DE1778324B2

DE1778324B2 - Verfahren zum Wickeln eines glasfaserverstärkten Kunststoffrohres und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1778324B2
Application number: DE1778324A
Authority: DE
Inventors: Andre Maurice Paris Chartier
Original assignee: Rdt Ste Pour L'etude La Realisation Et La Diffusion Des Techniques Modernes Paris Ste
Current assignee: Rdt Ste Pour L'etude La Realisation Et La Diffusion Des Techniques Modernes Paris Ste
Priority date: 1967-04-25
Filing date: 1968-04-19
Publication date: 1978-04-06
Also published as: ES353154A1; DE1778324A1; FR1529729A; GB1228244A; NL6805816A; DE1778324C3; US3614005A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Wickeln eines glasfaserverstärkten Kunstsloffrohres, bei dem mit Kunstharz getränkte Glasfasern auf einem rotierenden Wickeldorn lagenweise durch Hin- und Herbewegung eines sich parallel zur Längsachse des Domes bewegenden Schlittens gewickelt werden, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens, die einen drehbaren Wickeldorn, eine parallel zur Längsachse des Wickeldornes hin- und herbewegbaren Schlitten, eine Antriebsvorrichtung für den Schlitten und einen auf dem Schlitten angeordneten Fadenführer aufweist.

Es ist bekannt, Rohre aus Glasfaser in synthetischem Harz eingebettet herzustellen. Derartige Rohre weisen vorzugsweise Faser- oder Fadenschichten parallel zu den Erzeugenden des Rohres oder in Wendelform gewickelt auf.

Ein wesentlicher Nachteil derartiger Rohre besteht darin, daß es praktisch nicht möglich ist, die Dicke des Rohres in Längsrichtung zu verändern. Dies ist besonders gravierend im Falle der Herstellung konischer Rohre, deren Wanddicke an dem Ende mit kleinerem Durchmesser geringer sein soll als am anderen Ende.

Desweiteren ist ein Verfahren zum Herstellen von rohrförmigen Bauteilen bekannt, die aus in Kunstharz eingebetteten Glasfäden bzw. Glasfasern hergestellt sind, bei welchen die Enden der Fäden oder Fasern auf einem Dorn befestigt werden und der Dorn kontinuierlich gedreht wird, während ein Schlitten fortlaufend parallel zur Achse des Domes verschoben wird (Zeitschrift Kunststoffe Band 55,1965, Seiten 375-378).

Ferner ist eine Maschine zur Herstellung von rohrförmigen Bauteilen bekannt, die einen Dorn, der angetrieben und in Drehung versetzt wird, einen Schlitten, der die Fasern oder Fäden zuführt, eine Vorrichtung, die den Schlitten parallel zur Drehachse des Domes verschiebt und eine Fadenführvorrichtung, die auf dem Schlitten befestigt ist, aufweist (DE-Gbm 19 00 774).

Mit den vorstehend geschilderten bekannten Vorschlägen ist der Fachmann in der Lage, glasfaserverstärkte Kunststoffrohre herzustellen, die einen regelmäßigen Längsquerschnitt aufweisen. Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeber, mit deren Hilfe es möglich ist, Kunststoffrohre mit unregelmäßigem Längsquerschnitt herzustellen, d. h. Kunststoffrohre, deren Wandungen an einer beliebigen ausgewählten Stelle eine gewünschte Dicke aufweisen kann.

Dies wird bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art dadurch erreicht, daß der Bewegung des Schlittens eine zweite Hin- und Herbewegung eines auf dem Schlitten bewegbaren Fadenführers überlagert wird.

Ferner wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung der gattungsgemäßen Art vorgeschlagen, daß der Fadenführer auf dem Schlitten längsverschiebbar angeordnet ist, und daß eine den Fadenführer in bezug auf den Schlitten hin- und herbewegende Antriebsvorrichtung derart in Abhängigkeit der Schlittenbewegung steuerbar ist, daß die Wechselzahl der Hin- und Herbewegungen des Fadenführers sich von der Drehzahl des Wickeldorns unterscheidet.

Mit vorliegender Erfindung wird eine Kombination von zwei Bewegungen, nämlich die an sich bekannte Hin- und Herbewegung des Schlittens und eine Hin- und Herbewegung der Fadenführung erreicht. Damit wird es möglich, Rohre mit unregelmäßigem Längsquerschnitt herzustellen, indem die sich ändernde Rohrwanddicke durch radiales Aufwickeln und der Zusammenhang zwischen den verschiedenen Wicklungen durch die der Hin- und Herbewegung der Fadenführung zuzuschreibende Fadenkreuzung gewährleistet ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird ein wesentlicher Zeitgewinn bei der Herstellung erzielt, ferner auch eine größere Kohäsion und damit ein höherer Widerstand gegen Schichtablösungen. Desweiteren wird der jeweils auszuführende Wickelvorgang für den Hersteller insofern erleichtert, als er lediglich auf die die wechselnde Rohrwanddicke fortschreitend bestimmende Schlittenbewegung zu achten hat, da die Verbindungszwischenschicht durch die sich der Schlittenbewegung selbsttätig anpassende Steuerung der Fadenführung ausgebildet wird.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Die Figuren zeigen

F i g. 1 schematisch ein Rohr während des Herstellvorganges,

Fig.2 eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

F i g. 3 die elektronische Schaltung zur Steuerung der Fadenführungsvorrichtung der Vorrichtung nach Fig. 2.

Nach F i g. 1 besteht das Verfahren darin, auf einem

Dorn 10 einen Belag 12 aus Glasfasern so wendelförmig aufzuwickeln, daß eine teilweise Überlappung der Windungen auftritt Während der Dorn 10 mit gleichförmiger Drehbewegung angetrieben wird, werden die Glasfasern, die den Belag 12 ausbilden, mit verhältnismäßig langsamer und kontinuieiiicher Geschwindigkeit parallel zur Achse des Wickeldornes 10 mit einer Länge »E« entsprechend der gewünschten Länge für das Rohr verschoben; gleichzeitig wird den Glasfasern eine hin- und hergehende Bewegung aufgegeben, die mit größerer Geschwindigkeit erfolgt, als die obige kontinuierliche Bewegung, und die auch parallel zur Achse des Wickeldornes 10 aufgegeben wird. Das Maß der Geschwindigkeit der hin- und hergehenden Bewegung ergibt die Einstellung des Kreuzungswinkels der und die Länge der hin- und hergehenden Bewegung besitzt einen Wert »e« entsprechend der gewünschten Breite des Belages 12. Aufgrund der Drehgeschwindigkeit des Wickeldornes 10 und der Frequenz der Schwingungen der Länge »e« der Fäden werden letztere etwa in Fcrm einer arabischen Acht mit Verbindungen untereinander entsprechend einem Honigwabenmuster aufgewickelt. Wegen der langsamen kontinuierlichen Verschiebung des Schlittens 20 wird ein spiralförmiger Belag 12 mit der gewünschten Überlappung erzielt, die eine Funktion der Geschwindigkeit für die Verschiebung der Länge »E« ist Um sauber geschnittene Kanten an den Enden des Rohres zu erhalten, wird die hin- und hergehende Bewegung in der Nähe dieser Enden besonders für die erste und letzte Windung des Belages 12 gesteuert, wie dies in Verbindung mit der nachstehenden Beschreibung der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens angegeben ist.

F i g. 2 zeigt eine Gesamtansicht dieser Vorrichtung. Der Wickeldorn 10 ist auf zwei Stützen 14 und 16 gehalten, wobei die letztere Stütze 16 von einem Elektromotor 18 in Drehung versetzt wird. Vor dem Wickeldorn 10 bewegt sich ein Schlitten 20 parallel zur Achse des Wickeldornes 10. Eine endlose Kette 22, die um eine Leerscheibe 24 und eine Antriebsscheibe 26 gelegt ist, welche auf der Welle eines Elektromotors 28 verkeilt ist, verschiebt den Schlitten 20.

Der Schlitten 20 stellt einen verschiebbaren Support für einen Fadenführer 30 dar, die von Glasfaservorratsrollen 32 (von denen zwei in der Zeichnung nach F i g. 2 dargestellt sind) gespeist wird. Die Glasfasern durchlaufen ein Überzugsbad in einem Gefäß 34, das Kunstharz enthält, und werden dann durch die Fadenführer 30 geführt Dieser Fadenführer 30 wird mit Hilfe einer endlosen Kette 36, die von einem kleinen unsteuerbaren Elektromotor 38 angetrieben wird, hin- und herbewegt.

Zur Synchronisierung der Bewegungen der verschiedenen Teile der Vorrichtung und vier Nocken 40,42,44 und 46 vorgesehen, die synchron von dem Elektromotor 28 angetrieben werden, beispielsweise über eine mechanische Gelenkverbindung, die ein Kegelradgetriebe mit Schneckentrieb besitzt.

Der Nocken 40 weist eine Kontur auf, die an beiden Enden Aussparungen besitzt. Ein Mikroschalter 48 arbeitet mit dem Nocken 40 zusammen und kippt am Ende eines jeden Hubes in eine der Aussparungen, so daß der Elektromotor 18 angehalten wird, der den Wickeldorn 10 in Drehung versetzt und so daß auch der Schlitten 20 zum Stillstand kommt.

Über einen veränderlichen Widerstand 50, der an einen Verstärker 52 angeschlossen ist, steuert der Nocken 42 die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 28 des Schlittens 20 und damit die Steigung der wendeiförmigen Beläge 12 aus Glasfasern.

Die Nocken 44 und 46 steuern über die Potentiometer 54 und 56 eine elektronische Schaltung, die ihrerseits den Elektromotor 38 des Fadenführers 30 steuert. F i g. 3 zeigt schematisch eine derartige elektronische Schaltung. In F i g. 3 ist der Schlitten 20 mit strichpunktierten Linien als Rechteck angedeutet. F i g. 3 zeigt ferner den Elektromotor 38 und die beiden Potentiometer 54 und 56. Ein D:-ppelschiebekontakt 58 ist auf dem Fadenführer 30 befestigt, mit der er parallel zur Achse des Wickeldornes 10 gleitet. Während der Gleitbewegung des Fadenführers 30 gleitet der Doppelschiebekontakt 58 auf zwei parallelen Widerständen 60 und 62, die an ihren entgegengesetzten Enden mit Erde und an ihren anderen Enden mit einer Spannungsquelle + V verbunden sind. Die Kontakte des Doppelschiebekontaktes 58 sind entsprechend mit einem Ende der Potentiometer 54, 56 verbunden, welche durch Nocken 44 und 46 gesteuert werden. Die Spannungen der Potentiometer 54 und 56 werden nach Verstärkung in den Verstärkern »a« einem bistabilen Flip-Flop »BB« aufgegeben, der einen Doppelverstärker »A-A« speist, dessen Ausgänge an den Primär- oder Sekundärstromkreis des Elektromotors 38 gelegt sind. Das Auslösen des Flip-Flop »BB« bewirkt die Umkehr der Drehrichtung des Elektromotors 38 des Fadenführers 30. Diese Umkehr wird erhalten, wenn der Aus löseschwellwert des Flip-Flops erreicht ist, was bei einer gegebenen Bewegungsrichtung des Fadenführers 30 auftritt, wenn die von dem Gleitkontakt am Potentiometer 54 abgenommene Spannung einen ausgewählten Wert erreicht, und zwar über die Verschiebung des Fadenführers 30 hinaus und als Funktion der Stellung des Nockens 44. Für die andere Bewegungsrichtung des Fadenführers 30 tritt dies auf, wenn die Spannung, die durch den Gleitkontakt am Potentiometer 56 aufgenommen wurde, einen ausgewählten Wert erreicht, und zwar über die Verschiebung des Fadenführers hinaus und als Funktion der Stellung des Nockens 46.

Wie in F i g. 2 gezeigt, weist die Kontur des Nockens 44 eine starke Steigung verhältnismäßig kurzer Länge auf, die etwa der Wicklung des Belages 12 entspricht, die die erste Windung darstellt. Dieser Neigung folgt ein horizontaler oder leicht abfallender Teil.

Da das Potentiometer 54 einen wesentlichen Wert der Spannung des Potentiometer 60 überträgt, wird der Hub des Fadenführers 30 vermindert, wenn dieser sich gegen den Ursprung der Wicklung auf dem Wickeldorn 10 bewegt. Wenn der Teil der Spannung aus dem Potentiometer 54 abnimmt, wächst die Länge oder Amplitude der Verschiebungen des Fadenführer 30 progressiv, so daß elementare Windungen erhalten werden, die jeweils die Form einer arabischen Acht aufweisen, deren Schleifen nahe dem Ende des Rohres zu Beginn ziemlich stark abgeflacht sind und dann immer weniger abgeflacht werden, so daß es möglich ist, ein Rohr mit einem sauberen und exakten Schnitt und einer starken Kante zu erhalten. Obige Erläuterung, die sich auf den rechten Teil des Nockens 44 bezieht gilt auch für den linken Teil des Nockens 46, dessen Kontur eine Abflachung der Windungen der anderen Endkante des Rohres ermöglicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Wickeln eines glasfaserverstärkten Kunststoffrohres, bei dem mit Kunstharz getränkte Glasfasern auf einem rotierenden Wickeldorn lagenweise durch Hin- und Herbewegung eines sich parallel zur Längsachse des Doms bewegenden Schlittens gewickelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegung des Schlittens eine zweite Hin- und Herbewegung eines auf dem Schlitten bewegbaren Fadenführer überlagert wird.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem drehbaren Wickeldorn, mit einem parallel zur Längsachse des Wickeldorns hin- und herbewegbaren Schlitten, einer Antriebsvorrichtung für den Schlitten und einem auf dem Schlitten angeordneten Fadenführer, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenführer (30) auf dem Schlitten (20) längsverschiebbar angeordnet ist und daß eine den Fadenführer (30) in bezug auf den Schlitten (20) hin- und herbewegende Antriebsvorrichtung (36, 38) derart in Abhängigkeit der Schlittenbewegung steuerbar ist, daß die Wechselzahl der Hin- und Herbewegungen des Fadenführers (30) sich von der Drehzahl des Wickeldorns (10) unterscheidet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (22,26,28) für den Schlitten (20) einen die Schlittenbewegung steuernden Nocken (42) sowie zwei weitere Nocken (44,46) verschiebt, die zwecks Steuerung der für den Fadenführer (30) vorgesehenen Antriebsvorrichtung (36, 38) zwei veränderliche Widerstände (54, 56) betätigen, von denen jeder an je einem von zwei sich in Abhängigkeit der Hin- und Herbewegungen des Fadenführers (30) ändernden Widerständen (60, 62) angeschlossen ist.