DE2038112C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Gießharzrohres mit Glasfaserverstärkung im Schleudergießverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren /'im Herstellen eines glasfaserverstärkten Gießharzrohres gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Herstellung von Gießharz rohren mit Faserverstärkung erfolgt in der Regel nach dem Schleudergießverfahren. Bei dem in der deutschen Auslegeschrift 1 138 533 beschriebenen Verfahren zur Herstellung solcher Rohre wird eine Faserstoffmatte zu rohrförmiger Gestalt aufgerollt und in die Schleuder gießform so eingebracht, daß sie an dei Innenwand der Form anliegt. Diese wird dann in Umdrehung versetzt und erwärmt, wobei flüssiges Gießharz in den Hohlraum der Form eingespritzt wird. Bei einem in der deutschen Auslegeschrift 1 104 171 beschriebenen Verfahren werden die auf einen Dorn aufgezogenen verflochtenen Glasfasern mit einem Klebstoff überstrichen, damit sie zusammengehalten werden und ihre zylindrische Form bewahren; danach wird das zylindrische Glasfasergebilde vom Dorn entfernt und in die Schleudergießform eingelegt. Bei einem anderen, in der gleichen Auslegeschrift beschriebenen Verfahren wird eine Hülse aus einem rohrförmigen, aus wendelförmig nach zwei entgegengesetzten Richtungen angeordneten Fäden geflochtenen schlaffen, dehnbaren Gewebe in die Schleudergießform eingelegt, das sich dann beim Drehen der Form an deren Innenwand anschmiegt.

Schließlich ist durch die USA.-Patentschrift 2 783 174 ein Verfahren zum Herstellen eines Gießharzrohres mit Glasfaserverstärkung im Schleudergießverfahren bekannt, bei dem durch schraubenlinienförmiges Aufwickeln von Glasfasern in mehreren Lagen auf einen Wickeldorn eine Glasfaserschicht der gewünschten Dicke und Länge aufgebracht wird. Der mit der Glasfaserschicht versehene Wickeldorn wird in eine Schleudergießform eingebracht, deren Innendurchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser der zylindrischen Glasfaserschicht. Die Schleudergießform wird gemeinsam mit dem die Glasfaserschicht tragenden Wickeldorn unter Zuführung von flüssigem Gießharz in den Hohlraum der Schleudergießform in Umdrehung gesetzt. Unter Einwirkung der durch die Rotation des Wickeldornes und der Schleudergießform erzeugten Zentrifugalkräfte durchdringt das in die Schleudergießform eingebrachte Gießharz die poröse Glasfaserschicht. Mit

dem bekannten Verfahren kann man zwar ein Rohr kann der Wickeldorn einer Wiederverwendung zuge-

niit eine»- glasfaserfreien Innenschicht erzeugen, es führt werden, während das Gießharz in den Schich-

läßt sich jedoch keine glasfaserfreie Außenschicht ten in der sich weiter drehenden Schleudergießform

und damit keine witterungsbeständige Oberfläche des aushärtet. Es ist auch möglich, nach der Entfernung

Gießharzrohres erzielen, da sich die Glasfaserschichi 5 des Domes noch eine weitere glasfaserfreie Schicht

mit dem Einsetzen der Rotation des Wickeldnrnes zu schleudern.

von diesem abhebt und sich an die Innenwandung Auch wenn keine weitere glasfaserfreie Schicht erder Schleuriergießfonn anlegt. zeugt werden soll, kann der Wickeldorn in seinem Bei den mit den bekannten Verfahren hergestellten Durchmesser verkleinert und aus der Schleudergießglasfaserverstärkten Gießharzrohren liegen in der io form herausgenommen werden. Das hat den Vorteil, Oberfläche der Außenwand der Rohre Fasern frei, in daß in der Aushärtephase des mit Glasfasern verweiche Feuchtigkeit eindringen kann und die auch stärkten geschleuderten Gießharzrohres der Wickelabreißen können. Auch wird die Oberfläche solcher dorn wieder auf seinen Solldurchmesser gebracht Gießharzrohre häufig unansehnlich. und mit neuen Glasfaserbahnen oder -geweben be-

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, 15 schickt werden kann.

auf einfache Weise Gießharzrohre mit einer Glas- Der Wickeldorn kann aber auch erst nach genüfaserverstärkung herzustellen, die außen eine glatte gender Verfestigung des Gießharzes in den Schichten und witterungsbeständige, nicht von Glasfasern aus der stillgesetzten Schleudergießform entfernt durchsetzte Oberfläche aufweisen. werden. Oder die Schleudergießform wird nach ge-Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei dem 20 nügender Verfestigung des Gießharzes in der glas-Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 faserfreien Außenschicht und der mit Glasfasern verdadurch gelöst, daß bei Verwendung eines in seinem stärkten Schicht stillgesetzt und der Wickeldorn aus Durchmesser einstellbaren Wickeldornes die zylindri- der stillgesetzten Schleudergießform entfernt, worauf sehe Glasfaserschichi derart aufgebracht wird, daß in die wieder in Umdrehung versetzte Schleudergießsie bei der gemeinsamen Drehung des sie tragenden 25 form Gießharz zur Bildung einer glasfaserfreien In-Wickeldornes und der Schleudei gießform am Dorn nenschicht eingebracht wird.

anliegen bleibt und daß das eingefüllte Gießbar? Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur während des Schleudervorganges den Zwischenraum Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahzwischen Schleudergießform und Glasfaserschicht rens mit einem in eine Schleudergießform einbringzur Bildung einer glasfaserfreien Außenschicht aus- 30 baren und mit ihr gemeinsam in l'mdrehung verselzfüllt. baren Wickeldorn. Diese Vorrichtung gemäß der ErSoll das Gießharzrohr mit Glasfasen erstarkung findung ist dadurch gekennzeichnet, daß an der auch innen eine glatte, glasfaserfreie Oberfläche ei- Welle des Wickeldornes, wie an sich bekannt, mehhalten, so kann im weiteren Verlauf des Schleuder- rere Radialverstelleinrichtungen gelenkig gelagert gießvorganges der Durchmesser des Wickeldornes 35 sind, an denen Trägerteile für eine aufzuwickelnde verkleinert und unter weiterem hinbringen von Gieß- Glasfaserschicht gehaltert sind, und daß mindestens harz in die Schleudergießform der zwischen dem eine der Lagerstellen der Radialverstelleinrichtungen Wickeldorn und der Innenseite der Glasfaserschicht auf der Wickeldornwelle bei stillstehendem oder umgebildete Zwischenraum zur Bildung einer glasfaser- laufendem Wickeldorn von außen axial verschiebbar freien Innenschicht mit Gießharz ausgefüllt werden. 40 ist. Damit kann bei vorgegebenem Innendurchmesser Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann die der Schleudergießform die Dicke des herzustellenden Stärke der glasfaserfreien Außenschicht des Gieß- Gießharzrohres bzw. seiner einzelnen Schichten — harzrohres beliebig gewählt werden, indem einfach glasfaserfreie Gießharzschicht, mit Glasfasern verder Durchmesser des Wickeldornes entsprechend stärkte Gießharzschicht und, falls erwünscht, nocheingestellt wird, bevor das Glasfaserband aufgewik 15 mais eine oder mehrere glasfaserfreie Gießharzkelt bzw. die Glasfasergewebebahn aufgebracht wird. schichten — auf einfache Weise eingestellt werden. Auch die Glasfaserschicht kann je nach der ge- Darüber hinaus können auch erforderliche Verändewünschten Festigkeit mehr oder weniger stark ge- rungen oder Korrekturen der vorgesehenen Wandmacht werden, indem mehrere Lagen oder nur eine stärkedicken ohne Unterbrechung des Fertigungspro-Lage aus dem Glasfaserband bzw. der Glaslasergp- 50 zesses vorgenommen werden. Die Verwendung einer webebahn auf den Dorn aufgewickelt wird. Die Trägerwelle mit gelenkig an ihr gelagerten Raüialver-Stärke der gegebenenfalls vorzusehenden glasfaser- Stelleinrichtungen zur Herstellung zylinderfö.miger freien Innenschicht hängt davon ab, wieviel Gießharz Gegenstände ist durch die USA.-Patentschrift nach der Verkleinerung des Durchmessers des Wik- 2 456 513 bekannt.

keldornes noch eingeschleudert wird. Die Erfindung 55 Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung

ermöglicht auch die Verwendung eines besonders werden an einem Ausführungsbeispiel an Hand der

witterungsbeständigen Gießharzes, z. B. eines cyclo Zeichnung näher erläutert.

aliphatischen Epoxydharzes, gegebenenfalls mit Füll- F i g. 1 zeigt im Schnitt eine zur Durchführung des stoffen, für die Bildung der äußeren und/oder inne- erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Schleuderren glasfaserfreien Schicht und eines normalen Ερο- So vorrichtung;

xydharzes, z. B. Tränkharzes, zur Bildung der mit F i g. 2 zeigt eine Ansicht der Vorrichtung nach ("ilasfasern verstärkten Schicht, indem die verschiede- F i g. J bei abgenommener seitlicher Abdeckplatte,
iicn Harzsorten in der richtigen Reihenfolge in die In F i g. 1 ist ein drehbar gelagerter Wickeldorn Schleudergießform eingebracht werden. mit 1 bezeichnet, der in eine Schleudergießform 2 Der Wickeldorn kann, sobald das Gießharz in den 65 einbringbar und mit ihr gemeinsam in Umdrehung Schichten den Gelzustand erreicht hat, in seinem versetzbar ist. Auf den in seinem Durchmesser einDurchmesser verkleinert und aus der sich weiter dre- stellbaren Wickeldorn 1 kann durch schraubenlinienhenden Schleudergießform entfernt werden. Damit förmiges Aufwickeln eines Glasfaserbandes oder

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durch Auflegen einer oder mehrerer Glasfasergewe- gegeneinander verschiebbar sind. Im Ausführungsbebahnen eine zylindrische Glasfaserschicht 3 der ge- beispiel sind die Lagerstellen 17 fest mit der Wickelwünschten Dicke und Länge aufgebracht werden. dornwelle 6 verbunden, während die Lagerstellen 18 Der Durchmesser des Wickeldornes 1 wird so einge- an dem rohrförmigen Führungsstück 12 befestigt und stellt, daß nach dem Einbringen des fertig gewickel- 5 damit axial verschiebbar sind. Die zwischen den ten Domes 1 in die Schleudergießform 2 ein ausrei- Spanndornen 19, 20 gehalterte Welle 6 ist über die chender zylindrischer Spalt 4 verbleibt, der für die Antriebswelle 21 kraftschlüssig mit der einen seitli-Dicke der glasfaserfreien Außenschicht des herzu- chen Abdeckplatte 22 und damit auch mit der zylinstellenden Gießharzrohres maßgebend ist. Wickel- drischen Schleudergießform 2 verbunden. Die andere dorn 1 und Schleudergießfi η 2 können kraftschlüs- io seitliche Abdeckplatte 23 weist eine nach innen sich sig miteinander verbunden und gemeinsam in Um- erweiternde öffnung 5 auf, durch die das flüssige drehung versetzt werden. Das Gießharz wird in Rieh- Gießharz in Richtung des Pfeiles A überwiegend in tüng des Pfeiles A durch eine Öffnung 5 der den Spalt 4 zwischen Schleudergießform 2 und Glas-Schleudergießform 2 geführt, gelangt zum Teil in den faserschicht 3 bei sich drehender Schleudergießzylindrischen Spalt 4 und umspült und durchdringt 15 form 2 und rotierendem Wickeldorn 1 eingebracht die Glasfaserschicht 3, so daß an der Innenwand der wird. Das Gießharz bildet an der Innenwand der Form zunächst eine glasfaserfreie Gießharzschicht Form 2 eine glasfaserfreie Gießharzschicht, während und anschließend eine mit Glasfasern verstärkte die Glasfaserschicht 3 vom Gießharz umspült und Gießharzschicht entsteht. Nach Entstehung dieser durchsetzt wird. Nach dem Entstehen dieser beiden beiden Schichten kann bei sich weiter drehender 20 Schichten kann der Durchmesser des Wickeldornes 1 Schleudergießform 2 der Durchmesser des Wickel- bei sich weiter drehender Schleudergießform 2 durch domes 1 so weit verkleinert werden, daß beim weite- Betätigung der Axialverschiebeeinrichtung 13 verren Einbringen von Gießharz in die Schleudergieß- kleinen werden. Hierzu braucht nur das Führungsform 2 eine sich an die mit Glasfasern verstärkte stück 12 nach rechts in Richtung auf die seitliche Gießharzschicht anschließende glasfaserfreie Schicht 25 Abdeckplatte 23 verschoben zu werden. Dabei werentsteht. Die Erfindung ermöglicht es, nach dem Ent- den die Scherenglieder 8 eingezogen und damit auch stehen der äußeren glasfaserfreien Gießharzschicht die Trägerteile 9 senkrecht auf die Längsachse der und der mit Glasfasern verstärkten Gießharzschicht Welle 6 zu bewegt, so daß der Durchmesser des Wik- bzw. der inneren glasfaserfreien Schicht den Wickel- keldomes 1 verkleinert wird.

dom 1 in seinem Durchmesser zu verkleinem und 30 Die Axialverschiebeeinrichtung 13 besteht im weaus der kurzzeitig stillgesetzten oder sich weiter dre- sentlichen aus zwei Kugellagern 24, 25, von denen henden Schleudergießform 2 zu entfernen. Damit ist das eine auf der Wickeldomwelle 6 und das andere eine rationelle Fertigung gewährleistet. Der Wickel- auf dem Führungsstück 12 gelagert ist. Der maxidorn 1 kann aber auch erst nach genügender Verfe- male Verschiebungsweg ist durch Laschen 26, 27 bestigung der zwei bzw. drei oder auch mehr Gießharz- 35 grenzt, die an radialen Zapfen 28, 29 am Außenring schichten aus der Schleudergießform 2 nach deren des Kugellagers 24 fest gelagert und mittels Lang-Stillsetzung entfernt werden. Die Welle 6 des Wickel- lochführungen 30, 31 an radial angebrachten Schraudornes 1 weist an ihrem Umfang mehrere Radialver- benbolzen 32, 33 am Außenring des Kugellagers 25 Stelleinrichtungen 7 auf, die sich aus Scherenglie- beweglich gelagert sind. Die Länge der Langlochfühdern8 und parallel zur Wickeldomachse verlaufen- 40 rangen 30, 31 bestimmt den axialen Verschiebeweg den Trägerteilen 9 zusammensetzen. Die Scherenglie- und damit auch die Größe der Durchmesseränderung der 8 sind mit ihren der Wickeldomwelle 6 benach- des Wickeldomes 1. Die axiale Verschiebung der barten Enden 10 und 11 an der Wickeldomwelle 6 Axialverschiebeeinrichtung 13 in Richtung des Dopbzw, an einem diese koaxial umfassenden Führungs- pelpfeilesß kann am einfachsten durch einen die stück 12 einer Axialverschiebeeinrichtung 13 ange- 45 Zapfen 28, 29 umfassenden, mittels eines Hebels belenkt. An den der Wickeldomwelle 6 abgewandten dienbaren Greif armes, der der Übersichtlichkeit we-Enden 14,15 der Scherenglieder 8 befinden sich, wie gen zeichnerisch nicht dargestellt ist, bewirkt werden, erwähnt, radial verschiebbare Trägerteile 9. Die Ra- Die Laschen 26, 27 können durch an sich bekannte dialverstelleinrichtungen 7 sind vorzugsweise gleich- Mittel an der Axialverschiebeeinrichtung 13 befestigt mäßig am Umfang der Wickeldomwelle 6 verteilt, so 50 werden. Die Axialverschiebeeinrichtung 13 ermögdaß die von den Trägerteilen 9 gebildete Auflage- licht somit auch bei sich drehender Schleudergießfläche für die Glasfaserschicht 3 einen Zylinder dar- form 2 ein stetiges Verändern, insbesondere Verkleistellt. Da zwischen den beispielsweise U-förmig aus- nem, des Wickeldomdurchmessers von außen her.
gebildeten Trägerteilen 9 in radialer Richtung gese- Bei größeren Schleudergießformen können zur hen jeweils ein Spalt 16 (F i g. 2) verbleibt, wird die 55 gleichmäßiger, axialen Führung der Trägerteile auch Glasfaserschicht 3 gleichmäßig vom Gießharz um- zwei oder mehr Sätze von Scherengliedem 8 längs spült und durchdrungen. Die Radialverstelleinrich- der Wickeldomwelle 6 angeordnet und gemeinsam in tungen 7 weisen Lagerstellen 17 und 18 auf, die axial ihrem Durchmesser verstellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Gießharzrohres mit Glasfaserverstärkung im Schleudergießverfahren, bei dem durch schraubenlinienförmiges bzw. spiraliges Aufwickeln von Glasfasern oder Glasfasermatten in einer oder mehreren Lagen auf einen Wickeldorn eine Glasfaserschicht der gewünschten Dicke und Länge aufgebracht, danach der Dora mit der Glasfaserschicht in eine Schleudergießform eingebracht wird, deren Innendurchmesser etwas größer als der Außendurchmesser der zylindrischen Glasfaserschicht ist, und anschließend die Schleudergießform gemeinsam mit dem die Glasfaserschicht tragenden Wickeldorn unter Zuführung von flüssigem Gießharz in den Hohlraum der Schleudergießform in Umdrehung gesetzt wird, wobei das in die Schleudergießform eingebrachte Gießhan? die jv- ao rose Glasfaserschicht durchdringt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines in seinem Durchmesser einstellbaren Wikkeldornes die zylindrische Glasfaserschicht derail aufgebracht wird, daß sie bei der gemeinsamen »5 Drehung des sie tragenden Wickeldornes und der Schleudergießform am Dorn anliegen bleibt und daß das eingefüllte Gießharz während des Schleudervorganges den Zwischenraum zwischen Schleudergießform und Glasfaserschicht zur BiI-dung einer glasfaserfreien Außenschicht ausfüllt.

1. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß im weiteren Verlauf des Schleudergießvorginges der Durchmesser des Wickeldornes verkleinert wird und daß unter weiterem Einbringen von Gießhan, in ilic Schleudergießform der zwischen dem Wickeldorn und der Innenseite der Glasfaserschicht gebildete Zwischenraum zur Bildung einer glasfaserfmcn Innenschicht mit Gießharz ausgefüllt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß deT Wickeldorn, sobald das Gießharz in den Schichten den Gelzustand erreicht hat, in seinem Durchmesser verkleinert und aus der sich weiter drehenden Schleudergicß form entfernt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Wickeldorn erst nach genügender Verfestigung des Gießharzes in den Schichten aus der stillgesetzten Schleudergießform entfernt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleudergießform nach genügendet Verfestigung des Gießharzes in der glasfaserfreien Außenschicht und der mit Glasfasern verstärkten Schicht stillgesetzt und der Wikkeldorn aus der stillgesetzten Schleudergießform entfernt wird, worauf in die wieder in Umdrehung versetzte Schleudergießform Gießharz zur Bildung einer glasfaserfreien Innenschicht eingebracht wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 mit einem in eine Schleudergießform einbringbaren und mit ihr gemeinsam in Umdrehung versetzbaren.Wickeldorn, dadurch gekennzeichnet, daß an der Welle (6) des Wickeldornes (1), wie an sich bekannt, mehrere Radialverstelleinrichtungen (7) gelenkig gelagert sind, an denen Trägerteile (9) für eine aufzuwickelnde Glasfascrschicht gehaltert sind, und dadurch, daß mindestens eine der Lagerstellen (17,18) der RadialversteUeinrichtungen (7) auf der WickeldornweÜe

(6) bei stillstehendem oder umlaufendem Wickeldorn (1) von außen axial verschiebbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialverstelleinrichtungen

(7) gleichmäßig am Umfang der Wickeldornwelle (6) verteilt sind und daß die von den Trägerteilen (9) gebildete Auflagefläche einen Zylinder darstellt.

8. Vorrichtung nach Ansprüche oder7, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialverstelleinrichtungen (7) als Scherenglieder (8) ausgebildet sind.