DE2832662A1

DE2832662A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von faserverstaerkten kunststoffrohren

Info

Publication number: DE2832662A1
Application number: DE19782832662
Authority: DE
Inventors: Gerald Malcolm Magarian
Original assignee: Ameron Inc
Current assignee: Ameron Inc
Priority date: 1977-07-25
Filing date: 1978-07-25
Publication date: 1979-02-08
Also published as: NL7807726A; US4174243A; JPS5423679A; IE781421L; IE47427B1; JPS6212020B2

Description

PATENTANWÄLTE

-/IO

A. GRÜNECKER

ÜIPL-tlWl . -

H. KINKELDEY

CK-INQ

W. STOCKMAIR

DR-ING · AaS(CALTECH)

K. SCHUMANN

DR RER NAT. · OPU-PHYS

P. H. JAKOB

apu-iNa

G. BEZOLD

CR RER NAH- QPL-OCM.

P 12 946

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen
von faserverstärkten Kunststoffrohren

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von faserverstärkten Kunststoffrohren sowie auf eine Vorrichtung bzw. eine Maschine zum Durchführen des Verfahrens.

Faserverstärkte Kunststoffrohre und dergl. werden häufig in der V/eise hergestellt, daß ein Band aus Fasersträngen, z. B. Glasfasersträngen, in mehreren Lagen entlang Schraubenlinien auf einen sich drehenden Dorn gextfickelt wird. Zu diesem Zweck v/erden die Faserstränge durch eine Führungseinrichtung gezogen, welche sich entlang dem sich

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TELEGRAMME MOMAPAT

drehenden Dorn .hin und her bewegt. Ein großer Anteil der in den USA verwendeten glasfaserverstärkten Kunststoffrohre wird im sogenannten Naßwickelverfahren hergestellt, bei welchem ein Band aus Pasersträngen durch ein Bad aus flüssigem Harz gezogen und dabei mit dem Harz getränkt wird, bevor es auf den Dorn gewickelt wird.

Die Fertigungsgeschwindigkeit für faserverstärkte Kunststoffrohre ist im Naßwickelverfahren durch drei Faktoren begrenzt. In erster Linie durch das Abschleudern des Harzes vom rotierenden Dorn. Das dem Dorn im Naßwickelverfahren zulaufende Band aus getränkten Fasersträngen enthält gewöhnlich mehr Harz, als es nach dem Aufwickeln auf den Dorn halten kann. Das überschüssige Harz wird nach dem Auflaufen des Bandes auf den Dorn durch die Zugspannung der Faserstränge zur Oberfläche des Bandes ausgepreßt und bei hohen Drehzahlen des Dorns abgeschleudert. Dadurch entsteht Verschmutzung der Fertigungseinrichtungen, eine Gefahr für das Bedienungspersonal und. eine Vergeudung von wertvollen Rohstoffen.

Ein Verfahren, das Abschleudern des Harzes zu verhindern, besteht darin, daß der Dorn mit einer verringerten Drehzahl angetrieben wird, so daß das Harz während des Aufwikkelns der Faserstränge und unmittelbar danach abtropfen kann, wie dies in der US-PS 3 519 520 beschrieben ist. Dieses Verfahren erfordert mithin, daß die gebräuchlichen Zwei- und Dreizollrohre bei sehr niedrigen Drehsahlen gewickelt x^erdezi, um das Abschleudern des Harzes zu vermeiden. Dadurch ist jedoch die Produktivität des Verfahrens beeinträchtigt. In dem genannten Verfahren wird das abtropfende Harz gewöhnlich in einem langen Trog unterhalb des Dorns gesammelt und schließlich erneut verwendet. Damit ist das Verfahren offensichtlich auf die Verwendung von Harzen beschränkt, welche sehr lange fließfähig bleiben. Bei Verwendung von duroplastischen Epoxidharzen kann das abtropfende Harz gewöhnlich nicht der

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erneuten Verwendung zugeführt werden, da es zumeist schon erstarrt, bevor es zurückgeführt werden kann. Auch in anderen Fällen muß das zurückgewonnene Harz gewöhnlich durch Ersatz von Verlusten an flüchtigen Bestandteilen usw. aufbereitet werden, bevor es erneut verwendet werden kann. Der für dieses Verfahren notwendige lange Auffangtrog bietet außerdem Schwierigkeiten bei der Reinigung und stellt eine Feuergefahr dar. Das Abtrofverfahren ist somit nicht zweckmäßig, insbesondere nicht für die Herstellung von Rohren kleinen Durchmessers.

Die US-PS 3 616 063 beschreibt eine Rohrfertigungsmaschine mit einer über die gesarate Länge verlaufenden, ein kontinuierliches Schneckengewinde aufweisenden, rotierenden Walze zum Verdichten und gleichmäßigen Verteilen von auf den Dorn aufgebrachtem Harz. Bei dieser Naschine wird das Harz also lediglich gleichmäßig verteilt, überschüssiges Harz jedoch nicht abgetragen. Das Abschleudern des Harzes ist dabei also nicht vermieden.

Ein anderes Verfahren, einen Überschuß des Harzes "zu bewältigen, besteht darin, es während des Aufwickeins mittels eines von Hand geführten Abstreifers abzutragen und in einem in der Hand gehaltenen Behälter aufzufangen. In diesem Falle kann das abgestreifte Harz gewöhnlich sofort wiederverwendet v/erden. Dieses Verfahren ist jedoch insofern unbefriedigend, als der Abstreifer ein steifes Abstreifblatt aufweist, welches entweder zu wenig oder zu viel Harz abträgt. Wird zu wenig Harz abgetragen, so ist das Problem des Abschleuderns nicht gelöst, es kommt zu beträchtlichem Abtropfen des Harzes während der Aushärtung desselben, und das fertige Rohr hat eine unebene Außenfläche. Wird dagegen zu viel Harz abgetragen, so bleibt zwischen den Lagen der Faserstränge nur eine unzureichende Harzschicht zurück, so daß das fertige Rohr dann beträchtliche Hohlräume enthalten kann.

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Ein hoher Hohlraumanteil ist jedoch nachteilig, da dann ätzende Chemikalien in die Rohrwand eindringen oder durch sie hindurchtreten können. Um ein dichtes Gefüge zu gewährleisten, muß also beim Aufwickeln der Paserstränge ein gewisser Harzüberschuß auf ihrer Oberfläche zurückbleiben. Vorzugsweise bleibt auch auf der äußersten Lage der Faserstränge ein gewisser Harzüberschuß zurück, welcher dann einen widerstandsfähigen Schutzüberzug für das fertige Eohr bildet.

Ein zweiter, die Fertigungsgeschwindigkeit begrenzender Faktor sind die beim Antrieb des Dorns nahe einer kritischen Drehzahl auftretenden Schwingungen des Dorns. Bei kleineren Amplituden machen diese Schwingungen ein gleichmaßiges Aufwickeln der Faserstränge auf den Dorn unmöglich. Bei größeren Amplituden können die Schwingungen zu. einer Beschädigung der Fertigungseinrichtungen und zu einer Gefährdung des Bedienungspersonals führen.

Ein dritter, die Fertigungsgeschwindigkeit begrenzender Faktor ergibt sich aus der Schwierigkeit, die Faserstränge bei hohen Geschwindigkeiten mit dem Harz zu tränken. Beispielsweise bei Lineargeschwindigkeiten von mehr als etwa 90 bis 105 m/min ist es äußerst schwierig, Glasfaserstränge ausreichend mit einem Epoxidharz zu durchtränken.

Der die Fertigungsgeschwindigkeit für verschiedene Rohre jeweils begrenzende Faktor hängt von verschiedenen Variablen ab, darunter dem Durchmesser und der Länge des Dorns, der Art der Faserstränge, der Art der Lagerung des Dorns, der Temperatur und Viskosität des Harzes usw. Bei der Fertigung von Rohren mit Durchmessern bis zu fünf Zoll ist die Fertigungsgeschwindigkeit gextföhnlich durch das Abschleudern des Harzes und durch die beim Antrieb des Dorns mit einer sich der ersten kritischen Drehzahl nähernden Geschwindigkeit auftretenden Schwingungen begrenzt.

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Es besteht somit ein Bedarf an einem Verfahren und einer Vorrichtung, welche eine höhere Fertigungsgeschwindigkeit für faserverstärkte Kunststoffrohre sowie eine wirtschaftliche Rückgewinnung von überschüssigem Harz ermöglichen.

Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche den vorstehend genannten Anforderungen genügt.

Bei einem solchen Verfahren ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß Faserstränge mit einem flüssigen Harz beschichtet bzw. getränkt werden, daß ein sich drehender Dorn mit den beschichteten Fasersträngen bewickelt wird, und daß nach dem Aufwickeln der Faserstränge auf den Dorn Harz von den Fasers orangen abgestreift wird, so daß eine optimale Harzschicht auf der Oberfläche der Faserntränge zurückbleibt. Das Abstreifen der Faserstränge geschieht vorzugsweise unmittelbar nach dem Aufwickeln derselben auf den Dorn. Das von den Fasersträngen abgestreifte Harz kann gesammelt und zurückgeführt werden, um weitere dem Dorn zulaufende Faserstränge damit zu beschichten.

Ein xtfirksames Verfahren zum Abstreifen von Harz von den Fasersträngen besteht darin, das harz mit wenigstens einem Faden oder Draht, vorzugsweise mit mehreren, im wesentlichen parallel zueinander in gleichen Abständen angeordneten Fäden oder Drähten in Berührung zu bringen. Um Beschädigungen der Faserstränge möglichst auszuschalten, verlaufen die die Faserstränge berührenden Fäden oder Drähte vorzugsweise im wesentlichen parallel zu deren Längsachsen.

Der Winkel zwischen den zum Abstreifen der Faserstränge verwendeten Fäden und den Längsachsen der Faserstränge wird vorzugsweise im wesentlichen konstant gehalten. Dadurch ist gewährleistet, daß eine optimale Harzschicht auf den Fasersträngen zurückbleibt, so daß die Materialvergeudung

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möglichst gering bleibt und ein Rohr mit optimalen physikalischen Eigenschaften entsteht.

Die Faserstränge werden entlang dem Dorn hin und her geführt und entlang Schraubenlinien auf diesen aufgewickelt, so daß die Längsachsen der Faserstränge einer Lage quer zu den Längsachsen-der Faserstränge in einer benachbarten Lage verlaufen. Um dabei den Winkel zwischen den zum Abstreifen der Faserstränge verwendeten Fäden und den Längsachsen der Faserstränge in allen Lagen derselben im wesentlichen konstant zu halten, werden vorzugsweise zwei Anordnungen solcher Fäden oder eine verdrehbar gelagerte Anordnung von Fäden verwendet.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist das Abschleudern des Harzes als. die TPertigungsgeschwindigkeit begrenzender Faktor im wesentlichen ausgeschaltet, so daß also eine erhöhte Fertigungsgeschwindigkeit möglich ist. Das Abstreifen "des Harzes mittels Fäden läßt eine optimale Harzschicht auf den Fasersträngen zurück, so daß ein Rohr von gleichmäßiger Güte mit sehr guten physikalischen Eigenschaften entsteht.

Die Erfindung richtet sich ferner auf ein Verfahren zum Herstellen, von faserverstärktem Kunststoffrohr, bei welchem der Dorn mit einer über der ersten kritischen Drehzahl liegenden Drehzahl angetrieben werden kann. In diesem Zusammenhang wurde überraschenderweise festgestellt, daß die Fertigungsmaschine nicht beschädigt wird, wenn die Drehzahl des Dorns schnell auf eine zwischen der ersten und der zweiten kritischen Drehzahl liegende Drehzahl erhöht wird.

Die Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zum Abtragen von Harz von Fasersträngen nach dem Aufbringen derselben auf den Dorn unter Zurücklassung einer optimalen Harzschicht auf der Oberfläche der Faserstränge. Die Vorrichtung

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weist wenigstens einen Faden oder Draht, eine Halterung für den Faden oder Draht und eine Einrichtung zum Andrücken des Fadens oder Drahts an die Faserstränge auf. Vorzugsweise enthält die Vorrichtung mehrere in gegenseitigen, gleichmäßigen Querabständen im wesentlichen parallel zueinander angeordnete Fäden oder Drähte. Die Halterung weist in diesem Falle in gegenseitigem Parallelabstand angeordnete, längliche Stäbe auf, mit in Abständen darin gebildeten Kerben für die Aufnahme der einzelnen Fäden. In einer anderen Ausführungsform weist die Halterung zwei in gegenseitigem Abstand im wesentlichen parallel zueinander angeordnete Leisten auf, mit mehreren daran hervorstehenden Zapfen, an denen jeweils wenigstens ein Faden befestigt ist.

In einer Maschine für die Fertigung von faserverstärkten Kunststoffrohren, in welcher die Faserstränge mittels eines Wickelschlittens od. dergl. entlang dem Dorn hin und her geführt v/erden, wird der Winkel zwischen den langen Achsen der Fäden und den Achsen der Faserstränge während der Hin- und Herbewegung des Schlittens entlang dem Dorn vorzugsweise konstant gehalten. Dies geschieht bespielsweise durch die Verwendung einer einzigen, verdrehbar gelagerten Abstreifeinrichtung oder zweier Abstreifeinrichtungen, welche je nach der Bewegungsrichtung des Schlittens entlang dem Dorn abwechselnd in Wirkung treten. Bei Verwendung zweier Abstreifeinrichtungen sind diese vorzugsweise auf einem mittels einer Kette bewegbaren Schlitten angeordnet, wobei dann die Einrichtung zum abwechselnden Andrücken der Abstreifeinrichtungen an die Faserstränge ein verschieblich am Schlitten geführtes Gleitstück, einen die Abstreifer tragenden, verschwenkbar am Schlitten gelagerten Rahmen und ein den Rahmen mit dem Gleitstück verbindendes Gestänge aufweisen kann. Dar. Gleitstück ist derart mit einem Kettenglied verbunden, daß es sich bei einer Bewegungsumkehr desselben quer zur Richtung der Längsbewegung des Schlittens entlang an diesem

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aufrecht stehend angeordneten Führungsstangen verschiebt. Dabei wird der eine Abstreifer unter Überwindung der Kraft einer Andrückeinrichtung über das Gestänge von den Fasersträngen abgehoben, und der andere Abstreifer kann in Anlage an den Strängen kommen. Das Gleitstück ist durch den Eingriff einer federbelasteten Rolle mit einer Kerbe festgehalten, so daß die Abstreifer während der Bewegung des Kettenglieds im wesentlichen parallel zur Drehachse des Doms in ihrer Stellung relativ zu dieser festgehalten sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Harz, durch welches die Faserstränge hindurchgezogen werden, in einem oben offenen Trog enthalten, welcher in einer Stellung unterhalb der Stelle, an welcher die Fäden der Abstreifer mit den Fasersträngen in Berührung kommen, am Schlitten angebracht ist, so daß mittels der Abstreifer abgestreiftes Harz in den Trog tropft. Dadurch wird das von-den Fasersträngen abgestreifte überschüssige Harz unmittelbar der erneuten Verwendung zugeführt.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung bieten zahlreiche Vorteile, insbesondere den einer erhöhten Fertigungsgeschwindigkeit für faserverstärkte Kunststoffrohre durch Verhindaung des Abschleuderns des Harzes sowie durch über der ersten kritischen Drehzahl liegende Drehzahlen des Dorns. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der beträchtlichen Einsparung an Rohstoffen, da das überschüssige Harz, welches anderenfalls vom rotierenden Dorn abgeschleudert wird, auf der äußersten Schicht verbleibt oder von Hand von der äußersten Lage abgetragen wird, zurückgewonnen und erneut verwendet wird. Da die Abstreifer eine Harzschicht von optimaler Dicke auf der Oberfläche der Faserstränge belassen, entsteht ein Rohr von gleichmäßiger Güte sowie mit einem niedrigen Hohlrauraanteil und vorteilhaften physikalischen Eigenschaften.

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Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Rohrfertigungsmaschine zur Darstellung der Beziehungen der einzelnen Teile derselben zueinander,

Fig. 2 eine Ansicht eines Wickelschlittens in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht in Richtung der Pfeile 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines in Fig. 3 nii 4- bezeichneten Ausschnitts,

Fig. 5 eine Ansicht in Richtung der Pfeile 5-5 in Fig. 4-, Fig. 6 eine Ansicht in Richtung der Pfeile 6-6 in Fig. A-,

Fig. 7 eine schematisierte Darstellung eines an Fasersträn gen auf einem rotierenden Dorn angreifenden Abstreifers,

Fig. 8 eine schematisierte Teilansicht eines Abstreifers mit einer mit Kerben versehenen Halterung und

Fig. 9 eine schematisierte Ansicht eines verdrehbar gelagerten Abstreifers.

Eine in Fig. 1 dargestellte Rohrfertigungsmaschine 9 hat einen langgestreckten, waagerechten, drehbaren Dorn 1Q, welcher mit einem Ende in einem Spindelstock Ί2 und mit dem anderen in einem Reitstock 14- gelagert ist. Ein aufrecht stehender Rahmen 15 enthält einen langgestreckten, waagerechten Kastenträger 16, welcher sich an den Enden

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mittels aufrecht stehender Stiitzen 17 auf dem Spindelstock und dem Reitstock abstützt. Ein entlang dem Träger 16 verfahrbarer Wickelschlitten 18 trägt eine Lochschiene 20 und einen Führungsbügel 22 zum Zuführen von Fasersträngen 23 zum Dorn 10, einen Harztrog 2A-, durch den die Faserstränge hindurchgeführt und dabei mit Harz getränkt werden, und eine Abstreifeinrichtung zum Abstreifen von überschüssigem Harz von den Fasersträngen.

Die gemäß der Erfindung verwendbaren Faserstränge bestehen vorzugsweise aus gleichsinnig gerichteten Endlosfasern oder Fäden, beispielsweise aus Glas- oder Asbestfasern, aus tierischen Fasern, etwa Wolle, aus pflanzlichen Fasern, etwa Baumwolle, oder aus synthetischen Fasern wie Nylon, Rayon, Dacron, Orion od. dergl..

Zum Tränken der Faserstränge 23 können gebräuchliche duroplastische oder thermoplastische Harze verwendet werden, etwa Epoxidharze, Polyester, Kelarnin-Formaldehy, Harnstoff-Formaldehyd, Phenol-Formaldehyd usw. oder Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid und dergl- mehr.

Der Spindelstock 12 enthält einen (nicht gezeigten) herkömmlichen Antrieb, welcher den Dorn 10 in Abstimmung auf die Längsbewegung des WiekelSchlittens 18 in Drehung versetzt. Der Längsbewegung des Wickelschlittens 18 dient eine erste endlose Kette 30, welche über ein Umlenkrad 30 und ein erstes, auf einer am Träger 16 angebrachten Welle gelagertes Doppelkettenrad 32 geführt ist. Eine dem Antrieb der ersten Kette 30 dienende zweite endlose Kette 33 ist über das erste Doppelkettenrad 32 und ein zweites, auf einer geraeinsamen Welle gelagertes Doppelkettenrad 34-geführt. Dieses ist über eine senkrecht verlaufende, dritte endlose Kette 35 angetrieben, Vielehe ihrerseits von dem Antrieb für den Dorn angetrieben ist, so daß also die Bewegungen des Dorns und des Wickelschlittens aufeinander abgestimmt sind.

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Wie man in "Fig.. 2 und 3 erkennt, trägt der Kastenträger 16, entlang welchem "sich der Wickelschlitten 18 bewegt, ein Paer langgestreckter, in gegenseitigem Abstand übereinander angeordneter Schienen 60, 61, welche jeweils in Kerben 62 einer Anzahl von quer am Träger 16 angeschweißten Halterungen 63 sitzen und an diesen angeschweißt sind.

Der Wickelschlitten 18 hat zwei C-förmige, aufrecht stehende Rahmenteile 64, welche jeweils aus zwei in gegenseitigem Parallelabstanä angeordneten, C-förmigen Blechwänden 65 gebildet sind.

Die beiden .jeweiligen Blechwände' 65 sind durch dazwischen eingeschraubte Rollenhalterungen 270 in gegenseitigem Abstand gehalten. Die insgesamt zwölf Rollenhalterungen tragen insgesamt zwölf Rollen 272, 274-, mittels welcher der Schlitten 18 entlang den Schienen 60, 61 verfahrbar ist. Jedes Rahmenteil 64- hat somit einen oberen und einen unteren, jeweils aus drei Rollen bestehenden Rollensatz, mit welchem es auf der oberen bzw. der unteren Schiene bzw. 61 geführt ist. Jeder Rollensatz hat zwei seitliche Rollen 272, welche an den einander gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Schiene abrollen, und jeweils eine dritte Rolle 274-, welche bei den oberen Rollensätzen an der Oberseite der oberen Schiene 60 und bei den unteren Rollensätzen an der Unterseite der unteren Schiene 61 abrollt.

Die C-förraigen Rahmenteile 64- sind durch zwei parallel zueinander angeordnete Querträger 66, 67 in gegenseitigem Abstand gehalten. Die Enden 280 der Querträger 66, 67 sind jeweils sv/isehen zv,^rei an den jeweils inneren Blechwänden 65 angebrachtem Klötzen 232, 284- festgehalten. Die oberen und unteren Schenkel 68 bzw. 69 der C-förraigen Rahnenteile 64- greifen über bzw. unter den Kastenträger

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Mit der Antriebskette 30 ist der Wickelschlitten 18 über eine etwa U-förmige Anschlußgabel 72 verbunden, welche die Kette beiderseits umgreift. Ein zylindrischer Stifte ist durch ein Kettenglied und durch beide Schenkel der Gabel 72 gesteckt. Die Gabel 72 ist um eine waagerechte Querachse 300 in einem Gleitstück 74- gelagert. Bei der Bewegung der Kette um die Kettenräder 31» 32 an den Enden des Trägers 16 herum wird jeweils nur die Anschlußgabel verdreht, während die übrigen Teile des Wickelschlittens ihre Lage relativ zum Dorn beibehalten.

Das Gleitstück 74 setzt sich zusammen aus einem mittleren Klotz 316, in welchem die Anschlußgabel gelagert ist, und zwei an dessen Ober- und Unterseite angeschweißten, kleineren Klötzen 318, 319.

Die den Wickelschlitten 18 auf den Schienen entlang ziehende Kette 30 kehrt ihre Bexregungsrichtung jeweils an den Kettenrädern 32 und 34- um. Das Gleitstück 74- ist mittels Kugellagerbuchsen 75 auf zylindrischen, aufrecht stehenden Führungsstangen 76 geführt, so daß die senkrechte Bewegung der Kette an den Kettenrädern nicht auf den Schlitten übertragen wird. Jede Führungsstange 76 ist in zwei Buchsen 292, 296 festgehalten, von denen die obere an einer an der Unterseite 294- des oberen Querträgers 67 angeschweißten Stütze 293 und die untere an einer waagerechten, ebenen Stütze 297 befestigt ist, welche ihrerseits an einem Klotz 79 an der Oberseite 298 des unteren Querträgers 66 angeschweißt ist.

In der in Fig. 2 und 3 gezeigten Stellung ist das Gleitstück 74- in einer Stellung gezeigt, in welcher sich das damit verbundene Kettenglied entlang dem unteren Trum der Antriebskette 30 bewegt. Bei der Bewegung des betreffenden Kettenglieds um ein Kettenrad herum bewegt es sich aufwärts und nimmt dabei das entlang den Führungsstangen verschiebliche Gleitstück 74- mit, ohne daß sich die Lage

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der übrigen Tei-le des Vickelschlittens dabei verändert. Aufgrund der kombinierten senkrechten und waagerechten Bewegung an den Enden der Umlaufbahn der Kette vollführt das Gleitstück eine Bewegung entlang einer gekrümmten Bahn und erreicht die Mittelstellung an den Führungsstangen 76 in dem Augenblick, in welchem sich das mit ihm verbundene Kettenglied am äußersten Ende der Umlaufbahn der Kette befindet.

Das Gleitstück 74· trägt eine federbelastete Rolle 81, welche in der oberen und unteren Endstellung des Gleitstücks 74· in- einer oberen bzw. einer unteren Kerbe 82 bzw. 83 einer Rastenleiste 399 einrastet Fig. 3)- Da das Gleitstück 74- auf diese Weise festgehalten ist, bleibt seine Stellung auch bei einem Durchhang der Kette unverändert. Lediglich die an den Kettenrädern, an denen die Umkehr der Bevregungsrichtung stattfindet, auftretenden Kräfte sind groß genug, die federbelastete Rolle 81 aus der jeweiligen Kerbe zu heben. Dadurch bleiben die Stellungen der Faserstrange, der Abstreifer und der. Do.rns relativ zueinander während der Bewegung des Vickelschlittens entlang dem Kastenträger 16 im wesentlichen unverändert, so daß das überschüssige Harz gleichmäßig von den Fasersträngen abgestreift wird und diese gleichmäßig auf den Dom gewickelt werden.

Zwischen den unteren Teilen 302 der Blechwände 65 jedes Rahmenteils 64- ist jeweils ein Hängeträger 90 befestigt. Die beiden Hängebräger 90 tragen die zum Tränken und Zuführen der Faserstränge dienenden Einrichtungen, darunter den Harztrog 24-, den Führungsbügel 22 und Abstreifeinrichtungen 25. Der das Harz zum Tränken der Faserstränge enthaltende Harztrog 24- ist mittels zweier senkrechter Laschen 202 an den unteren Teilen 30A- der beiden Hängeträp;er 90 aufgehängt. Der Harztrog hat an seinem oberen Ende einen auswärts hervorstehenden Rand 205, mit welchem or an den Laschen 202 befestigt ist. Der

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Führungsbügel 22 weist einen gleichmäßig gekrümmten, eine glatte Oberfläche:aufweisenden Rundstab 101 auf, welcher mit seinen Enden an ,jeweils einer Lasche 88 angeschraubt ist. Die Laschen 88 sind an einem V-förmigen Rahmen 91 angeschweißt, welcher an seinem Scheitel an einem dickeren Mittelstück 203 einer waagerechten Welle 99 angeschweißt ist. Die Welle"99 verläuft in Richtung auf den Dorn und ist in Lagern 92 gehalten. Die Lager 92 sind mittels Haltevd.nkeln 93 an einem waagerechten Querträger 94 befestigt, welcher sich zwischen den unteren Teilen der Hängeträger 90 erstreckt und an diesen befestigt ist.

Die mit des Harz zu tränkenden Faserstränge 23 werden einzeln durch ihnen zugeordnete Bohrungen 95 einer ebenen, länglichen, waagerecht angeordneten Lochschiene 20 gezogen. Der Verlauf der Fasersorange ist in Fig. 2 uit 96 bezeichnet. Die Lochschiene 20 ist an zwei Streben 97 aufgehängt, welche auswärts hervorstehend an den beiden äußeren Blechwänden 65 befestigt sind. Anschließend werden die Faserstränge durch einen waagerechten Kamm 98 gezogen, welcher unterhalb der Lochschiene 20 und parallel zu dieser auf. Stützen 204 angebracht ist, welche an den Ecken 308 des hervorstehenden Randes 205 des Harztrogs 24· angeschweißt sind. Der Kamm 98 führt die Faserstränge beim Eintritt in den Harztrog in gleichmäßigen gegenseitigen/ Abständen. Anschließend laufen die Faserstränge abwechselnd unter und über drei waagerechten Rundstäben hinweg,, welche im wesentlichen parallel zum Kamm an den unteren Teilen der Seitenwände 310 des Harztrogs 24 angeschweißt sind, so daß die Stränge mit dem Harz getränkt werden. Die mit dem Harz getränkten oder beschichteten Faserstränge werden dann über den gekrümraten Rundstab 101 des Führunffsbünrels p;ezo<?en und entlang einer Schraubenlinie auf den sich drehenden Dorn 10 gewickelt. Die Schraubenlinie ergibt sich dabei aus der Kombination der Drehung des Dorns mit der Längsbewegung des Wickelschlittens. Zur Erzielung einer optimalen Festigkeit des faserverstärkten

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Kunststoffrohrs beträgt der Steigungswinkel der Schraubenlinie vorzugsweise etwa 54·°.

Der Querträger 94- trägt ferner zwei Abstreifer 25, von denen jeweils nur einer zum Abstreifen von Harz von den Fasersträngen in Betrieb ist. Jeder Abstreifer 25 weist wenigstens einen Faden oder Draht, eine Halterung für den Faden bzw. Draht und eine Einrichtung zum Andrücken des Fadens oder Drahts an die Faserstränge auf.

V/ie man in Fig, 7 erkenn_t weist die Halterung jedes Abstreifers zwei in gegenseitigem Abstand im wesentlichen parallel zueinander angeordnete Seitenwände 100 auf, x^elche über zwei an ihren oberen Ecken 103 angeschweißte, im wesentlichen parallele Stäbe 102 miteinander verbunden sind. Die Stäbe 102 haben in gleichmäßigen Abständen daran hervorstehende Stifte 104-. An diesen sind in gleichmäßigen Abständen zwischen den Stäben 102 verlaufende Fäden oder Drähte 105 befestigt, welche zusammen eine ebene Lage bilden. Die oberen P-änder 106 der Seitenwände 100 sind unterhalb der Lage der Fäden bogenförmig ausgeschnitten, so daß nur die Fäden, nicht jedoch die Seitenwände in Anlage an den Fasersträngen kommen. Die mittleren Teile der Seitenwände 100 sind über einen daran befestigten Querträger 107 miteinander verbunden, mittels dessen die Halterung an einer Trageinrichtung angebracht ist.

Eine andere Ausführungsform eines Abstreifers ist in Fig. dargestellt. Die Halterung für die Fäden weist hier zwei im wesentlichen parallele Rundstäbe 109 auf, welche in gleichmäßigen Abständen mit entlang dem Umfang verlaufenden Kerben I50 versehen sind. Wenigstens ein Faden ist unter Führung durch die Kerben um die beiden Stäbe 109 geschlungen, so daß hier eine doppelte Lage von in gleichen Abständen im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Fäden gebildet ist. Im Vergleich zu einer einfachen Fadenlage streift eine doppelte Fadenlage weniger

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Harz von den Fasersträngen ab, da ein Teil des von der einen Lage abgestreiften Harzes von der anderen Lage aufgehalten und anschließend wieder von den Pasersträngen aufgenommen wird.

Um Beschädigungen der Faserstränge durch das Abstreifen möglichst zu verhindern, wird" für die Fäden vorzugsweise eine aus einer Endlosfaser bestehende EyIon-Angelschnur verwendet, welche unter mäßiger Spannung an den Stäben der Halterung angebracht ist. Die geringe Zugspannung solcher Fäden ermöglicht deren Anpassung an die Krümmung des Rohrumfangs ohne Beschädigung der Faserstränge (Fig. 5)·

Die in Fig. 4-, 5 und 6 dargestellte Einrichtung zum Andrücken der Fäden an die Faserstränge weist einen Tragarm 1OS auf, welcher mit einem Ende am Querträger 107 der Halterung und mit dem anderen an einer Tragbuchse 109 angeschweißt ist. Die Tragbuchse 109 ist auf einer waagerechten- Welle 110 angeordnet, deren Achse lotrecht zu der Achse der den Führungsbügen 22 tragenden Welle 99 verläuft. Der Tragarm 108 und der Abstreifer erstrecken sich somit über den Führungsbügel hinaus in Richtung auf den Dorn. Die den Tragarm 108 tragende Welle 110 ist mit ihren Enden in einem Rahmen 111 gehalten, welcher an einem Tragblech 242 an der Oberseite des Querträgers 94· befestigt ist. Ein Herausgleiten der Welle 110 ist durch eine am Rahmen 111 angeschweißte Klemmschelle verhindert, welche mittels einer Schraube 266 um die Welle herum festziehbar -■ ist. An einem Ende der Welle 110 ist eine Mutter 261 angeschweißt, und auf das andere Ende ist eine zweite Mutter 262 aufgeschraubt. Irgendwelches Spiel der Welle wird durch Scheiben 263 ausgeglichen.

Auf der Welle 110 sind zwei Spiralfedern 112 befestigt. Eine an der innersten Windung jeder Feder 112 hervorstehende Nase 113 greift in eine Längsnut 114 der Welle. Die äußeren Enden der Federn 112 sind zu Augen 270 geformt,

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in denen ein waagerechter, runder Druckstab 272 festgehalten ist.

Die Spiralfedern 112 dienen dazu, die Fäden der Abstreifer an die Faserstränge anzudrücken. Zum Spannen der Federn wird die Welle 110 mittels der an einem Ende angeschweißten Mutter 261 verdreht und der Druckstab 272 dabei festgehalten, so daß die Federn dann den Abstreifer mit dem gewünschten Druck in Anlage an dem auf dem Dorn geformten Rohr halten.

Die Mutter 251 wird dann festgehalten, um ein Zurückdrehen der Welle 110 zu verhindern, -.vorauf dann die Mutter 262 so weit angezogen wird, daß durch das Zusammendrücken des Rahmens ein gewisser Reibungswiderstand gegen die Drehung der Tragbuchse 109 entsteht. Darauf wird dann die KIouku-schelle 265 mittels der Schraube 266 auf der Welle 110 festgezogen, um diese zu sichern und den Axialdruck zwischen allen Teilen innerhalb des Rahmens 111 aufrecht zu erhalten. Die durch den Axialdruck hervorgerufene Reibung übt eine dämpfende Wirkung aus, um ein Springen des Abstreifers bei der Bewegung entlang dem sich schnell drehenden Dorn zu verhindern. Die federnden Scheiben 263 v/erden durch den Axialdruck etwas verformt, so daß die Reibungsdämpfung ungeachtet eines geringfügigen Verschleißes der zusammengepreßten Oberflächen erhalten bleibt.

Der Eingriff der Nase 113 in der Nut 11A- der Welle verhindert das Aufwickeln der Feder 112. Der Druckstab 272 greift von unten am Tragarm 108 an und hebt somit den Abstreifer in Druckanlage an den Fasersträngen auf dem Dorn. Der Anlagedruck läßt sich dabei durch stärkeres oder schwächeres Snannen der Federn 112 einstellen.

Für beide Abstreifer int eine Belastungseinrichtung der vorstehend anhand von Fig. 4 beschriebenen Art vorhanden, so daß also beide Abstreifer durch ,jeweils ein Paar Spiral-

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- γΓ -

federn 112 in Richtung auf den Dorn belastet sind.

Eine Einrichtung zum Abheben jeweils eines Abstreifers von den Pasersträngen ist in Fig. 3 und 4- dargestellt. Bei der Bewegung des betreffenden Kettenglieds um das eine Kettenrad herum bewegt sich das Gleitstück 74- entlang den Führungsstangen 76 abwärts in die in Fig. 2 gezeigte Stellung und drückt dabei eine Verbindungsstange 120, welche mit ihrem oberen Ende 121 an einem am unteren Klotz des Gleitstücks hervorstehenden Stift 312 angelenkt ist, abwärts. Am unteren Ende 122 der Verbindungsstange 120 ist mittels eines Stifts 250 das eine Ende eines liegend angeordneten Hebels 123 angelenkt, dessen anderes Ende schwenkbar an einem am unteren Querträger 66 hervorstehenden Stift 320 angelenkt ist. Bei der Abwärtsbewegung des Gleitstücks 74- wird der Hebel 125 abwärts in die in Fig. 3 gezeigte Stellung verschwenkt. An einem am mittleren Teil des Hebels 123 hervorstehenden Stift 324- ist das obere Ende 326 einer weiteren, aufrecht stehenden Verbindungsstange 124- angelenkt, so daß diese den Auf- und Abwärtsbewegungen des Gleitstücks 74- folgt. Das andere Ende der zweiten Verbindungsstange 124- ist mittels eines Zapfens 330 an einem Kurbelarm 125 angelenkt, welcher an der Welle 99 des den gekrümmten Rundstab 101 des Führungsbügels 22 tragenden, V-formigen Rahmens 91 befestigt ist. Die beiden Schenkel des V-förmigen Rahmens 91 tragen jeweils einen abwärts hervorstehenden Stößel 126 für den Angriff an einem Ende einer Querleiste 117, welche mit ihrem anderen Ende am mittleren Teil des Tragarms 108 des zugeordneten Äbstreifers befestigt ist. Unter dem Angriff des jeweiligen Stößels an der Querleiste 117 wird somit der gesamte Abstreifers 25 um die zugeordnete Welle herum abwärts verschwenkt.

Wird etwa der rechte Abstreifer mittels des Stößels am rechten Schenkel des V-förmigen Rahmens 91 niedergedrückt und dabei vom Dorn 10 entfernt, dann wird inzwi-

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sehen der linke Abstreifer von den zugeordneten Spiralfedern 112 angehoben und in Anlage am Dorn gebracht. Bewegt sich das Gleitstück 74 dann in die obere Endstellung, so v/erden die Verbindungsstange 120, der Hebel 123 und die mit dem Kurbelarm 125 verbundene Verbindungsstange aufwärts gezogen. Dadurch wird der Führungsbügel 22 in Richtung auf den linken Abstreifer 25 gekippt, so daß der Stößel 126 am linken Schenkel des Rahmens 91 die Querleiste 107 des Tragarms 108 des linken Abstreifers niederdrückt, wodurch dieser von dem Dorn abgehoben bzw. abgeseni·:⁴.-wird, während nun der rechte Abstreifer in Anlage an den Fasersträngen auf dem Dorn kommt. Bei der Hin- und Herbewegung des WickelSchlittens entlang dem Dorn kommen somit die beiden Abstreifer abwechselnd in Anlage an den

Die Vervrendung zweier Abstreifer, von denen jeweils nur einer an den Fasersträngen angreift, bietet den Vorteil, daß bein Aufwickeln der Faserstränge auf den Dorn ein gleichbleibender Winkel zwischen den Längsachsen der Fäden der Abstreifer und der Faserstränge aufrecht erhalten wird. Bei der Hin- und Herbwegung des Wickelschlittens entlang dem Dorn verlaufen aufeinander folgende Lagen der Faserstränge quer zueinander. Wäre nur ein Abstreifer vorhanden, so würde sich der Winkel zwischen den Fäden desselben und den Fasersträngen je nach der Bewegungsrichtung des Wickelschlittens ändern. Der Winkel zwischen den Fäden des Abstreifers und den Fasersträngen ist jedoch sehr v/ichtig für die Steuerung der Menge des von den Fasersträngen abgestreiften Harzes und somit für die Güte des fertipren Rohrs.

TJm den Winkel zwischen den Abstreiferfäden und den Faserstr^.neren konstant zu halten, kann auch ein einzelner, um einen Zapfen 13^- herum verschwenkbarer Abstreifer verwendet werden (Fig. 9)- Die in Fig. 9 gezeigte Stellung des Abstreifers entspricht einer Drehung des Dorns in der durch

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den Pfeil 130 bezeichneten Richtung, während sich der Wickelschlitten-dabei in Richtung des Pfeils 131 fortbexiregt. Die Abstreiferfäden 105 sind bestrebt, sich gleichsinnig mit den Fasersträngen 133 auszurichten, so daß in diesem Zustand kein Drehmoment um den Zapfen 134- herum auftritt. Nach der Richtungsumkehr der Bewegung des Wickelschlittens verläuft die nächste Lage der Faserstränge quer zu den Fasersträngen 133, wodurch sich der Abstreifer um den Zapfen 134· herum in die gestrichelt gezeichnete Stellung 138 verdreht.

Der,bzw. die Abstreifer sind vorzugsweise so angeordnet, daß sie überschüssiges Harz nahezu unmittelbar nach dem Auflaufen der Faserstränge auf den Dorn von den Strängen abstreifen (Fig. 5)· Dadurch wird die Neigung zum Abschleudern do3 Hartes verringert und das überschüssige Harz kann unmittelbar der erneuten Verwendung zugeführt werden.

Beim Aufwickeln der Faserstränge in Form von ohne Zwischenraum nebeneinanderliegenden Bändern hat der Abstreifer vorzugsweise einen gewissen Nachlauf gegenüber den Strängen, so daß beim Aufbringen der ersten Lage der Faserstränge eine Beschädigung der häufig als Unterlage verwendeten, empfindlichen Glasfasermatte ausgeschlossen ist.

Ein Vorteil der vorstehend beschriebenen, mit Fäden arbeitenden Abstreifer besteht darin, daß sich die Dicke der an der Oberfläche der Faserstränge zurückbleibenden Harzschicht mühelos bestimmen läßt. Dies im Unterschied zu herkömmlichen Abstreifblättern oder von Hand geführten Abstreifern, welche zu viel oder zu wenig Harz von den Fasersträngen abstreifen können. Für die Herstellung von Rohren mit einem möglichst niedrigen HohlraumnteiL ist es wichtig eine optimale Harzschicht auf den Oberflächen der Faserstränge zu belassen und dabei ein Abschleudern des Harzes zu verhindern. Bei einer optimalen Dicke der Harzschicht kann das Harz nicht abgeschleudert werden oder

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abtropfen, das Rohr hat einen sehr kleinen Hohlraumanteil, und die äußerste Lage der Faserstränge erhält eine harzreiche, glatte Oberfläche.

Die Dicke der Harzschicht läßt sich bei den erfindungsgemäßen Abstreifen durch Veränderung des Winkels zwischen den Abstreiferfäden und den Fasersträngen mühelos einstellen. Der stärkste Abtrag des Harzes findet statt, wenn die Abstreiferfäden senkrecht zu den Achsen der Faserstränge eingestellt sind. Der geringste Abtrag findet umgekehrt statt, vierin die Abstreiferfäden im wesentlichen parallel zu den Fasersträngen verlaufen.

Bei einem mit einer Unterlage aus einer empfindlichen Matte bewickelten Dorn empfiehl sich ein möglichst kleinev Anatallvn.r,-:el· der Fäden. Bei dor Kernteilung von Rohren größeren Durchmessers, beispielsweise Vierzollrohren, kann es vorkommen, daß die Unterlage durch die erste Lage der Fasers trär.ge nicht vollständig abgedeckt wird. Dadurch kommen die Ahstreiferfäden su Beginn in Berührung mit Teilen der empfindlichen Unterlage. Beträgt der Winkel zwischen den Fäden und den Fasersträngen dabei annähernd 90°, so verlaufen die Fäden damit auch quer zur Unterlage, so daß diese beschädigt werden kann. Da eine solche Unterlage häufig zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion durch ätzende Flüssigkeiten verwendet wird, int ein solches Rohr mit einer beschädigten Unterlage unzulässig.

Die Menge des von den Fasersträngen abgestreiften Harzes ist jedoch auch durch andere Faktoren bestimmt. Der wichtigste Faktor int dabei der Durchmesser und gegenseitige Abstand der Fäden. Durch entsprechende Einstellung dieser Faktoren ist es zumeist möglich den gewünschten Abtrag mit nahezu parallel zu den Fasersträngen verlaufenden Fäden zu erzielen.

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Die Menge des von den Fasersträngen abgetragenen Harzes ist auch abhängig von der Angriffsstelle der Abstreifer. Greifen die Abstreifer nahe der Oberseite des Dorns an den Fasersträngen an, so wird nahezu kein Harz abgetragen, da das von den Strängen abgestreifte Harz von diesen wieder aufgenommen wird, während es um den Dorn herum abwärts zum Harztrog fließt. Eine größere Harzmenge wird abgetragen, wenn der Abstreifer in der Drehrichtung des Dorns etwas jenseits von dessen tiefstem Punkt angreift. Oreift der A-bstreifer dagegen um ein Stück vor dem tiefsten Punkt des Dorns an, so wird eine geringere Harzuenge abgestreifte Dies konint daher, daß die Schwerkraft im ersteren Falle eine erneute Aufnahme des Harzes durch die Faserstränge verhindert, bevor es vom Abstreifer abfließen kann.

Die Anwendung der vorstehend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen ermöglicht eine erhöhte Arbeitsgeschwindigkeit bei der Fertigung von faserverstärktem Kunststoffrohr. Obgleich jedoch das Abschleudern von Harz weitgehend verhindert ist, stellen die Schwingungen des Dorns bei nahe der kritischen Drehzahl liegenden Drehzahlen weiterhin ein Problem dar. Bei oineü Dorn mit einem Durchmesser von ca. 50 mm und einer Wickellänge von ca- 9 m, welcher an seinen Enden in langen und steifen Lagern gehalten ist, ist die Fertigungsgeschwindigkeit durch Abschleudern des Harzes und durch die erste kritische Drehzahl begrenzt. '

Es hat sich nun Überraschendervreise herausgestellt, daß sich" ήί« Fertigungsgeschwindie-keit von faserverstärktem Kunststoffrohr beträchtlich steigern läßt, indem der Dorn mit über d.er ersten kritischen .Dre^^nh¹ liegenden Drehzahlen angetrieben wird, sofern die Drehzahl des Dorns sehr schnell über den Bereich der ersten kritischen Drehzahl hinaus gesteigert wird. Die Drehzahl des Dorns muß dabei 00 schnell wie möglich gesteigert werden, daait die

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im Bereich der .ersten kritischen Drehzahl auftretenden Schwingungen keine solche Größe erreichen, bei welcher die Gefahr einer Beschädigung des Dorns oder anderer Teile der Einrichtung besteht.

Die Anwendung einer überkritischen Drehzahl in Verbindung mit den Abstreifern ist besonders geeignet für die Steigerung der Fertigungsgeschwindigkeit von Rohren kleinen Durchmessers. Da die kritische Drehzahl proportional dem Rohrdurchmesser ist, liegt sie bei einem Dorn kleinen Durchmessers niedriger als bei einem Dorn größeren Durchmessers. Die Neigung das Harz abzuschleudern ist dagegen umgekehrt proportional dem Durchmesser des Dorns, ein Dorn kleineren Durchmessers neigt daher stärker zum Abschleudern als ein Dorn größeren Durchmessers. Im Falle eines Doms mit einem Durchmesser, von ca. 50 και und einer Wickellänp;e von ca. 9 m ist die Fertigungsgeschwindigkeit daher durch die Schwingungen bei der kritischen Drehzahl und durch die ITeifums; zum Abschleudern des Harzes begrenzt. Werden jedoch die erfindungsgemäßen Abstreifer verwendet und wird der Dorn mit einer über der ersten kritischen Drehzahl liegenden Drehzahl angetrieben, so läßt sich die Fertigungsgeschwindigkeit um das Zwei- bis Dreifache steigern. Dies bietet offensichtliche wirtschaftliche Vorteile. Diese Fertigungsgeschwindigkeit ist einerseits durch die im Bereich der zweiten kritischen Drehzahl auftretenden Schwingungen und andererseits durch die Möglichkeit, die Faserstränge ausreichend zu tränken, begrenzt.

Bei der Fertigung von dreizölligen Rohren unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Fertigungsgeschwindigkeit durch die Möglichkeit einer Durchtränkung der Faserstränre begrenzt. Diese Grenze liegt jenseits der ersten, dabei jedoch weit unterhalb der zweiten kritischen Drehzahl.

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Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für Dorne mit einem Durchmesser von ca. 100 ram und darüber und einer Wickellänge von ca. 9 m, welche an beiden Enden in langen, steifen Lagern gehalten sind, ist die Arbeitsgeschwindigkeit durch die Möglichkeit einer vollständigen Tränkung der Faserstränge begrenzt. Diese Grenze wird vor der ersten kritischen Drehzahl erreicht.

Bei der Fertigung von Rohren mit Durchmessern bis zu drei Zoll wird daher sowohl der Antrieb des Dorns mit einer über der ersten kritischen Drehzahl liegenden Drehzahl als auch das Abstreifen des Harzes von den Fasersträngen angewendet. Bei der Fertigung von faserverstärkten Kunststoffrohren ist die Arbeitsgeschwindigkeit dabei allein durch die Möglichkeit der Tränkung der Faserstränge mit dem HaT¹Z begrenzt.

Bei der Fertigung von Rohren mit Durchmessern von vier Zoll und .darüber, bei welcher die Arbeitsgeschwindigkeit zunächst durch die Möglichkeit der Tränkung der Faserstränge, darauf durch das Abschleudern des Harzes und dann -erst durch die bei der ersten kritischen Drehzahl auftretenden Schwingungen begrenzt is , wird bei einem Dorn der vorstehend angeführten Länge bei entsprechender Lagerung desselben allein das Abstreifen des Harzes von den Fasersträngen angewendet. Dadurch sind die durch das Abstreifen des gewickelten Rohres von Hand auftretenden Zeitverluste vermieden, wodurch sich der Zeitaufwand bis zur Fertigstellung verringert.

Zur Durchführung der Erfindung werden vorzugsweise an beiden Enden in langen, steifen Lagern gehaltene Dorne verwendet. Dadurch verringert sich der Durchhang der Dorne, so daß sich die erste kritische Drehzahl auf etwa das Doppelte erhöht.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung dienen nicht nur dazu, die Fertigungsgeschwindigkeit zu

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erhöhen, sondern sie ermöglichen auch Einsparungen an Rohstoffen und eine Verbesserung der Qualität der hergestellten Rohre. Die Einsparung an Rohstoffen kommt dadurch zustande, daß das von den Fasersträngen abgestreifte Harz unmittelbar zum Harztrog zurückfließt und erneut zun Tränken von Fasersträngen verwendet wird. Selbst bei der Verwendung; von Harzen, etwa gewissen Epoxidharzen, welche bereits bei der Wickeltenrperatur su erstarren beginnen, kann das Harz vor dein vollständigen Erstarren erneut verwendet '-/erden. Dies zum Unterschied zu anderen Verfahren, bei denen dar überschüssige Harz, in einen Trog tropft und von dort zur Tränkeinrichtung zurückgeführt v/erden muß, wie in der L¹S-PS 5 519 520 beschrieben.

■Q-i .-> E"· ^ifi.'"Ι: T-" •Trtiörcl.'i.ch'!" nit¹·¹ Yerbe^se^iTi.p- der Qualität der herber.+· oll ten Rohre, da auf den Fasersträngen „jederzeit eine Hnrzschicht von optimaler Dicke zurückbleibt.

Die Erfindung ist nicht anf die beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, sondern, karm auch in anderen Formen ausgeführt werden. Anstatt; zur Aufrechterhaltung eines konstanten Winkels zwischen den Abstreif eriäden. und den Fasersträngen zwei Abstreifer oder einen verschwenkbaren Abstreifer zu verwenden, ist etwa a"ch die Verwendung eines einzigen, feststehenden Abstreifers möglich, bei welchem allein die Fäden zur Aufrechterhaltung des konstanten Winkels verdrehbar sind. Ferner kann das Abstreifen auch ohne Aufrechterhaltung eines konstanten Winkels vor sich gehen. Dies ergibt dann zwar keine übermäßig Gleichförmige Harzschicht auf der Oberfläche der Faperstr'^nFe, das Abschleudern des Harzes kann dadurch ,jedoch verhindert v/erden.

Die Erfindung ist nicht nur für eine mit einem einzigen Dorn -arbeitende Rohrfertigungfrnaschine anvrendbar, sondern auch für Maschinen, welch⁰ mehrere Dorne in einer Karussell-

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BAD ORIGINAL

anordnung, vjie "etwa in Fig. 17 der TJS-PS 5 616 063 dargestellt oder, wie etwa in der DT-Patentanmeldung P ......... (Anwaltsakte P 12 9^5) der Anmelderin beschrieben, in einer Revolveranordnung aufweisen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein verschwenkbarer Führungsbügel dazu verwendet, die Abstreifer abwechselnd in Anlage an den Fasersträngen zu bringen. Das gleiche Ergebnis ist jedoch auch bei Verwendung einer verschwenkbaren Druckstange in Verbindung mit einem feststehenden Führungsbügel erzielbar.

Im Hinblick auf diese und andere Änderungen und Abwandlungen ist der Bereich der folgenden Ansprüche nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführunscsfornen beschränkt.

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Claims

AMERON, BTC.

4700 Ramoüa ■ Boulevard.

Monterey Park, California 91754-, USA

P_a_t_e_n_t_a_n_s_p_r_ü_c_h_e

Verfahren zum Herstellen von mit Fasersträngen r&r stärkt ein Kunststoffrohr, bei welchem die Faserstränge mit einem flüssigen Harz beschichtet und danach auf einen sich drehenden Dorn aufgewickelt werden, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, daß die aufgewickelten Faserstränge mit wenigstens einem Faden oder Draht in Berührung gebracht werden, um Harz von den aufgewickelten Fasersträngen abzustreifen und eine gleichmäßige Harzschicht auf der Oberfläche der Faserstränge zu belassen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß der Dorn mit einer über seiner ersten kritischen Drehzahl liegenden Drehzahl angetrieben wird.

O 9 B R Π / O 9

ORIGINAL INSPECTED

3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die aufgewickelten Faserstränge zum Abstreifen des Harzes mit mehreren Fäden oder Drähten in Berührung gebracht

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden oder Drähte im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.

5- Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden oder Drähte in gleichmäßigen gegenseitigen Abständen angeordnet sind.

6. Verfahren zum Herstellen von mit Fasersträngen
verstärktem Kunststoffrohr auf einem Dorn, dadurch
Z e k e η η zeichnet, daß der Dorn in Drehung
versetzt wird, daß die Faserstränge mit einem flüssigen
Harz getränkt werden, daß die mit Harz getränkten Fasersträn^e in wenigstens einer Lane auf den Dorn gewickelt
werden, und daß Harz von den aufgewickelten Fasersträngen abgestreift wird, indem die Faserstränge nach dem Aufwikkeln auf den Dorn mit einer Anzahl von im wesentlichen
parallel zueinander in gegenseitigen Abständen angeordneten Fäden in Berührung gebracht werden.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den die Faserstränge bestreichenden Fäden und den Längsachsen der
Faserstränge für alle Faserstränge im wesentlichen
gleich ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Faserstränge berührenden
Fäden im wesentlichen parallel zu deren Längsachsen verlaufen.

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9· Verfahr e-n nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinander folgende Lagen der Paserstränge quer zueinander verlaufen und daß der Winkel zwischen den Achsen der die Faserstränge bestreichenden Fäden und den Längsachsen der Faserstränge im wesentlichen konstant gehalten wird.

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden in im wesentlichen gleichen gegenseitigen Abständen angeordnet sind.

11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das von den Fasersträngen abgestreifte Harz erneut zum Tränken weiterer Faserstränge verwendet wird.

1?. Verfahren zum Herstellen von mit Fasersträngen verstärktem Kunststoffrohr, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserstränge mit einem flüssigen Harz beschichtet werden, daß die beschichteten Faserstränge entlang einem sich drehenden Dorn hin und her geführt werden, daß die Faserstränge entlang Schraubenlinien in aufeinander folgenden, quer zueinander verlaufenden Lagen auf den Dorn gewickelt werden, wobei sich die Schraubenlinien aus der Kombination der Längsbewegung der Faserstränge mit der Drehung des Dorns ergeben, und daß die aufgewikkelten Faserstränge nach dem Aufwickeln auf den Dorn mittels einer Anzahl von in gegenseitigen Abständen im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Fäden abgestreift; werden, wobei der Winkel zwischen den Achsen der die Faserstränge bestreichenden Fäden und den von diesen abgestreiften Fasersträngen für alle Faserstränge im wesentlichen gl:eich ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstreifen erfolgt, indem die aufgewickelten Faserstränge während der Bewegung der Faser-

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stränge in einer ersten Richtung entlang dem Dorn mit einer ersten Gruppe von im wesentlichen parallel zueinander in gegenseitigen Abständen angeordneten Fäden in Berührung gebracht werden, die erste Gruppe von Fäden bei der Umkehr der Bewegungsrichtung der Faserstränge von diesen abgehoben wird, die Faserstränge bei ihrer Bewegung in der der ersten entgegengesetzten Richtung mit einer zweiten Gruppe von im wesentlichen parallel zueinander in gegenseitigen Abständen angeordneten Fäden in Berührung gebracht werden, wobei die Fäden der zweiten Gruppe nicht parallel zu denen der ersten Gruppe angeordnet sind, und die zweite Gruppe von Fäden bei erneuter Umkehr der Bewegungsrichtung der Faserstränge von diesen abgehoben wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das von den Fasersträngen abgestreifte Harz gesammelt wird und daß Faserstränge mit dem gesammelten Harz beschichtet werden.

15· Verfahren zum Herstellen von mit Fasersträngen verstärktem Kunststoffrohr, bei welchem die Faserstränge mit einem flüssigen Harz beschichtet und dann auf einen sich drehenden Dorn aufgewickelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn mit einer über seiner ersten kritischen Drehzahl liegenden Drehzahl angetrieben wird.

16. Vorrichtung zum Herstellen von verstärkten Kunststoff rohren aus Fasersträngen und einem Harz, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (25) zum Abstreifen der auf einen Dorn (10) gewickelten Faserstränge (23), mit wenigstens einem Faden oder Draht (105), einer Halterung (100 bis 104) für den Faden oder Draht und Einrichtungen (108 bis 114) zum Andrücken des Fadens oder Drahts an die Faserstränge.

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17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et," daß sie eine Anzahl von im wesentlichen parallelen Fäden oder Drähten (105) aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden oder Drähte (105) in im wesentlichen gleichen Abständen angeordnet sind.

19. Vorrichtung.nach Anspruch 16, dadurch g e k e η η ze i c h η e t, daß die Halterung zwei in gegenseitigem Abstand angeordnete, längliche Stäbe (109) mit in gegenseitigen Längsabständen darin gebildeten, in Umfangsrichtung verlaufenden Kerben (150) auf v/eist, und daß wenigstens ein Faden oder Draht (105) innerhalb der Kerben um die Stäbe geschlungen ist. .

20. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch g e Ic e η η zeichnet, daß die Halterung wenigstens zwei in gegenseitigem Abstand angeordnete, längliche Tragteile (102) aufweist, welche jeweils eine Anzahl von Vorsprüngen (104) für die Anbringung von Fäden oder Drähten (105) haben.

21. Vorrichtung zum Abstreifen von Harz von bei der Herstellung von verstärkten Kunststoffrohren auf einen Dorn aufgebrachten Fasersträngen, gekennzeichnet durch wenigstens zwei in gegenseitigem Abstand angeordnete, längliche Tragteile (109) mit in gegenseitigen Längsabständen darin geformten, in Umfangsrichtung verlaufenden Kerben (150) und durch eine Anzahl von im wesentlichen parallelen, in gegenseitigen Abständen in den Kerben angeordneten Fäden (105)·

22. Maschine zum Herstellen von mit in Schraubenlinien verlaufenden Lagen von Fasersträngen verstärkten Kunststoffrohren, gekennzeichnet durch einen drehend antreibbaren Dorn (10) zum Formen des Rohrs, durch eine

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Einrichtung (24) zum Aufbringen eines flüssigen Harzes auf die Faserstränge (2J), durch einen Schlitten (18) zum Bewegen der Faserstränge hin und her entlang dem Dorn zum Aufwickeln der mit dem Harz beschichteten Faserstränge in Schraubenlinien auf den Dorn, und durch wenigstens einen Abstreifer (25) zum Abtragen von Harz von den auf den Dorn gewickelten Fasersträngen unter Belassung einer Harzschicht auf dnr Oberfläche der Faserstränge, wobei die Abstreifeinrichtung eine Anzahl von in Anlage an den Fasersträngen bringbaren, im wesentlichen parallel zueinander in ge^^nseitigon Abständen angeordneten Fäden (105) aufweist.

25- Maschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinander folgende Lagen von Fasersträngen einander kreuzen und daß der Winkel zwischen den Achsen zwischen den Fäden (IO5) und den Achsen der ,jweils damit in Berührung befindlichen Faserstränge (23) im wesentlichen konstant ist.

24-. Maschine nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch einen ersten Abstreifer (25) zum Abtragen von Harz bei der Bewegung des Schlittens (18) in einer Richtung und durch einen zxireiten Abstreifer (25) sum Abtragen von Harz bei der Bewegung des Schlittens in entgegengesetzter Richtung.

25· Maschine nach Anspruch 24-, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abstreifer (25) nur bei der Bewegung des Schlittens (18) in einer Richtung und der zweite Abstreifer (25) nur bei der Bewegung in entgegengesetzter Richtung Harz abträgt.

26. Maschine nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie nur einen einzigen, verschwenkbar gelagerten Abstreifer (25) aufweist.

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27" Maschine nach Anspruch 24-, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et, daß die-Einrichtung zum Aufbringen des Harzes einen oben offenen Harztrog (24-) aufweist, welcher unterhalb der Berührungsstelle zwischen den Fasersträngen (23) und den Fäden (105) angeordnet ist.

28. Maschine nach Anspruch 24-, gekennzeichnet durch einen ersten Abstreifer (25)ι welcher die Faserstränge (23) bei der Bewegung der die Faserstränge führenden Einrichtung (18) in einer ersten Richtung entlang dem Dorn (10) abstreift, und durch einen zweiten Abstreifer, welcher die Faserstränge bei der Bewegung der sie Führenden Einrichtung in der der ersten entgegengesetzten Richtung entlang dem Dorn abstreift.

29- Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abstreifer (25) nur bei der Bewegung des Schlittens (18) in einer Richtung und der zweite Abstreifer nur bei der Bewegung des Schlittens in entgegengesetzter Richtung Harz abstreift.

30. Maschine zum Herstellen von mit Fasersträngen verstärktem Kunststoffrohr, gekennzeichnet durch einen drehend antreibbaren Dorn (10).zum Formen des Rohrs, durch Einrichtungen zum Aufwickeln von mit einem flüssigen Harz getränkten Fasersträngen (23) entlang Schraubenlinien in einander kreuzenden Lagen auf den Dorn, durch einen in Längsrichtung in und her bewegbaren Schlitten (18), durch einen am Schlitten angebrachten ersten Abstreifer (25), welcher bei der Bewegung des Schlittens in einer Richtung entlang dem Dorn in Anlage an den Fasersträngen bringbar ist und eine Anzahl von im wesentlichen parallelen, in gegenseitigen Abstärden angeordneten Fäden (105) aufweist, durch einen am Schlitten angebrachten zweiten Abstreifer (25) mit einer Anzahl von im wesentlichen parallelen, in gegenseitigen Abständen angeordneten Fäden, welcher bei der Bewegung des Schlittens in der entgegengesetzten

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Richtung in Anlage an den Fasersträngen bringbar ist, wobei der Winkel zwischen den Achsen der Fäden des zweiten Abstreifers und den Längsachsen der von diesen berührten Faserstränge im wesentlichen gleich dem Winkel zwischen den Achsen der Fäden des ersten Abstreifers und den Längsachsen der von diesen berührten Faserstränge ist, und durch Einrichtungen zum Anlegen jeweils eines Abstreifers an die Faserstränge und Abheben des jeweils anderen Abstreifers von den Fasersträngen bei der Richtungsumkehr der Längsbewegung des Schlittens.

31- Maschine nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anlegen und Abheben der Abstreifer (25) an die bzw. von den Fasersträngen einen in_einer geschlossenen Schleife umlaufenden Zugmittelantrieb (30) zum Hin- und Herbewegen des Schlittens (18) in Längsrichtung, eine Einrichtung (112) zum Andrücken der Abstreifer (25) an die Faserstränge (23), ein am Schlitten angeordnetes, mit dem Zugmittelantrieb verbundenes und bei der Umkehr der Bewegungsrichtung des Zugmittelantriebs quer zur Richtung der Längsbewegung des Schlittens bewegbares Gleitstück (7^)₅ einen am Schlitten gelagerten, bewegungsübertragend mit den Abstreifern (25) verbundenen, schwenkbaren Rahmen (91) und ein den Rahmen mit dem Gleitstück verbindendes Gestänge (120 bis 125) aufweist, wobei das Gestänge bei der Bewegung des Gleitstücks in einer zur Längsbewegung des Schlittens quer verlaufenden Richtung jeweils einen Abstreifer unter Überwindung der Kraft der Andrückeinrichtung von den Fasersträngen weg bewegt und den jeweils anderen Abstreifer für die Anlage an den Fasersträngen freigibt.

32. Maschine nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugmittelantrieb (30) wenigstens ein Kettenglied aufweist.

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53· Maschine, nach. Anspruch 3I₅ g e k e η η ze i c h net* durch Einrichtungen (81 bis 83) zum Arretieren des Gleitstücks (7²O relativ zur Drehachse des Dorns (10) während der Bewegung des Zugmittelantriebs (30) in Längsrichtung.

34·. Maschine nach Anspruch 31, g e k e η η zeichne t durch wenigstens eine senkrechte Führungsstange (76) für die Führung des Gleitstücks (7^) bei der Umkehr der Bewegungsrichtung des Zugmittelantriebs (30), durch wenigstens eine der Mihrungsstange zugeordnete Rastvertiefung (82, 83) und durch eine während der Bewegung des Zugmittelantriebs im wesentlichen parallel zur Drehachse des Dorns (10) in lösbarem Eingriff mit der Rastvertiefung stehende, am Gleitstück angeordnete Einrichtung (81) sum "Festhalten des Gleitstücks relativ zur Drehachse des Dorns.

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