufgebracht und muß abgeführt werden unmittelbar folgend auf das Aufbringen der zweiten Lage auf das die erste Lage bildende Gespinst. Da die größere Erhitzung der Schicht in dem Gespinst geschieht, auf das der Klebstoff zuerst aufgebracht wird, muß diese erste Lage in Kontakt mit einem Kühlmedium in einer Kühlstation gebracht werden.

Der Klebstoff wird auf die erste Lage in nicht klebfähiger graanulierter Pors aufgebracht und über die Oberfläche dieser Lage verteilt. Er wird durch Erhitzung klebfähig gemacht, wobei gleichzeitig auch die erste Lage erhitzt wird. Bei der der Durchführung des Verfahrens dienenden Vorrichtung wird die zweite Lage auf die Oberfläche der ersten gewebten Lage abgelegt und gegen diese angedrückt, um den Kontakt des klebfähigen Klebmittels mit der ersten Lage, mit den Glasfasern der zweiten Lage und mit dem vorher ausgehärteten Binder zu erhöhen, wobei die Gefahr des Erweichens dieses letzten Binders gegeben ist.

Um eine dimensionale Instabilität der zweiten Lage, die sich durch den erweichten Binder ergeben kann, so gering wie möglich zu halten, wird unmittelbar nach der Vereinigung der zweiten Lage mit der ersten Lage die'Abstützung von der ersten Lage auf die zweite Lage übertragen, und die erste

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Lage" -wird einem Kühlmedium ausgesetzt. Ein. endloses Förderorgan tritt hierbei mit der freien Oberfläche der zweiten Lage in Eingriff. Eine Möglichkeit dieser Abstützung "besteht darin, daß der Schichtkörper umgedreht wird, so daß die zweite Schicht unterhalb der ersten ScÜcht zu liegen . kommt und zwischen der.ersten. Schicht und der Oberfläche des Förderorgans eingeschlossen ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß ein Gasdruck auf. die erste Schicht entgegengesetzt zu der die zweite Schicht tragenden Förderfläche aufgebracht wird und die !Förderfläche oberhalb der oberen Fläche des Schichtkörpers angeordnet wird, um die zweite Schicht des Schichtkörpers aufzunehmen.

Wenn auch das bevorzugte Verfahren darin besteht, die aus kurzen Glasfasern bestehende Matte der zweiten Lage zu schützen und die erste Lage zu kühlen dadurch, daß der Schichtkörper um sich selbst umgewendet wird und auf ein Förderorgan aufgelegt wird, über dem eineKühlvorriehtung angeordnet ist, kann natürlich der - Schichtkörper auch in Längsrichtung um sich umgewendet werden, um die aus kurzen Fasern bestehende Matte auf die Förderfläche aufzulegen! Es kann jedoch auch die mit Klebstoff bedeckte Oberfläche der ersten Lage umgedreht werden, worauf die zweite Lage mit der mit Klebstoff bedeckten Oberfläche der ersten Lage in Kontakt gebracht wird.

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Der für die aus kurzen !Fasern bestehende Matte und für die Schichtbildung verwendete Klebstoff kann au.s einem propoxylierten bisphenol-A-IPumarat-Polyester-Harz bestehen (propoxylated bisphenol A fumarate polyester resin). Er besitzt die Charakteristik eines thermoplastischen Klebstoff e-s, »ad-- wenn- die - SeM-€htM-Mungr--aagewe«4e t-wird zur Verstärkung von Polyester-Harzkörpern ist dieser Klebstoff löslich in dem flüssigen Harz, dem er während des Aufbaues der gewünschten Körpers in der Form ausgesetzt wird.

Der zur Verbindung der Glasf asermatteydnd des Gewebes verwendete Harzbinder wird auf die Oberfläche des gewebten Gespinstes in Pulverform aufgebracht und erhitzt, um ihn in klebfähigen Zuetand zu überführen. Da der Binder auf der gewebten Lage erhitzt wird, wird die Hitze sowohl von dem Binder als auch von der ersten Lage aufgenommen. TJm den Binder auszuhärten muß die Hitze aus ihm und aus der ersten Lage entfernt werden. Die Abführung der Hitze wird dadurch erleichtert, daß die erste gewebte Lage einer Kühlluft ausgesetzt wird. Wenn Kühlluft auf den Schichtkörper aufgebracht ist, muß dafür Sorge getragen werden, daß eine -BeBchMlgung._dejp....iie^t*n.-..ÄUfi,.Jkurzeii Fasern bestehenden Lage verhindert wird, da die kurzen Pasern durch die Hitze nach der Schichtbildung sich lösen kSnnen. In der Vorrichtung wird die erste gewebte Schicht einer Kühlwirkung ausgesetzt,

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indem diese gewebte Schicht anschließend an die Schichtbildung umgewendet wird. Der Schichtkörper wird auf der aus kurzen lasern bestehenden Matte abgestützt durch ein rückläufiges Förderband unmittelbar nach erfolgter Verbindung der beiden Lagen. Das rückläufige Förderband schließt die aus kurzen Fasern gebildete Matte zwischen sich und der aus gewebtem Gespinst bestehenden Lage ein und hält die Stabilität des Schichtkörpers aufrecht, bis der Binder gekühlt und erhärtet ist. Durch die Abstützung der aus kurzen Fasern bestehenden Lage wird- fine seitliche und eine Längsverschiebung der Glasfasern in dieser Lage ebenso auch in der gewebten Lage verhindert» Eine Spannung der beiden Lagen und damit des Schichtkörpers kann dadurch gering gehalten werden, daß die Geschwindigkeit des Förderbandes mit der Fördergeschwindigkeit des Schichtkörpers übereinstimmt, wodurch die Stabilität des Schichtkörpers weiter verbessert wird. . .

Die Vorrichtung ist hinsichtlich der Zahl der verblendeten Lagen nicht begrenzt, da es auf einfache Weise möglich ist, für weitere Lagen weitere Wickelkerne und geeignete Auftragsstationen für den Klebstoff anzuordnen« Bei der Vorrichtung können auch Kombinationen einzelner Lagen und geschichteter Lagen verwendet werden«, OSs können auch andere Fasermaterialien als Glas benutzt xirerden bei einer oder mehreren Lagen.

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Eine Ausführung form der "Vorrichtung zur Schicht bildung von zwei Lagen gemäß Pig. 1 zeigt einen Grundrahmen 48, der Ständer 9 besitzt, die durch Balken 11 verbunden sind. Zusätzliche Rahmen 13, 15» 19» 21 nehmen einen Vorrat der ersten Lagen 10, eine Auftragsvorrichtung 18 für den Klebstoff eine Heizvorrichtung 20 und einen Vorrat einer zweiten Lage '14- auf. Der fertige Schichtkörper wird auf einer Rolle 37 aufgenommen die auf einem Rahmen 25 oder auf einer I"ührungs|- station 34 sich befindet, die eine Schlitzvorrichtung 36 ' und die Aufwickelrolle 37 besitzt«. Diese Führungsstation , ι kann unabhängig und getrennt τοπ der der Schichtbildung dienenden Vorrichtung angeordnet sein, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Die erste Lage besteht aus einem gewebten Glasfasergespinst, das auf einer Spule.27 anf einem Kern 12 aufgenommen und von der Spule "bei 10 abgezogen wird, durch ein erstes Förderband 16, auf dem die Lage ausschließlich durch das Gewichjt einer förderrolle 40 gehalten wird« Die Lage 10 wird abge-

wunden und dem ersten !Förderband augeführt, das eine Auf- j

j tragsstatioa 18 für den Klebstoff und eine Beheizungsstationi 20 aufweist,, Aus der Auf tr ags st ation 18 wird ein pulverför- J

miges Klebstoffmaterial auf die obere Oberfläche der Lage 10 aufgebracht. Der pulverföriaige Klebstoff wird dann in die Heizstation mit der- ersten Lage geführt, wo er auf

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erweichten klebfähigen Zustand auf der ersten Lage, liegend erhitzt wird. Eine zweite Lage, die "beispielsweise aus einer aus kurzen Glasfasern gebildeten Matte 14 besteht, wird von einer Spule 17 abgezogen, die einen Kern 24 besitzt. Diese zweite Lage wird in Kontakt mit dem Klebfähigen Klebstoff und der Lag% 10 amEude^^-^ersten--Förderband^-^ Druckrolle 26 gedruckt; Der durch die Verbindung der Lage 10 und 14 gebildete Schichtkörper 28 wird nach unten geführt auf ein entgegengesetzt fördernden Förderband 30, wobei der Schichtkörper 28 umgewendet wird. Ein in einem Kühlkanal 32 erzeugter Luftstrom hoher Geschwindigkeit-wird auf die gewebte Oberfläche des umgewendeten Schichtkörpers gerichtet. Von dem Kühlkanal 32 wird der Schichtkörper 28 auf eine Aufwindevorrichtung 37 geführt, auf der er tu einer Spule auf einem Kern 38 aufgewickelt ist, wobei die gewebtse Lage 10 die Außenseite der Spule bildet, um die zerbrechlichere, aus kurzen Fasern bestehende Lage 14 zu schützen.

Der Wickelkern 12 für die erste Lage ißt frei drehbar, so daß die Lage 10 von ihm abgezogen werden muß. Zunächst wird die Lage 10 in Kontakt mit dem Förderband 16 gebracht, indem sie tangential zu einer oberhalb des Förderbandes -16 liegenden Förderrolle 40 geführt wird. Ledigich das Gewicht der Förderrolle 40 wirkt auf die Lage 10, um sie an das erste Förderband 16 anzudrücken, wobei sie von links nachrecht s

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gefördert wirdj wie in Fig. 1 gezeigt ist. Eine leerlaufende Druckrolle 42 ist unterhalb des Förderbandes und der Förderrolle 40 angeordnet, um das Förderband 16 abzustützen und an einer Ausbiegung unter der Wirkung des Gewichtes der Förderrolle zu hindern.

Zwei nicht dargestellte pneumatische Kolben-Zylinder-Anordnungen 46 sind mit der Förderrolle 40 verbuafen und gestatten ihre Abhebung von der Lage 10-

Das Förderband 16 wird getragen von einem Paar von Umlenkrollen 50 und 52, die drehbar in dem Rahmen 48 aufgenommen sind. Die Rolle 50 ist angetrieben, die Rolle 52 ist freilaufend. Da das Förderband 16 ein endloses Band ist, kann eine Spannung auf das Förderband aufrechterhalten werden durch Bewegung der Rolle 52 gegenüber der antreibenden Rolle 50. Die Bewegung der Bolle 50 wird erreicht durch ein Paar von ßchraubenmechaniemen (nicht dargestellt), die an einem Paar von Lagerböcken 56 an beiden Enden der Rolle 52 angreifen. Die Spannung des Förderbandes 16 erhöht den Reibungskontakt mit der Antriebsrolle 30 und wirkt einem Durchsacken des Förderbänder entgegen. Die Einstellung der Schraubenvorrichtungen 5* kann unabhängig voneinande^erfolgen, um den Winkel zwischen der Förderrichtung des Förderbandes 16 und der !»äfcgeachse der Rolle 52 zu verändern

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und dadurch die Lage des Förderbandes 16 zu stabilisieren und eine seitliche Verschiebung zu steuern.

Das Durchsacken des Förderbandes 16 wird weiter verhindert durch Verwendung einer Reihe von im Abstand angeordneten freilaufenden Stützrollen 58* die in dem Rahmen 4-8 aufgenommen sind und das Förderband 16 abstützen. Dem gleichen Zwecke dient eine unterhalb des Untertrums des Förderbandes 16 angeordnete Rolle 60, die ebenfalls drehbar um Rahmen 48 angeordnet ist.

An dem Rahmen 48 ist oberhalb des Förderbandes 16 und benachbart zur Förderrolle 40 eine der Aufbringung des Klebstoffes dienende Station 18 angeordnet, die einen Trichter 62 besitzt, der pulverförmigen Klebstoff enthält, der dosiert durch eine geeignete, nicht dargestellte Dosiervorrichtung ausgegeben wird'. Die Fig. 2 zeigt den Trichter 62, der die Breite des ersten Förderbandes 16 überspannt, um den Klebstoff über die gesamte Breite zu vert3eilen. Die Dosiervorrichtung wird durch einen mit einem Untersetzungsgetriebene ausgestatteten Motor 64 betätigt.

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Es können aueh andere Vorrichtungen zur Aufbringung des Klebstoffes auf die erste Lage 10 verwendet werden, beispielsweise eine Sprühvorrichtung, wenn ein flüssiger Binder

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benutzt wird. Das erste Förderband 16 kann aus einer Bahn aus Drahtgewebe bestehen. Es kann auch ein anderes Förderband, beispielsweise eine Gliederkette, verwendet werden, ebenfalls iine Mehrzahl von auf der Antriebsrolle 50 geführten Streifen. Wenn auch die Förderbänder vorzugsweise horizontal gerichtet sind, können sie auch in anderer geneigter Richtung angeordnet sein.

Benachbart zur Klebstoffstation 18 ist ein Heizkörper 72 in einer Heizstation 20 angeordnet. DerHeizkörper 72 ist in > den Fig. 1 und 3 i*i seiner Arbeitsstellung unmittelbar oberhalb des Förderbandes 16 gezeigt. Beim Stillstand des Förderbandes kann der Heizkörper 72 angehoben oder auf andere Weise aus der Arbeitsstellung oberhalb des Förderbandes 16 entfernt werden, um eine Überhitzung der Lage und des Förderbandes 16 auszuschließen. Eins in Fig. 1 gezeigte, von Hand betätigbare Kolben-Zylinder-Anordnung 74· bewegt den Heizkörper 72 über ein Kabel und eiBn Flaschenzug 76, die in Fig. 3 dargestellt sind. Bei Betätigung der Kolben-Zylinder-Anordnung 74· wird der Heizkörper 72 durch das Kabel 70 angehoben. DerZylinder 74- und das Kabel und der Flaschenzug 76 sind an einem Rahmen 19 aufgenommen.

Der Heizkörper 72 ist ein Strahlungskörper, der mit elektrischen Elementen ausgestattet ist als konstante Heizquelle.

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Es können auch andere Heizkörper verwendet werden, Beispiels weise mit Gas betätigte Strahlungskörper.

In Förderrichtimg der ersten Lage 10 ist im Abstand von der
Heizstation 20 der Kern 24 für die zweite Lage 14 angeordnet. Der Kern 24 ist drehbar, um die zweite Matte 14 der
Druckrolle 26 von der Spule zuzuführen. Die Druckrolle 26
ist mit Lagerböeken 80 ausgestattet. Es sind zwei hydraulische: Kolben-Zylinder-Anordnungen 81 gezeigt, von denen nur
eine in Fig. 1 dargestellt ist» die an jedem Ende der Rolle
an den Lagerböcken angreifen und die Bolle 26 in Kontakt mit der Lage 14 halten, u» auf sie einen konstanten Druck auszuüben. Die Lage 14 wird gegen die Lage 10 gedrückt, wenn bei-r de Lagen zwischen der Druckrolle 26 und der Antriebsrolle 50 des ersten Förderbandes 16 hindurchlaufen, wobei der auf der Lage 10 befindliche Klebstoff in innigen Kontakt sowohl mit
der Lage 10 als auch, mit der Lage 14 und ihrem Bindeinittel
gebracht wird. :

Um die Lage 14 mit der Lage 10 auszurichten, besitzt der Ker^. Torrichtungen, die eine axiale Bewegung ermöglichen. Die..
Fig· 3 zeigt, daß der Kern 24 von einem Paar von Wellenstummeln 82 getragen wird, die in einem Paar von Lagerböcken 84 des Sahmens 19 aufgenommen sind. Die Wellenstummel 82
sind drehbar und gleitend in den Lagerböcken 84 aufgenommen. ·■■·■'■ ■ ' ■ . ;--■;■ -^: *../i6

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Eine Kupplung 86 auf einem an dem Rahmen 19 angeordneten Schlitten 88 bewirkt die Längsverstellung des Kernes 24. Mit der Kupplung 86 ist eine Antriebswelle 90 verbunden, die der Kupplung ihre Bewegung zur Einstellung des Kernes 24 erteilt. Ein Kettenrad 92 mit einem in eine nicht dargestellte Führungsschraube der Antriebswelle 90 eingreifenden Gewinde ist zwischen eiern Paar von Buchsen 94 angeordnet, die gleitend auf der Antriebswelle 90 aufgenommen sind. Das Kettenrad 92 wird durch einen Umkehrantrieb 96 des Rahmens 19 über eine Kette 98 und ein Kettenrad 100 angetrieben. Auf diese Weise kann durch Umkehrung des Antriebes 96 die Welle 90 vorwärts und rückwärts bewegt werden, um dem Kern 24 eine Längsverstellung zur Ausrichtung der Lage 14 zu erteilen.

Die Lage 10 wird aus ihrer vorherigen Stellung auf der För derband 16 umgewendet, wenn sie über die Antriebsrolle 50 läuft. Hierdurch gelangt die Lage 10 über die Lage 14, die

nun auf der Oberfläche des rückläufigen Förderbandes 30 aufliegt. Der Schichtkörper 28 wird nach Verlassen der Druckrolle 26 auf das rückläufige Förderband 30 durch eine Hiederha'lterolle 102 angedrückt. Die Holle 102 ist leerlaufend und drehbar an dem Eahmen 48 befestigt. Das FöxLerband 30 wird durch eine Rolle 104 angetrieben. Das Förderband 30 entspricht in eeinem Aufbau und seiner Wirkung dem

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Förderband 16. Das Förderband 30 besitzt gemäß FIg. 1 eine Umlenkrolle 106, die in einem Paar von Lagerböcken 108 aufgenommen ist, die mittels der SchraubenmechanismeniiO eingestellt werden können, um dem Förderband JO die erforderliche Spannung zu erteilen und ein Durchsacken zu verhindern, wie bereits zu dem Förderband 16 beschrieben wurde. Dem Förderband 50 für den Schichtkörper 28 ist ein Kern zugeordnet, der in unmittelbaren Eingriff mit der unteren Lage 14 des Schichtkörpers 28 tritt. Auf diese Weise ist die empfindlichere Lage 14 geschützt, da sie zwischen dem . Förderband 30 und der Schicht 10 liegt» Das Förderband 30 besitzt eine Heihe von Stützrollen 112, durch die der obere Trum abgestützt wird, während der untere Trum durch eine Rolle 116 gestützt ist, durch die ein Durchsacken des Förderbandes 30 verhindert wird»

Eine Kühlstation 32 zur Abführung von Hitze aus dem Schichtkörper 28 und dem Klebstoff ist unmittelbar oberhalb des Förderbandes 30 angeordnet, um den Klebstoff auszuhärten und das Aufwickeln des Schichtkörpers 28 zu einer Spule zu ermöglichen. Die Kühlstation 32 besitzt die Form eines hauben- oder mantelartigen Kanales_s der aus Blech besteht und den Zweck hat, einen Kühlluftstrom auf die obere Seite des Förderbandes 30 und des Schichtkörpers 28 abzugeben«, Um Luftverluste zwischen der Kühlstation -32 und dem Förderband

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30 so gering zu halten wie möglich, sind die Ränder der Durchtrittsöffnungen für die Luft unmittelbar oberhalb des Schichtkörpers angeordnet und mit gerollten Lippen 118 und 120 versehen. Eine Niederhalterolle 122 ist nahe dem Ausgang der Kühlstation 32 angeordnet und hält den Schichtkör- j per 28 in Anlage an dem Förderband 30. Die Geschwindigkeit des Luftströmes, der quer über die Länge des Schichtkörpers liegt, beträgt ca« 2800 Fuß pro Minute. Die Holle 122 hält den Schichtkörper 28 auf dem Förderband 30 und verhindert eine seitliche Verschiebung« Die Wirkung der Rolle 122 wird erleichtert dadurch, daß in dem Schichtkörper 28 hinter der ! Rolle 122 die erforderliche Spannung durch die Aufwickel- j station 37 aufrechterhalten wird. Gemäß Fig. 5 ist in Ab- j Wandlung der Ausführungsform eine Rolle 13O hinter der Rolle 122 vorgesehen, durch die die nötige Spannung aufrecht+ erhalten wird, wenn der Schichtkörper 28 geschlitzt wird.

Fig. 2 zeigt die Kühlstation 32, die das Förderband 30 überspannt und mit einem Ab führungsrohr 124, einem Zuflußrohr 126 und einem Ventilator 128 versehen ist, der nahe der Kühlstation 32 am Boden angeordnet ist.

Es können auch andere Vorrichtungen zur Aushärtung des Bindemittels und zur Kühlung-des Schichtkörpers 28 benutzt wer-j den? beispielsweise tanη die Kühlstation 32 auch mit einer

ORIGINAL INSPECTED

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Reihe von Düsen ausgestattet sein, die einen Luftstrom nach, unten auf das Förderband 30 blasen. Wenn andere Materialien benutzt werden, kann der Klebstoff anders als durch. Kühlung ausgehärtet werden, beispielsweise durch Erhitzung in einem Ofen.

Der Schichtkörper 28 ist fertig, wenn er die Kühlstation verläßt. Er wird zu einer Spule auf einen Kern 38 aufgewickelt. Der Kern 38 ist von einem üblichen, in Pig. 4 gezeigten Antrieb 148 angetrieben und ist an jedem Ende des Rahmens 25 durch ein Paar von Rollen 152 und 154 abgestützt und wird in seiner Stellung von einer Rolle 156 gehalten. Ein Käfig 157 ist schwenkbar am Rahmen 25 befestigt, um die Rolle 156 aufzunehmen, so daß diese von dem Kern 38 abgeschwenkt werden kann, um einen leichten Austausch des Kernes zu ermöglichen.

Die Fig. 4 zeigt einen Teil des Kernes 38 mit einer von Hand betätigbaren Kupplung 142 und einer Antriebswelle 144, die durch einen Reduktionsmotor 146 mit unterschiedlicher Geschwindigkeit über eine Kette und ein Kettenrad 148 angetrieben wird. Die Antriebswelle 144 ist drehbar in am Rahmen 25 befestigten Lagern 150 aufgenommen. Der Rahmen 25 nimmt auch den Antrieb 146 auf, durch den die Geschwindigkeit der Drehung des Kernes 38 an den wachsenden Aufbau der Spule an-

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gepaßt werden kann, damit die lineare Geschwindigkeit beim Aufwickeln des Schichtkörpers 28 gleich bleibt.

Es können auch andere Vorrichtungen zum Aufnehmen des Schichtkörpers 28 verwendet werden, beispielsweise ein Paar von Klemmrollen mit einer Schere, um den Schichtkörper 28 in einzelne Längen zu zerteilen.

Fig. 3 zeigt den veränderbaren Antrieb 158 für die Förderbänder 16 und 30, der ähnlich ist dem Antrieb 146; beide Antriebe besitzen die gleiche Leistung, um eine konstante Spannung in den beiden Lagen und in dem Schichtkörper aufrechtzuerhalten. Ein Motor 160 mit einem UntersetzungsgetriäK 162 sind durch einen Riemen 164 verbunden und treiben die Rollen 50 und 104· der Förderbänder 16 und 30 durch Kette und Kettenrad 166 an,. Das Antriebsaggregat 158 ist fest am Rahmen 48 angeordnet und gewährleistet eine genaue Einstellung der linearen Fördergeschwindigkeit der Lagen 10 und 14 und des Schichtkörpers 28 und ist abgestimmt auf die von dem Heizkörper 72 abgegebene Hitze, um eine genaue Beheizung zeit zu gewährleisten.

Die Vorrichtung fördert den Schichtkörper 28 mit einer Geschwindigkeit von 18 bis 20 Fuß pro Minute; die Lage 10 hat ein Gewicht von 24,5 Unzen pro Quadratyard und ist ein

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Sechzehntel Zoll dick, während die Lage 14 ein Gewicht von 13j5 Unzen pro Quadratyard hat und ein Sechzehntel Zoll stark ist.Bei dem Verfahren wird das granulierte Bindemittel aus propoxyliertem bisphenol-A-Fumarat-Polyester-Harz gleichmäßig mit einer Menge von ungefähr 0,3 Unzen pro Quadratyard aufgetragen. Das Bindemittel wird klebfähig zwischen 200 und 300⁰F und erhitzt sich schneller als die Lage 10. Die Heizzone 20 ist 12 bis 14 Zoll vom Ausgang der Auftragszone 18 entfernt, um die Bindefähigkeit des Klebstoffes bei der Vereinigung der beiden Lagen aufrecht-.zuerhalten. Der Schichtkörper 28 wird vor dem Aufwinden auf ungefähr 100 F gekühlt. Wenn in der Spule des Schichtkörpers 28 ein Wärmeaufbau erfolgen kann, neigt der Schichtkörper dazu, sich zu trennen. Die Kühlstation 32 hat eine Höhe von 4 Zoll und eine Breite von ca. 30 Zoll in Längsrichtung des Schichtkörpers 28 und erstreckt sich über die volle Breite des Förderbandes 30. Wenn sie mit atmosphärischer Luft als Kühlmedium beschickt wird, fließt die Luft mit 2800 Fuß pro Minute, um den Schichtkörper für die Aufwindung abzukühlen. Die Kühlstation 32 ist 5 bis 6 Fuß von der Andruckrolle 26 entfernt angeordnet, mit der die Schichten 10 und 14- verklebt werden. Es können auch andere Abmessungen verwendet werden in Abhängigkeit von dem gewünschten Durchetsatz, den Materialien der Lagen 10 und 14 und in Abhängigkeit vom Klebstoff.

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Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Förderung der Lage 10 auf dem Förderband 16 ohne Verwendung einer Förderrolle 40 erfolgt. Hierbei wird die Spule 17 der Lage 10 angetrieben. Auf einem schwenkbaren Arm 170 ist eine Reihe von Rollen 168 angeordnet. Der Arm ist schwingfähig,

i damit die Rollen 168 mit der Außenfläche der Spule 27 der | Lage 10 in Eingriff gehalten werden können. Der Schwenktearm j ist am Rahmen 13 mit einer Welle 172 aufgenommen in zwei Polsterlagern 174, von denen nur eines dargestellt ist. Die Rollen 168 werden mit der Bandgeschwindigkeit angetrieben, wobei eine Kette und ein Kettenrad 176 eine Welle 178 der Rolle 152 über die Welle 172 antreiben, die drehbar in dem Schwenkarm 17O liegt; eine andere Kette und Kettenrad 180 verbindet die Welle 172 mit der Achse 182, die drehbar in dem Arm 17O liegt und die Rollen 168 antreibt. Eine Kolben-Zylinder-.'inordnung 184 ist schwenkbar an dem Arm 17O in der , Mitte zwischen der Welle 172 und der Achse 182 befestigt und ebenfalls an dem Rahmen 48 bei 186 schwenkbar aufgenommen. Da die Rollen 168 auf der Spule der Lage 10 aufliegen, ! bestehen sie aus weichem Gummi; es können jedoch auch andere ähnliche keine Schleifwirkung besitzende Materialien mit hohem Reibungskoeffizienten verwendet werden.

Allein das Gewicht des Schwenkarmen I70 und der RoIl(MiIC)B hält diene in Kontakt mit der Oberfläche der Spule der Lage

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10, wenn der Durchmesser der Spule beim Abwickeln der Lage 10 sich kontinuierlich verringert. Da die Rollen 168 die gleiche Geschwindigkeit wie das Förderband besitzen, ist die Geschwindigkeit, mit der die Lage 10 dem Förderband 16 zugeführt wird die gleiche, wie die des Förderbandes 16 selbst unabhängig vom Durchmesser der Spule der Lage 10. Auf diese Weise wird die Lage 10 dem Förderband 16 mit konstanter Geschwindigkeit zugeführt, ohne daß, ein Stauchen odejr ein Ziehen der Lage 10 erfolgen kann. Der Antrieb gemäß Fig. 5 ist insbesondere geeignet für lose gewebte Lagen 10, die gegen Spannung besonders empfindlich sind. Wenn eine neue Spule mit der Lage 10 auf den Kern 12 aufgewickelt werden soll, werden durch die Kolben-Zylinder-Anordnungen 18A- die Rolleni68 geschwenkt.

Die Fig. 5 zeigt eine Schlitzvorrichtung, mit der der Schichtkörper geteilt wird, wenn er die Kühlstation 32 und ί

ι das Förderband 30 verlassen hat. Der Schichtkörper 28 wird

über eine Rolle 130 und anschließend über eine Führungsrolle 132 unter Umschlingung von 90° geführt, die der Steuerung des Schichtkörpers 28 in der Schlitzstation 36 dient. ■ ' In der Fuhrungsstation 34- sind Randfühler 13A- angeordnet,

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die den Schichtkörper überwachen und Steuersignale an die j Führungsrolle 132 geben, um den Schichtkörper 28 auszurichten. In der Schlitzstation 36 wird der Schichtkörper 28 in

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Längsrichtung geteilt, so daß zwei Bänder entstehen. Die Schlitzstation 36 weist zu diesem Zweck ein kreisförmiges Schlitzmesser 136 und eine angetriebene Druckrolle 138 auf, zwischen denen der Schlitzvorgang erfolgt. Es können selbstverständlich auch andere Ausführungsformen der Schlitzstation angewendet werden.

Zwischen der Schlitzstation 36 und der Aufwickelstation ist eine Führungsrolle 140 vorgesehen, über die der geteilte Schichtkörper geführt wird, bevor er zu einer Spule auf dem Kern 38 aufgewickelt wird. j

Zum Betrieb der Vorrichtung werden Spulen mit den Lagen 10 und 14 auf ihren Kernen 12 und 24 in Stellung gebracht. Das Förderband 16 wird"auf eine Geschwindigkeit eingestellt, bei der eine genaue Heizaeit in der Heizstation 20 erreicht wird. Die auf dem Förderband 16 befindliche Lage 10 wird zunächst der Bindemittel-Auftragsstation 18 zugeführt. Hierbei wird auf die Oberfläche der Lage 10 eine gleichmäßige | Schicht des Klebstoffes aufgetragen. Die Lage 10 mit dem ι Klebstoff wird zur Heizstation 20 geführt, wo der Klebstoff ; in klebfähigen Zustand erhitzt wird. Hach der Erhitzung wird die Lage 10 mit dem klebfähigen Klebstoff der Druckrolle 26 ;

zugeführt, wo der Klebstoff mit der Lage 14 in Eingriff i tritt und die beiden Lagen 10 und 14 miteinander verbindet. '

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Die Lage 14 wird über die Druckrolle in ausgerichtetem Zustand mit der Lage 10 verbunden, so daß ihre Längsränder miteinander übereinstimmen. Beim Durchgang der Lagen 10 und 14 und des Förderbandes 16 zwischen der Druckrolle und der Umlenkrolle 50 werden die beiden Schichten fest aufeinander gepreßt, wodurch vermittels des Binders der Schichtkörper gebildet wird, der dem rückläufigen Förderband 30 unter Umwendung der Lage 10 um 180° zugeführt wird, so daß auf dem Förderband 30 die Lage 10 oben und die Lage 14 unten liegt. Um einen sicheren Kontakt zwischen dem Schichtkörper 28 und dem Förderband 30 zu bilden, ist eine Rolle 102 vorgesehen, die den Schichtkörper28 an das Förderband 30 andrückt. Die oben liegende Lage 10 des Schichtkörpers 28 wird durch Konvektion und Strahlung gekühlt, wenn sie der Kühlstation 32 zugeführt wird, in der die endgültige Abkühlung unter Verwendung von Kühlluft erreicht wird, die auf die Oberfläche der Lage 10 gerichtet wird.

Der Schichtkörper 28 befindet sich in einem Zustand, in dem er verpackt werden kann; es ist jedoch zweckmäßig, daß er weiterbehandelt wird, indem er über eine Ausrichtstation 34 einer Schlibzstation 36 zugeführt wird, in der der Schichtkörper 28 in zwei Teile geschnitten wird, bevor die Aufwindung auf dem Kern 38 erfolgt.

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Die Vorrichtung ist insbesondere zur Behandlung von Lagen
geeignet, die bei einer rauhen Behandlung beschädigt werden. Die Lagen werden mit der Vorrichtung mit minimaler aber
konstanter Spannung miteinander vereinigt, und die Spannung j wird dauernd konstant gehalten. !

Der aus den Lagen 10 und 14 gebildete Schichtkörper 28 ist j in vorteilhafter Weise verwendbar bei der Herstellung von

glasfaserverstärkten, geformten Harzkörpern. Der Schicht- I

körper 28 hat eine größere Stabilität gegen Beschädigung, \

da zwischen den beiden Lagen ein zusätzliches Klebmittel i sich befindet. Diese erhöhte Stabilität ist besonders wesentl· lieh dann, wenn der Schichtkörper längsgeschlitzt wird,

wobei der zwischen den beiden Lagen befindliche Klebstoff ;

ein Lösen der durch Schlitzung gebildeten Ränder verhindert.!

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Claims

Patentansprüche

J Verfahren zur Herstellung von Schichtkörpern von Vorzugs^ weise durch Glasfasern verstärkten Kunststoffen,· dadurch gekennzeichnet, daß eine erste flexible Lage aus versträrktem Kunststoff längs eines ersten Förderweges "bewegt wird, daß wenigstens eine zweite flexible Lage aus verstärktem Kunststoff längs wenigstens eines zweiten Förderweges bewegt und mit der ersten Lage unter Ausrichtung der Oberflächen der Lagen vereinigt wird, daß zwischen den Oberflächen der ausgerichteten Lagen ein Klebkontakt hergestellt wird, und daß die in Kontakt befindlichen Lagen derart abgekühlt werden, daß die erste Lage die übri- j gen Lagen zwischen sich und Stützvorrichtungen einschließt,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ■

j Teil des ersten Förderweges praktisch horizontal verläuft, , und daß die erste Lage nach Hgrstellung des Klebkontaktes umgewendet wird.
3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Lagen befindliche Klebstoff anschließend an j

die Zusammenfuhrung der Lagen ausgehärtet wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß das Aushärten des Klebstoffes unter Kühlung der in Klebkontakt befindlichen Lagen erfolgt.
5· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrichtung der ersten Lage nach erfolgter Umkehrung rückläufig verläuft.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lage in einer praktisch senkrecht zur I¹Orderrichtung der ersten Lage liegenden Richtung zugeführt wird zum Zwecke der Ausrichtung der Lagen gegeneinander.
7.Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebkontakt der Lagen unter Druckanwendung erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7? dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff in nicht klebendem Zustand auf die Ober- ! fläche der ersten Lage aufgegeben und vor der Vereinigung j der Lagen durch Erhitzung in klebenden Zustand überführt ! wird. I
9· Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lage aus verhältnismäßig festem Material und die zweite Lage aus verhältnismäßig bruchanfälligem Material besteht. ....?.[)

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10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 "bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorlaufendes und ein rücklaufendes endloses ]?örderband(i6, 30) vorgesehen sind, daß das vorlaufende Förderband (16) zur Aufnahme einer ersten, von einer Spule (2?) ablaufenden Lage (10) dient und eine Klebstoff-Auftragsvorrichtung.(19) und eine dieser nachgeschaltete Beheizungsstation (20) aufweist, und daß eine die zweite Lage (14) aufnehmende Spule (17) benachbart zu der in Förderriahtung vorn liegenden Umlenkrolle (50) des ersten Förderbandes (16) angeordnet ist, die die

•zweite Lage (14) einer die erste Lage (10) und .die zweite Lage (14) zwischen sich und der Umlenkrolle aufnehmenden Andruckrolle (26) zuführt, und daß der durch die Lagen (10, 14) gebildete Schichtkörper (28) auf einem zweiten Förderband (30) entgegengesetzt gefördert wird, oberhalb dessen eine Kühlstation (32) angeordnet und eine Aufwickelrolle (38) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckrolle (26) zwecks Ausrichtung der zweiten Lage (14) zu der ersten Lage (1O) in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 und. 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Einzugsstelleder ersten Lage unterhalb des

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Förderbandes (16) eine Stützrolle (42) und eine oberhalb dieser angeordnete, heb- und senkbare Andruckrolle. (40) vorgesehen sind.
13· Vorrichtung nach iinspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Heizstation (20) ein heb- und senkbarer Heizkörper (72) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet,! daß die Kiihlstation (32) aus einem oberhalb des zweiten J

Förderbandes (30) angeordneten, das Förderband (30) über- ! greifenden, mit auf dieses gerichteten Austrittsöffnungen j versehenen Kanal besteht, der an einen Ventilator (128) angeschlossen ist und an seinem anderen Ende ein Abzugsrohr (124) aufweist.

Patentanwälte Seiler, Pfenning, Meinig

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