DE1133534B - Verfahren zur Herstellung hohler, faserverstaerkter Kunstharz-gegenstaende mit Innengewinde - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung hohler, faserverstärkter Kunstharzgegenstände mit Innengewinde, insbesondere Armaturen, z. B. T-Stücke, wobei das Innengewinde durch Formung hergestellt, d. h. nicht nachträglich eingeschnitten wird, indem kunstharzgetränkte Fasern auf einen mit Außengewinde versehenen Kern aufgewickelt werden und das Kunstharz in einer Hohlform gehärtet wird. Bei dem bekannten Verfahren wird der mit harzgetränkten Glasfaden umwickelte, mit Außengewinde versehene Kern in einen zylindrischen oder konischen Kunstharz-Hohlkörper eingesetzt, worauf die Härtung durch Wärmezufuhr erfolgt und sich der Wickel mit dem Hohlkörper verbindet.

Bei einer in dieser Weise hergestellten Armatur mit Innengewinde ist die Festigkeit der Gewindegänge nur in Umfangsrichtung groß, nicht dagegen senkrecht zur Umfangsrichtung, d. h. gegenüber Kräften, die parallel zur Mittelachse des Gewindes angreifen. Gerade solchen Kräften aber ist jedes Gewinde in hohem Maß ausgesetzt. Darüber hinaus haben die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Armaturen den Nachteil, daß die Faserverstärkung sich auf die eigentlichen Gewindegänge beschränkt und daß die Verbindung der faserverstärkten Gewindegänge mit dem zylindrischen oder konischen Kunstharzkörper verhältnismäßig schwach ist, was die Gefahr mit sich bringt, daß die Gewindegänge im Ganzen ausbrechen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des bekannten Verfahrens und der danach hergestellten Gegenstände zu vermeiden und ein Verfahren zur Herstellung faserverstärkter Kunstharzgegenstände mit Innengewinde zu schaffen, durch welches sichergestellt wird, daß die daraus hergestellten Gegenstände eine erhebliche Festigkeit des Gewindes aufweisen, so daß die Gewindegänge auch größeren Kräften widerstehen, die in Achsrichtung angreifen.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß um die mit Außengewinde versehenen Teile des Kerns herum zunächst kunstharzgetränkte Gewebestreifen gelegt werden, deren Breite größer ist als die Breite der Gewindeteile des Kerns, daß diese Gewebestreifen dann derart unter Zug mit kunstharzgetränkten Fasersträhnen bewickelt werden, daß der Gewebestreifen in die Rillen des Kerngewindes hineingezogen wird, daß das genannte Verfahren wiederholt wird, bis die gewünschte Wandstärke der Armatur erreicht ist, und daß dem so umwickelten Kern dann in bekannter Weise zum Härten des Harzes Wärme zugeführt wird.

Verfahren zur Herstellung
hohler, faserverstärkter Kunstharzgegenstände mit Innengewinde

Anmelder:

Edwin Elkins Conley,
Tulsa, OkIa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. K. Boehmert

und Dipl.-Ing. A. Boehmert, Patentanwälte,

Bremen I₅ Feldstr. 24

Edwin Elkins Conley, Tulsa, OkIa. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Vor dem Einlegen des umwickelten Kerns in die Form wird dabei vorzugsweise zusätzlich flüssiges, wärmehärtendes Kunstharz in einer solchen Menge zugegeben, daß diese größer ist als erforderlich, um die Höhlungen des Kerns vollständig auszufüllen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele hervor.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines T-Stückes mit Innengewinde, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Umhüllung des Gewindes des Kernansatzes mit einem Gewebestreifen und das Bewickeln dieses Streifens mit fadenförmigen Fasersträhnen erläutert;

Fig. 3 ist ein vergrößerter Teilschnitt durch das Gewinde des Kernansatzes; die Zeichnung erläutert das Aufbringen der ersten Lage des Gewebestreifens und der Fasersträhnen;

Fig. 4 ist eine Ansicht wie Fig. 3; der mit Gewinde versehene Ansatz des Kerns ist hier vollständig mit Gewebestreifen und Fasersträhnen bewickelt;

Fig. 5 ist eine Ansicht des Kerns, teilweise im Schnitt, mit den das Gewinde tragenden Kernansätzen;

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht des fertig bewickelten Kerns, der in die obere Formhälfte eingelegt ist;

Fig. 7 ist ein Schnitt nach 7-7 der Fig. 6;

Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht der beiden Formhälften; der bewickelte Kern liegt in der oberen Formhälfte;

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Fig. 9 ist ein Schnitt wie 7-7 durch die beiden Formhälften mit eingelegtem, bewickeltem Kern;

Fig. 10 ist ein Schnitt durch den bewickelten Kern für eine mit Innengewinde versehene Buchse; der Kern ist in die beiden FOrmhälften eingelegt;

Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht der in der Form nach Fig. 10 hergestellten, mit Innengewinde versehenen Buchse.

Das in Fig. 1 dargestellte T-Stück 1 besteht aus dem

(Fig. 3) des Gewindes hineingezogen wird, wobei er die Form der Gewindegänge annimmt. Der Streifen 26 muß daher breiter sein als die Gesamtlänge des mit Gewinde versehenen Teils des Kernansatzes, weil 5 seine wirksame Breite beim Einziehen in die Gewindegänge verringert wird. Darauf wird ein zweiter Streifen 29 (Fig. 4) eines kunstharzgesättigten Glasfasergewebes um den Kernansatz gewickelt und in gleicher Weise durch eine unter Spannung aufge-

Mittelteil 2 mit den drei Rohransätzen 3, 4 und 5, io brachte Fasersträhne der Form der Gewindegänge andie mit Innengewinde 6. versehen sind. Die Wandung 8 gepaßt. Das Umwickeln mit Gewebestreifen und Fader Bohrung 7 des Mittelstückes 2 besteht aus Kunst- sersträhnen wird fortgesetzt, bis die gewünschte Dicke harz 9, das durch Fasern 10 verstärkt ist. Die Faser- der Umhüllung erzielt ist, wie in Fig. 4 dargestellt, verstärkung kann aus fadenförmigen Glasfasersträh- Die umwickelten Kernansätze 17 und 21 werden

nen, aus Glasgewebestreifen, aus Leinen, Jute od. dgl. 15 dann mit dem Mittelteil 13 des Kerns durch Einbestehen, wobei die Faserverstärkung derart angeord- schrauben der Gewindebolzen 19 und 24 in die Genet ist, daß zumindest ein Teil der Fasersträhnen sich windelöcher 14 und 16 verbunden. Danach wird der in Umfangsrichtung der zylindrischen Wandungen gesamte Kern mit kunstharzgesättigten Glasfasererstreckt. In den rohrförmigen Ansätzen des T-Stük- strähnen, Glasgewebestreifen, Leinen, Jute od. dgl. kes entspricht die Anordnung der inneren Faserver- 20 30 (Fig. 4) umhüllt oder bewickelt, um die erforderstärkung 11 (Fig. 3 und 4) im wesentlichen der Form liehe Faserauflage in der in Fig. 6 dargestellten Weise der Gewindegänge; hierdurch wird erreicht, daß das zu erreichen, bis die äußeren Abmessungen des umGewinde eine hohe Festigkeit erhält. Die Fasern ver- wickelten Kerns ungefähr den äußeren Abmessungen hindern hierbei das Abbrechen von Gewindeteilen in des gewünschten fertigen Gegenstandes entsprechen, der Nähe der Spitze der Gewindegänge. Das T-Stück 25 Die obere Hälfte 31 (Fig. 6,7, 8 und 9) einer geteilten stellt lediglich ein Beispiel dar. Mittels des Verfah- Form 32 wird dann umgekehrt und ein flüssiges, rens nach der Erfindung können auch andere, mit wärmehärtendes Kunstharz in die Höhlung 33 der Innengewinde versehene hohle Gegenstände herge- Form gegeben. Die Form der Höhlung 33 entspricht stellt werden. . der gewünschten Außenform der oberen Hälfte des

Zur Herstellung der Armatur dient ein Kern 12 30 fertigen Gegenstandes; die Form hat ferner Höhlun-(Fig. 5), dessen Gestalt dem Hohlraum des herzu- gen 34, die die Kernmarken aufnehmen. Der umstellenden Gegenstandes entspricht und der aus einer wickelte Kern wird in die Höhlung 33 der Form geAnzahl auseinandernehmbarer konischer Teile be- drückt, bis die Kernmarken 20 und 25 in den entsteht, die leicht aus dem fertigen Gegenstand heraus- sprechenden Höhlungen 34 der Form aufliegen, gezogen werden können. Der Kern 12 besteht aus 35 Etwaige in dem Kunstharz eingeschlossene Luftmeneinem konischen Mittelstück 13, dessen Länge dem gen steigen dadurch an die Oberfläche, da der feuchte, Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden, umwickelte Kern in die Höhlung der Form einsinkt mit Gewinde versehenen Rohransätzen entspricht; die und sich selbst seinen Sitz in den Höhlungen der Enden des Mittelstückes 13 haben Gewindebohrungen Kernmarken gibt. Die Menge des in die obere Hälfte 14, deren Gewinde 15 die gleiche Steigung hat wie 40 der Form gebrachten Kunstharzes soll so groß sein, das Innengewinde 6 der rohrförmigen Ansätze 3 daß das Kunstharz beim Eindrücken des umwickel- und 4. Das Mittelstück 13 hat ferner eine quer ange- ten Kerns etwas überfließt. Dieses Überfließen des ordnete Gewindebohfung 16, die im wesentlichen in Kunstharzes unterstützt die Abführung von Luftblader Mitte zwischen den Enden des Teils 13 angeord- sen; das Überfließen des Kunstharzes findet an der net ist. In die mit Gewinde versehenen Bohrungen 14 45 Trennfläche der Formhälften statt (s. Fig. 6).
und 16 sind mit Gewinde versehene Fortsätze 19 Danach läßt man das flüssige, wärmehärtende

bzw. 24 der Kernansätze 17 bzw. 21 eingeschraubt, Kunstharz in der oberen Formhälfte anhärten, bis es deren äußere Gewinde 18 bzw. 22 dem zu formenden eine klebrige Konsistenz angenommen hat und da-Innengewinde 6 der rohrförmigen Ansätze des T-Stük- durch den umwickelten Kern in der oberen Formkes entsprechen. Die den Gewindebolzen 19 bzw. 24 50 hälfte festhält. Die obere Formhälfte wird dann an gegenüberliegenden Seiten der Kernansätze haben zy- der oberen Platte einer Niederdruckpresse befestigt lindrische Vorsprünge 20 bzw. 25, die als Kernmar- und die untere Formhälfte 35 der Form 32 unter die ken dienen, um dem Kern die richtige Lage in der obere Formhälfte gebrächt (Fig. 8). Eine bestimmte Form zu geben. Der Kernansatz 21 hat außerdem Menge des flüssigen, wärmehärtenden Kunstharzes zwischen dem Gewindebolzen 24 und dem Gewinde 55 wird in die Höhlung 36 der unteren Formhälfte 35 22 einen konischen Schaft 23, der das abzweigende gegeben. Die Menge des in die untere Formhälfte ein-Rohrstück formt. gebrachten Kunstharzes soll so groß sein, daß ein ge-

Bei der Herstellung des T-Stückes werden die mit ringer Teil desselben an der Trennfuge der Form-Gewinde versehenen Kernansätze 17 und 21 vom half ten herausgedrückt wird, wenn die beiden Form-Mittelstück des Kerns abgenommen und zumindest 60 hälften zusammengedrückt werden. Danach werden ein Teil der Faserverstärkung auf die mit Gewinde die beiden Formhälften mit Hilfe der Presse zusamversehenen Teile derselben aufgewickelt. Hierbei wird mengedrückt, so daß der umhüllte Kern die gezuerst ein Streifen eines mit flüssigem Kunstharz ge- wünschte Lage in der Höhlung der unteren Formtränkten Glasfasergewebes 26 (Fig. 2 und 3) um das hälfte einnimmt. Alsdann wird der Form Wärme zuGewinde des Kerns gelegt; dann wird eine faden- 65 geführt, um das Kunstharz zu härten. Danach wird

förmige Strähne 27 aus Glasfasern, Leinen od. dgl. derart unter Spannung um den aufgelegten Gewebestreifen 26 gewickelt^' daß dieser in die Rillen 28

das fertige Erzeugnis der Form entnommen und zunächst die Gewindeansätze 17 und 21 abgeschwenkt.
Da die Steigung der Gewinde der Bolzenansätze und

die der Innengewinde des fertigen Gegenstandes gleich ist, lassen sich die Gewindeansätze aus dem T-Stück entfernen. Danach wird das konische Mittelstück 13 herausgenommen und ein etwaiger Grat des fertigen Gegenstandes in bekannter Weise entfernt.

Soll eine Buchse 37 mit Innengewinde 38 nach Fig. 11 hergestellt werden, so kann ein mit Gewinde versehenes Kernstück in der in Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Weise bewickelt und wie vorstehend beschrieben in eine Form gebracht werden, wie sie in ίο Fig. 10 dargestellt ist.

Zur Herstellung der beschriebenen hohlen, faserverstärkten Kunstharzgegenstände kann jedes wärmehärtende Niederdruck-Kunstharz Verwendung finden. Polyester-Kunstharze, beispielsweise Allyl-, Alkyd-Harze, ferner Epoxy- oder Furan-Kunstharze haben sich als sehr geeignet erwiesen. Es können auch Kombinationen von Kunstharzen Verwendung finden. Es ist ratsam, den Gewebestreifen mit dem gleichen Kunstharz zu tränken wie das zusätzlich in die Formhälften gegebene. Die Kunstharze können aber auch von verschiedener Viskosität sein.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung hohler, faserverstärkter Kunstharzgegenstände mit Innengewinde, insbesondere Armaturen, z. B. T-Stücke, bei dem ein mit Außengewinde versehener Kern mit kunstharzgetränkten Fasern bewickelt und das Kunstharz in einer Hohlform gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß um die mit Außengewinde versehenen Teile des Kerns herum zunächst kunstharzgetränkte Gewebestreifen gelegt werden, deren Breite größer ist als die Breite der Gewindeteile des Kerns, daß diese Gewebestreifen dann derart unter Zug mit kunstharzgetränkten Fasersträhnen bewickelt werden, daß der Gewebestreifen in die Rillen des Kerngewindes hineingezogen wird, daß das genannte Verfahren wiederholt wird, bis die gewünschte Wandstärke erreicht ist, und daß dem so umwickelten Kern dann in bekannter Weise zum Härten des Harzes Wärme zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Härten in einer Hohlform erfolgt und daß vor dem Einlegen des umwickelten Kerns in die Form zusätzlich flüssiges, wärmehärtendes Kunstharz in einer Menge, die etwas größer ist, als zum Ausfüllen der Form erforderlich, zugegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in die obere Hälfte einer geteilten Hohlform in der genannten Weise eine ausreichende Menge eines flüssigen, wärmehärtenden Kunstharzes gegeben wird, daß man dieses Kunstharz gelieren läßt, daß dann in entsprechender Weise eine gewisse Menge des gleichen Kunstharzes in die untere Formhälfte gebracht wird und daß dann die obere Hälfte der Form umgekehrt und unter Druck auf die untere Formhälfte gebracht wird.

4. Kern zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein das herzustellende Gewinde aufweisender Kernteil mit einem bolzenartigen Gewindeansatz in den Hauptteil des Kerns eingreift, wobei die Steigung beider Gewinde gleich groß ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 629 894;
Zeitschrift »Kunststoffe«, 1954, S. 449;
Morgan, »Glass Reinforced Plastics«, S. 121, 123, 135, 136.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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