TITLE: Method of manufacturing machine parts, e.g. machine tool columns.
European Patent Application EP0046272 A2

ABSTRACT:
1. A method of making load-carrying machine components, for example
machine supports, by means of polymer concrete based on a settable
plastics binding agent and additives, wherein the plastics binding
agent and the additives are mixed together and then the mix is poured
into a suitably prepared mould in which metal members are positioned,
characterised in that the plastics binding agent used is a liquid
cold-hardening methacrylate resin with a dynamic viscosity of less than
10mPas in which an aromatic tertiary amine and bi-functional or
tri-functional methacrylate (for example ethylene glycol dimethacrylate
or trimethylol propane trimethacrylate) are dissolved, and that polymer
methacrylate powder and an organic peroxide are added to the dry
additives and that firstly a cast member (2) is cast in a mould and
then after setting a further cast member (3) is cast to said cast
member (2) by means of an additional mould applied thereto.

INVENTORS:
Koblischek, Peter
Nicklau, Rudolf-georg Dipl-ing

APPLICATION NUMBER: EP19810106294
PUBLICATION DATE: 02/24/1982
FILING DATE: 08/13/1981

ASSIGNEE: Koblischek, Peter (DE)
INTERNATIONAL CLASSES: B23Q1/01; C04B26/06; F16M5/00; (IPC1-7): B23Q1/02; F16M1/00; B24B41/02;
C04B25/04
EUROPEAN CLASSES: B23Q1/01B; C04B26/06; F16M5/00

FOREIGN REFERENCES:
DE2160612A1
CH612610A
DE1253629B
3827933
BE623314A
DE2508811A1
FR2188596A
DE2222573A1
GB1163356A
FR2280608A

CLAIMS:
Patentanspr·uche
1. Verfahren zur Herstellung von Maschinenbauteilen, z.B.
Maschinenst·andern, mittels Polymerbeton auf der Basis von kalt
h·artendem Methacrylatharz und Zuschlagstoffen, d a d u r c h g e k e n
n z e i c h n e t , dass das Harz mit einer dynamischen Viskosit·at von
unter 10 mPas verwendet wird und dem Harz und/oder den Zuschlagstof fen
als Startersystem wirkende Radikale, vorzugsweise ein organisches
Peroxid und ein aromatisches terti·ares Amin oder ein or##nLsches
Metallsalz zugesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet#, dass Harz mit
einer Viskosit·at zwischen 1 bis lO mPas:-ver- wendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Startersystem aus einem organischen Peroxid und einem aromatischen
terti·aren-Amin besteht, das vorzugsweise in Mathacrylatharz gel·ost
verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass ein
pulverf·ormiges organisches Peroxid dem polymeren Methacrylat,
vorzugsweise einem polymeren Methylmetha crylat, beigemischt wird.
5. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zuschlagstoffmischung Aluminiumoxidtrihydrat enth·alt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Methacrylatharz, das bi-funktionelle oder tri-funk tionelle
Methacrylate enth·alt, als sogenanntes crossing agens verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zuschlagstoffmischung Fasern, vorzugsweise Metallfa serin, enth·alt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die
Oberfl·ache plattenf·ormige Bauteile (5, 6, 7, 9), vorzugsweise aus
Stahl oder Kunststoff, eingebettet werden (Fig. 1).
9. Maschinenst·ander, hergestellt nach dem Verfahren gem·ass Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus St·anderun terteil,
St·anderoberteil und wenigstens einer diese ver bindenden vertikalen
S·aule besteht.
10. Maschinenst·ander nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der
St·anderoberteil (24) ·uber die S·aule (23) seitlich vorkragt, so dass
St·anderunterteil (22), S·aule (23) und St·anderoberteil (24) im
wesentlichen die Gestalt eines auf recht stehenden C haben (Fig.3).
11. Maschinenst·ander nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der
St·anderoberteil (24) auf wenigstens zwei mit Ab stand voneinander
parallel angeordneten S·aulen ruht (Fig.5).
12. Maschinenst·ander nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der
St·anderoberteil (24) auf wenigstens vier mit Abs stand voneinander
parallel angeordneten S·aulen (23') ruht (Fig.7).
13. Maschinenst·ander nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
St·anderoberteil (24) und/oder St·anderunterteil (22) aus Acrylbeton
bestehen und dass die aus Acrylbeton be stehenden Teile von S·aule
(23), St·anderoberteil (24), vorzugsweise auch St·anderunterteil (22),
einst·uckig im Material verbunden sind.
14. Maschinenst·ander nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
St·anderunterteil (22) und/oder S·aule (23, 23') und/ oder
St·anderoberteil (24) aus einer mit Methacrylbeton ausgef·ullten
Eisenkonstruktion bestehen.

DESCRIPTION:
Verfahren zur Herstellung von Maschinenbauteilen, z.B.
Maschinenst·andern Maschinenst·andern Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zur Herstellung von Maschinenbauteilen, z.B.
Maschinenst·andern mittels Polymerbeton auf der Basis von kalt
h·artendem Methacrylatharz und Zuschlagstoffen.
Es ist durch die DE-OS 27 43 396 bekannt, Maschinenst·ander f·ur
Werkzeugmaschinen aus einem Gemenge von Sand, Kies oder Schotter und
einem ausgeh·arteten Mehrkomponentenkunststoff, z.B. spo- xidharz oder
Polyesterharz herzustellen. Bei diesem Herstellungsverfahren haben sich
jedoch manche Schwierigkeiten ergeben, welche bisher einer allgemeinen
Einf·uhrung dieses Herstellungsverfahrens zur Erzeugung von
Maschinenst·andern und dergleichen hinderlich waren.
Durch die DE-AS 12 53 629 ist ein Verfahren zur Herstellung und
Ausbesserung von Fahrbahndecken von Strassen, Flugplatzrollbahnen und
dergleichen aus im wesentlichen k·ornigen Gesteinsmengen wie Splitt,
Kies, Sand u.·a. durch Vermischen der genannten Strassenbaumaterialien
mit Methacryls·auremethylester, Auftragen dieses Gemisches auf den
Strassenuntergrund bzw. auf die auszubessernde Stelle und Erh·arten der
Masse durch Polymerisation des Monomeren unter Einfluss eines bei
normaler Temperatur wirksamen Beschleunigers bzw. Beschleunigersystems
bekannt geworden.
Bei diesem bekannten Verfahren wird dem Gesteinsmaterial ein in
Methacryls·auremethylester quellbares oder l·osliches Polymerisat,
insbesondere Polymethylmethacrylat, in feinverteilter Form zugesetzt
und die Masse verarbeitet, ehe die Polymerisatteilchen vom Mo- nomeren
homogen durchgequollen oder in diesem aufgel·ost sind.
Dieses bekannte Verfahren ist jedoch zur Herstellung von
Maschinenst·andern und ·ahnlichen Produkten nicht geeignet, da die
mechanischen Eigenschaften zwar f·ur den angegebenen Zweck ausreichend
sein k·onnen, keinesfalls jedoch f·ur die bei Maschinenst·andern und
·ahnlichen Bauteilen auftretenden Beanspruchungen geeignet sind.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, durch spezielle Auswahl
und Angabe der einzelnen-Komponenten die Herstellung von hochwertigen
Maschinenbauteilen, z.B.Maschinenst·andern aus Acrylbeton zu
erm·oglichen, die mechanischen Eigenschaften der Maschinenst·ander zu
verbessern, insbesondere auch speziellen Anforderungen anzupassen und
gegen·uber bisherigen Herstellungsmethoden zu vereinfachen und zu
verbilligen.
Aufgrund zahlreicher Versuche wird bei einem Verfahren der eingangs
genannten Art diese Aufgabe dadurch gel·ost, dass das Harz mit einer
dynamischen Viskosit·at von unter 10 mPas verwendet wird und dem Harz
und/oder den Zuschlagstoffen als Startersystem wirkende Radikale,
vorzugsweise ein organisches Peroxid und ein aromatisches terti·ares
Amin oder ein organisches Metallsalz zugesetzt werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteranspr·uchen
gekennzeichnet und werden nachstehend in Verbindung mit den
Ausf·uhrungsbeispiele darstellenden, schematisch etwas vereinfacht
gezeichneten Figuren n·aher beschrieben.
Es zeigt: F--. - enen Maschinenst·ander f·ur eine Hochlei.stungsfr·as-
~esch:ne in isometrischer Da#stellung; Fig. 2 einen Vertikalschnitt
durch einen Maschinenst·ander einen Schleifmaschine; Fig.3 einen
erfindungsgem·ass ausgebildeten Maschinenst·ander, bestehend aus
St·anderunterteil, S·aule und St·ander oberteil; Fig.4 eine Variante
der in Fig.3 dargestellten Ausf·uhrungs form; Fig.5 eine weitere
Variante der in Fig.3 dargestellten Aus f·uhrungsform; Fig.6 eine
erfindungsgem·asse Ausf·uhrungsform, bei der St·ander oberteil und
St·anderunterteil mit zwei S·aulen ver bunden sind;
; Fig.7 eine Variante der in Fig.6 dargestellten Ausf·uhrungs-
form-mit,vier S·aulen zwischen St·anderoberteil und St·anderunterteil.
Figur 1 zeigt einen Maschinenst·ander f·ur eine Fr·asmaschine hoher
Fr·asleistung. Der in der Figur dargestellte Maschinenst·ander besteht
aus einem im wesentlichen quaderf·ormigen L·angsteil 2 und einem damit
im Material verbundenen, im wesentlichen quaderf·ormigen Turmteil 3,
beide im wesentlichen aus Acrylbeton bestehend.
Der L·angsteil 2 enth·alt, ebenso wie der Turmteil 3, quaderf·ormige
Einlagen 4 aus Polyurethanschaum, welche beim Herstellungsverfahren als
verlorener Kern mit eingegossen werden, um Material zu sparen und das
Gewicht des fertigen Produktes wesentlich zu verringern.In den
quaderf·ormigen L·angsteil 2 und den Turmteil 3 sind plattenf·ormige
Stahleinlagen 5, 6 und 7 eingegossen.
Diese auf der Aussenseite plattenf·ormig ausgebildeten Einlagen dienen
zur Befestigung von weiteren Bauteilen. Auf die Stahlein lagen 5 wird
die Vorschubeinheit der Fr·asmaschine aufgesetzt und durch
Schraubverbindung starr daran befestigt; an die Stahleinlagen 6 wird
der Hauptantrieb f·ur die Vorschubeinrichtung angeflanscht und an den
beiden parallelen Platten 7 ist die Fr·asspindel-Einheit angebaut. Der
Maschinenst·ander hat ferner eingegossene F·usse 9; ·uber diesen
F·ussen sind Aussparungen 10 vorgesehen, die einerseits den Transport
erleichtern k·onnen und ausserdem zur Aufnahme von Stellschrauben
vorgesehen sind, durch welche die Maschinen am Aufstellungsort
horizontal eingerichtet werden kann.
Zur Herstellung des in der Figur 1 in zum Teil schematisch
vereinfachter Weise dargestellten Maschinenst·anders werden entweder
der quaderf·ormige L·angsteil 2 und der Turmteil 3 in einer gemeinsamen
Form gegossen oder aber es wird zuerst der quaderf·ormige L·angsteil 2
in einer Form gegossen und dann nach dessen Aush·artung wird mittels
einer zus·atzlichen Form der quaderf·ormige Turmteil 3 angegossen und
dadurch starr im Material verbunden.
Die plattenf·ormigen Stahleinlagen 5, 6 und 7 werden an den
entsprechenden Stellen in die Form eingelegt; gegebenenfalls kann es
zweckm·assig sein, die Stahleinlage 6 und auch die F·usse an den
W·anden der Form von aussen auch durch Schrauben zu fixieren.
In die entsprechend vorbereitete Form wird das Gemisch aus
Zuschlagstoffen und Methacrylatharz eingegossen. Hierbei sind
zweckm·assigerweise die Zuschlagstoffe, das organische Peroxid und das
polymere Methacrylatharzpulver trocken vorgemischt und diese trockene
Mischung wird mit dem eine niedrige Viskosit·at aufweisenden
Methacrylatharz versetzt und vermischt. Zuerst wird in die Form nur ein
Teil der Mischung eingegossen, darauf werden die quaderf·ormigen
Einlagen 4 aus Polyurethanschaum aufgesetzt und dann wird die Form
weiterhin bis zur vorgesehenen H·ohe angef·ullt. Gegebenenfalls wird
der Maschinenst·ander mit einem ·uberzug aus Gelcoat versehen. Der in
die Form eingebrachte Acrylbeton wird w·ahrend des Einbringens durch
Vibration und eventuell zus·atzliehes Evakuieren verdichtet.
Der in Figur 2 im Vertikalschnitt dargestellte Maschinenst·ander einer
Schleifmaschine hat einen diesen in Richtung nach oben und nach den
beiden Seiten begrenzenden Formteil 12 aus Stahlguss.
Die zwischen einzelnen Rippen dieses Formteiles befindlichen Hohlr·aume
sind mit einer Schicht 13 aus Acrylbeton ausgegossen; die R·aume
zwischen mittleren Rippen sind im oberen Bereich durch Schichten 14 und
im unteren Bereich durch Schichten 15 aus Acrylbeton ausgef·ullt. Die
Hohlr·aume 16 sind entweder durch Blechteile 17 derart abgeschlossen,
dass bei der Herstellung der Schichten 15 kein Acrylbeton eindringen
kann, oder sind durch eingesetzte Bl·ocke aus Schaumstoff,
beispielsweise Polyurethan, gef·ullt. Statt eines Formteiles aus
Stahlguss k·onnen auch geschweisste Stahlkonstruktionen verwendet
werden, was in manchen F·allen vorteilhaft ist.
Der in Figur 2 im Vertikalschnitt dargestellte Maschinenst·ander
zeichnet sich gegen·uber den in konventioneller Weise nur aus
Stahlkonstruktion bestehenden Maschinenst·andern vor allem durch die im
wesentlichen h·ohere D·ampfung und auch durch erh·ohte Steifigkeit aus.
In Figur 3 ist ein erfindungsgem·ass aus Acrylbeton ausgef·uhrter
Maschinenst·ander dargestellt, bei dem St·anderoberteil 24 ·uber die
S·aule 23 seitlich vorkragt, so dass St·anderunterteil 22, S·aule 23
und St·anderoberteil 24 ein aufrecht stehendes C bilden.
Hierbei befindet sich auf dem St·anderunterteil 22 eine (stark
vereinfacht dargestellte) Arbeitsplatte 25 aus Stahl, auf der dann noch
die zum Betrieb der Maschine erforderlichen, nicht dargestellten Teile
befestigt werden.
Fig.4 zeigt eine der Fig.3 ·ahnliche Ausf·uhrungsform, bei der jedoch
der St·anderunterteil 22' aus einer mit Methacrylatharz ausgef·ullten
Eisenkonstruktion besteht.
Bei der in Fig.5 dargestellten Ausf·uhrungsform sind zwei C-f·ormige,
aus St·anderunterteil 22, S·aule 23 und St·anderoberteil 24 bestehende,
einzelne St·ander durch eine Arbeitsplatte 26 zu einem Doppelst·ander
vereinigt. Die Arbeitsplatte 26 kann aus Acrylbeton bestehen oder aber
auch aus einer - gegebenenfalls mit Acrylbeton ausgef·ullten -
Stahlkonstruktion.
Fig.6 zeigt einen Maschinenst·ander in symmetrischer Ausf·uhrungsform,
als so-genannte Portalform. Bei dieser sind St·anderunterteil 22 und
St·anderoberteil 24 durch zwei S·aulen 23 miteinander verbunden. Bei
dieser Ausf·uhrungsform sind St·anderoberteil 24, S·aulen 23 und ein
diese unten verbindender Streifen 27 einst·uckig, und zwar im Material
verbunden hergestellt. Auch bei dieser Ausf·uhrungsform ist eine
Arbeitsplatte 26 vorgesehen.
Die in Fig.6 dargestellte Ausf·uhrungsform entspricht hinsichtlich
ihrer Gestalt einer Kombination aus zwei spiegelbildlich zueinander
angeordneten, C-f·ormigen Maschinenst·andern.
Bei der in Fig.7 dargestellten Portalform eines erfindungsgem·assen
Maschinenst·anders sind St·anderunterteil 22 und St·anderoberteil 24
durch vier S·aulen 23# aus Acrylbeton verbunden.
Das erfindungsgem·asse Verfahren zur Herstellung von Maschinenst·andern
aus Acrylbeton zeichnet sich durch nachstehende Vorz·uge aus: 1. Die
Geschwindigkeit des. Aush·artungsprozesses kann durch entsprechende
Dosierung des Startersystems innerhalb ver h·altnism·assig breiter
Grenzen ver·andert werden; so hat sich gezeigt, dass auch schon nach
einer Stunde der Aush·arte prozess soweit beendet sein kann, dass der
Maschinenst·ander aus der Form genommen werden kann. Infolgedessen kann
auch mit nur einer Form bereits eine Serienproduktion durchgef·uhrt
werden. Dies ist im Hinblick auf die ausser ordentlich hohen Formkosten
bei kompliziert gestalteten Maschinenst·andern von grosser
wirtschaftlicher Bedeutung.
2. Maschinenst·ander aus Acrylbeton bieten besonders g·unstige
M·oglichkeit, gewisse Bauteile als Grundtypen herzustellen und auf
Lager zu fertigen. Es kann dann sp·ater durch zu s·atzliche Herstellung
und Anbindung weiterer Bauteile eine Anpassung des Grundk·orpers bzw.
Erg·anzung des Grundk·orpers an die jeweilige Aufgabe bzw. den
vorgesehenen speziellen Verwendungszweck erfolgen.
3. Gegen·uber Maschinenst·andern aus Zementbeton bietet der
erfindungsgem·ass hergestellte Maschinenst·ander den Vorteil, dass er
so gut wie keine Feuchtigkeit aufnimmt und deshalb auch nicht von
aggressiven Medien, wie Bohr·olemulsion, bei der Verwendung als
Maschinenst·ander angegriffen wird.
4. Bemerkenswert ist ferner eine gegen·uber Maschinenst·andern aus
Grauguss oder Stahlguss oder geschweissten Stahlkonstr tionen
wesentlich gr·ossere, mindestens sechsfach h·ohere D·ampfung, so dass
beispielsweise bei der Bearbeitung von Drehteilen auch bei wesentlich
erh·ohter Spanleistung keine Rattermarken auftreten.
5. Maschinenst·ander, welche ein kalth·artendes Methacrylatharz mit
einer dynamischen Viskosit·at von weniger als 10 mPas, vorzugsweise
weniger als 2 mPas, enthalten, ergeben eine hohe Biegefestigkeit bei
gleichzeitiger hoher D·ampfung.
Dies ist insbesondere f·ur die S·aulen wichtig, weil diese auf
Zugkr·afte und bei C-St·andern auf Biegung beansprucht werden