DE2838305C2 - Verfahren zur Herstellung eines Rohrverbinders aus verstärktem Kunstharz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrverbinders aus verstärktem Kunstharz gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist ein Verfahren dieser Art zur Herstellung eines Rohrs bekannt (JP-PS 13 822/77), bei dem man zur Bildung einer Innenschicht ein mit einem Kunstharz imprägniertes Fasermaterial um einen drehbaren Dorn wickelt und zugleich in Richtung der Achse des Doms zieht, während zur Bildung einer Zwischenschicht auf die Außenseite der Innenschicht ein Kunstharzmörtel aufgeschichtet wird, dann um die Außenseite der Zwischenschicht harzimprägnitrtes Fasermaterial gewickelt wird und schließlich die ganze Zusammensetzung mit Wärme gehärtet und von dem Dorn abgezogen wird. Bei diesem Verfahren neigt der Kunstharzmörtel zum Abtropfen, wenn er bei einem Versuch zur Erzielung einer möglichst dicken Zwischenschicht in einer großen Menge aufgetragen wird.

Ferner ist es schwierig, rohrförmige Körper mit komplizierterer Gestalt herzustellen, beispielsweise in Gestalt eines Rohrverbinders, da es nicht möglich ist, eine Zwischenschicht in einer Form zu bilden, die der gewünschten Endform der Rohrverbindung entspricht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, daß die Herstellung von Rohrverbindern komplizierterer Gestalt ohne Materialverlust ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Hier wird die Zwischenschicht zunächst in einer Form auf die gewünschte Gestalt gebracht und dann weiter verarbeitet. Hierdurch kann einp dickere Zwischenschicht oder eine Zwischenschicht mit komplizierterer Form als im bekannten Fall hergestellt werden. Die Schichten können in getrennten, voneinander unabhängigen Schritten hergestellt werden, wodurch die Benutzungsdauer der Träger verkürzt wird, so daß Rohrverbinder mit höherer Produktivität hergestellt werden können. Von besonderem Vorteil ist die Verfahrensweise nach Patentanspruch 2, da in diesem Fall die Innenschicht bereits ein steifer Körper ist, der unmittelbar nach der

Bildung der Zwischenschicht und einer Außenschicht vom Träger abgenommen werden kann. Demgemäß kann eine Vielzahl von Rohrverbindern unter Verwendung einer nur geringen Anzahl von Trägern geformt werden.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbelspielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert

Fig. 1 bis 5 sind Ansichten zur Erläuterung aller Verfahrensschritte bei einem ersten Ausführungsbeispiel des Verfahrens, wobei die F i g. 1 bis 3 Schnittansichten sind, während die F i g. 4 und 5 perspektivische Ansichten sind.

Fig.6 ist eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht zur Erläuterung des zweiten Ausführungsbeispieles des Verfahrens.

F i g. 7 und 8 sind Rohrverbindungen mit besonderer Wandgestaltung, die mittels des Verfahrens herstellbar sind.

Zunächst wird anhand der Zeichnung die erste Ausführungsart des Verfahrens beschrieben. In Fig. 1 sind Kernformen 1 und Γ mit Hilfe von Haltevorrichtungen 3 und 3' an einer Stützachse 2 zusammengebaut. Nach dem Formungsvorgang können die Kernformen durch Lösen der Haltevorrichtungen 3, 3' entfernt werden. Die Kernformen haben in ihrem zusammengebauten Zustand an ihren Endbereichen 12 und 12' einen größeren Durchmesser als an ihren Mittelbereichen 11 und 11', um dadurch Muffenabschnitte eines zu formenden Kupplungselements zu bilden. An den seitlichen Stirnabschnitten sind Kragen bzw. Flanschen 13 und 13' ausgebildet, während in Umfangsrichtung an der Innenseite der Umfangsränderder Flanschen 13 und 13' Ausnehmungen 14 und 14' gebildet sind.

Um die zusammengebauten Kernformen 1 und Γ wird zur Bildung einer Innenschicht 4 Verstärkungsmaterial wie beispielsweise eine Matte aus Glasfasern gewickelt, die mit einer Lösung imprägniert ist, welche ein Kunstharz wie ungesättigtes Polyester und ein Härtungsmittel enthält.

Gesondert davon wird ein Kunstharzmörtel, der durch Mischen einer Lösung aus Kunstharz wie ungesättigtem Polyester und einem Härtungsmittel mit einem Zuschlagstoff wie Silikasand und wahlweise kurzen Fasern in Form von Glasfasern usw. und anderen Füllstoffen hergestellt ist, auf die Innenfläche von Elementen 6 und 6' einer mehrteiligen bzw. in diesem Fall zweiteiligen Form geschichtet (von denen das Element 6 in Fig. 5 gezeigt ist). Die Oberfläche der Kunstharzmörtel-Schicht wird mittels eines Formblocks (Fig.4) geformt, dessen Gestaltung im wesentlichen mit der Außenflächengestaltung der Innenschicht 4 übereinstimmt.

Danach werden gemäß der Darstellung in Fi g. 2 die Elemente 6 und 6' der zweiteiligen Form, die den geformten Kunstharzmörtel enthalten, auf die Innenschicht 4 gestülpt bzw. aufgesetzt, die noch im ungehärteten Zustand ist. Nachdem der Kunstharzmörtel bis zu einem gewissen Ausmaß ausgehärtet ist (nämlich bis zu einem solchen Ausmaß, daß er selbst bei Entfernen der mehrteiligen Form körperlich nicht auseinanderfällt), werden zur Bildung einer Zwischenschicht 5 die Elemente 6 und 6' der mehrteiligen Form entfernt. Zur Verbesserung der Haftung zwischen der Innenschicht 4 und der Zwischenschicht 5 können zuvor auf die Innenschicht 4 kurze Fasern wie Glasfasern gestreut werden.

Danach wird gemäß der Darstellung in F i g. 3 zur

Bildung einer Außenschicht 9 um die Zwischenschicht 5 hemm ein Verstärkungsrnaterial wie eine Matte aus Glasfasern gewickelt, die mit einer Lösung imprägniert ist, die ein Kunstharz wie ungesättigtes Polyester-Harz und ein Härtungsmittel enthält Zur Verbesserung der Haftung zwischen der Zwischenschicht 5 und der Außenschicht 9 können zuvor auf die Zwischenschicht 5 kurze Fasern wie Glasfasern gestreut werden.

Die nachfolgende Aushärtung aller Schichten ergibt ein Kupplungselement. Zweckdienlich erfolgt d'e Aushärtung dirch Erwärmen mit Heißluft bei 60° C für vier Stunden.

Die F i g. 5 zeigt ein Element 6 der mehrteiligen Form 6,6'. Das nicht gezeigte Formelement 6' ist weitgehend gleich dem Element 6. Das Element 6 ist im wesentlichen j aus einem längsgeteilten zylindrischen Körper 61 gebildet An beiden Seitenrändern des geteilten zylindrischen Körpers 61 sind nach außen ragende Stege 62 ausgebildet An den Innenflächen der Stege 62 sind Auslaßöffnungen 64 (halbzylindrisch«. Kanäle) vorgesehen, die vom inneren zum Äußeren des geteilten zylindrischen Gehäuses 61 führen. An den beiden Stirnteilen des zylindrischen Gehäuses 61 sind Flanschen 63 ausgebildet An die Flanschen 63 sind mit Hilfe von Schrauben 72 abnehmbar Teilringe 7 befestigt, die einen Innenrandbereich 71 mit einem Durchmesser haben, der kleiner als derjenige der Innenumfangsfläche des zylindrischen Gehäuses 61 ist. Auf die Innenfläche des zylindrischen Gehäuses 61 wird der Kunstharzmörtel aufgeschichtet.

Der in F i g. 4 gezeigte Formblock 8 hat eine Außengestalt, die geringfügig kleiner als diejenige der um die Kernformen 1 und Γ gewickelten Innenschicht 4 ist. Zum Übertragen der Außenflächenform des Formblocks 8 auf die Oberfläche der Kunstharzmörtelschicht wird der Formblock 8 gegen den auf die Innenfläche des zylindrischen Gehäuses 61 geschichteten Kunstharzrnörtel gedrückt, wobei die beiden Endbereiche des Formblocks 8 gegen den Innenrandabschnitt 71 der Teiiringe 7 gestoßen werden. Danach werden die Teilringe 7 von dem Element 6 der mehrteiligen Form abgenommen und das Element 6 wird auf die Innenschicht 4 gesetzt, so daß gemäß der Darstellung in Fig. 2 der Kunstharzmörtel mit der Innenschicht 4 in Berührung kommt. ^₅

Getrennt davon wird ein Kunstharzmörtel enthaltendes Element 6' hergestellt, wonach gemäß der Darstellung in F i g. 2 das Element 6 und das Element 6' der mehrteiligen Form so zusammengeklammert werden, daß die Stege 62 der Elemente aufeinandersitzen. Ein Überschuß an Kunstharzmörtel läuft aus den Auslaßöffnungen 64 aus. Zur Bildung der Zwischenschicht 5 aus Kunstharzmörtel, die an ihrem Mittelabschnitt dicker ist als an ihren Endabschnitten, wird der Zusammenbau in diesem Zustand für eine bestimmte Zeitdauer stehengelassen, um eine Aushärtung in einem bestimmten Ausmaß herbeizuführen, wonach vor einer vollständigen Aushärtung die mehrteilige Form aus den Elementen 6 und 6' abgenommen wird.

Bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausfüh- <,o rungsart wird die Innenschicht an Ort und Stelle an den Formen bzw. Kernformen ausgebildet. Im Gegensatz dazu wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel als Innenschicht ein gesondert hergestellter gehärteter zylindrischer Aufbau verwendet. _b5

In F i g. 6 bezeichnet 4 ein aus verstärktem Formungsmaterial geformtes und gehärtetes zylindrisches Gebilde, das als Innenschicht verwendet wird. Seine Endbereiche 12 und 12' sind als Muffenbereiche mit einem größeren Durchmesser als sein Mittelbereich 11 ausgebildet Obgleich es in der Zeichnung nicht gezeigt ist können zur Verbesserung der Haftung zwischen der Innenschicht 4 und der Zwischenschicht 5 während der Formung der Innenschicht in ihre Oberfläche kurze Fasern wie Glasfasern eingesetzt werden. Ferner bezeichnen in F i g. 6 die Bezugszeichen 1 und 1' jeweils einen Träger zur Anstützung der Innenscl.icht 4 an der Stützachse 2. Nach innen zu sind die Träger mit zylindrischen Abschnitten 21 und 21' ausgestaltet die einen solchen Außendurchmesser haben, daß sie in die Endbereiche bzw. Muffenbereiche 12 und 12' der zylindrischen Innenschicht 4 passen; nach außen zu sind an den Trägern Flanschen 22 und 22' ausgebildet. An der Innenseite der äußeren Umfangsränder der Flanschen 22 und 22' sind in Umfangsrichtung Ausnehmungen 23 und 23' ausgebildet. Die zylindrische Innenschicht 4 wird durch Einsetzen der zylindrischen Abschnitte 21 und 21' der Träger 1 und Γ in die Endbereiche 12 und 12' und Festsetzen der Zusammenstellung an der Stützachse 2 mittels der Haltevorrichtungen 3 und 3' montiert

Das Verfahren zur Ausbildung einer Zwischenschicht und einer Außenschicht an der Umfangsfläche der an den Trägern 1 und Γ abgestützten zylindrischen Innenschicht 4 ist im wesentlichen das gleiche wie das vorangehend bezüglich des ersten Ausführungsbeispiels beschriebene, im einzelnen wird ein Kunstharzmörtel auf die Innenfläche einer mehrteiligen Form gemäß der Darstellung in F i g. 5 geschichtet und der Kunstharzmörtel mittels eines Formblocks 8 der in Fig.4 gezeigten Art geformt. Danach werden zur Bildung einer Zwischenschicht die Elemente der mehrteiligen Form auf die zylindrische Innenschicht 4 gesetzt und nach zu einem gewissen Ausmaß erfolgter Aushärtung des Kunstharzmörtels abgenommen. Dann wird um die Zwischenschicht herum mit harzimprägniertem Verstärkungs-Formmaterial eine Außenschicht gebildet, wonach schließlich die Zwischenschicht und die Außenschicht ausgehärtet werden. Diese Vorgänge sind aus den F i g. 2 und 3 ersichtlich. Bei dem Verfahren wird sowohl gemäß dem ersten als auch gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der auf die Innenfläche der Elemente der mehrteiligen Form aufgeschichtete Kunstharzmörtel mittels eines Formblocks in die gewünschte Gestalt gebracht und dann als Zwischenschicht verwendet. Demgemäß kann mit dem Kunstharzmörtel eine dickere Zwischenschicht oder eine Zwischenschicht mit komplizierterer Form als beim Stand der Technik hergestellt werden. Insbesondere können beim zweiten Ausführungsbeispiel die Ausbildung der Innenschicht und die Ausbildung der Zwischenschicht und der Außenschicht in getrennten, voneinander unabhängigen Schritten bewerkstelligt werden. Dadurch kann die Benutzungszeitdauer der Träger (Kernform) verkürzt werden, so daß daher Rohrverbindungen mit höherer Produktivität hergestellt werden können. Da ferner beim zweiten Ausführungsbeispiel die Innenschicht ein gehärtetes zylindrisches Gebilde ist und steif ist, kann sie unmittelbar nach der Bildung einer Zwischenschicht und einer Außenschicht auf ihr (nämlich während eines noch ungehärteten Zustands dieser Schichten) vom Träger abgenommen werden. Demgemäß kann eine Anzahl von Kupplungselementen bzw. Perverbindungen unter Verwendung einer geringeren Anzahl von Trägern geformt werden.

Die vorstehenden Ausführungsbeispiele wurden im

Hinblick auf ein Kupplungs- bzw. Verbindungselement aus verstärktem Kunstharz beschrieben, das über seine ganze Länge eine Zwischenschicht aus gehärtetem Kunstharzmörtel hat. Das Verfahren ermöglicht es jedoch auch, eine Rohrverbindung herzustellen, die nur an ihren Muffenöffnungen eine Zwischenschicht aus gehärtetem Kunstharzmörtel hat, d. h. eine Rohrverbindung mit einem Aufbau, bei dem die Wand des Muffenabschnittes aus einer Innenschicht, die ein Härtungsprodukt sines verstärkten Kunstharz-Formungsmaterials ist, einer Außenschicht, die ein Härtungsprodukt eines verstärkten Kunstharz-Formungsmaterials ist, und einer Zwischenschicht besteht, die zwischen diese beiden Schichten gesetzt ist und die ein Härtungsprodukt eines Kunstharzmörtels ist Beispiele für derartige Rohrverbindungen sind in den F i g. 7 und 8 gezeigt.

In F i g. 7 sind die Innendurchmesser von Muffenbereichen 71 und 7Γ größer als diejenigen eines Zwischenbzw. Mittelbereichs 72,74 bezeichnet eine Innenschicht, die beispielsweise eine durch das in F i g. 1 gezeigte Verfahren gebildete Schicht ist oder ein gehärtetes zylindrisches Gebilde wie bei dem in F i g. 6 gezeigten Verfahren ist. 75 und 75' bezeichnen Zwischenschichten, die aus dem gleichen Kunstharzmörtel wie bei der vorangehenden Beschreibung auf der Innenschicht 74 an den Muffenbereichen 71 und 7Γ ausgebildet sind. Die Zwischenschichten 75 und 75' werden entsprechend dem unter Bezugnahme auf die Fig.4 und 5 vorangehend beschriebenen Verfahren dadurch ausgebildet, daß auf die Innenflächen von mehrteiligen Formen ein Kunstharzmörtel aufgeschichtet wird, die Oberflächen der Kunstharzmörtel-Schichten mittels eines Formblocks mit einer Gestalt geformt werden, die im wesentlichen der Gestalt der Innenschicht an den Muffenbereichen 71 und 7Γ entspricht, und die mehrteiligen Formen an die Innenschicht 74 angesetzt und danach entfernt werden. 79 bezeichnet eine Außenschicht, die durch Umwickeln der Zwischenschichten 75 und 75' an den Muffenbereichen 71 und 7Γ und der Innenschicht 74 an dem Mittelbereich 72 mit einem Verstärkungsmaterial wie einer Matte aus Glasfasern gebildet wird, welche mit einer Lösung imprägniert ist die ein Harz wie ungesättigtes Polyester und ein Härtungsmittel enthält Das nachfolgende Aushärten aller Schichten ergibt ein Kupplungs- bzw. Verbindungselement mit einem Aufbau, bei dem die Wände an den Muffenbereichen 71 und 7Γ aus der Innenschicht 74, die durch das Härtiingsprodukt eines verstärkten Kunstharz-Formmaterials gebildet ist der Außenschicht 79, die aus dem Härtungsprodukt des gleichen Materials gebildet ist, und Zwischenschichten 75 bzw. 75' bestehen, die aus dem Härtungsprodukt des Kunstharzmörtels gebildet sind, der jeweils zwischen die Innenschicht und die Außenschicht eingefügt ist und ■■> bei dem die Wand an dem Mittelbereich 72 aus der Innenschicht 74, die durch das Härtungsprodukt des verstärkten Formmaterials gebildet ist und der Außenschicht 79 besteht, die durch das Härtungsprodukt des gleichen Materials gebildet ist. ι» Die Fig.8 zeigt ein T-Stück. In dieser Figur bezeichnet 84 eine Innenschicht, die auf die gleiche Weise wie die Innenschicht 74 bei dem vorangehend beschriebenen Verbindungselement gebildet ist. 85, 85' und 85" bezeichnen Zwischenschichten, die auf die ι "> gleiche Weise wie die Zwischenschichten 75 und 75' des vorstehend genannten Verbindungselements gebildet sind. 89 bezeichnet eine Außenschicht, die auf die gleiche Weise wie die Außenschicht 79 bei dem vorangehenden Verbindungselement gebildet ist Die λι Aushärtung aller Schichten ergibt ein T-Stück mit einem Aufbau, bei dem die Wände von Muffenbereichen 81,81' und 81" aus der Innenschicht 84, die durch das Härtungsprodukt eines verstärkten Kunstharz-Formmaterials gebildet ist, der Außenschicht 89, die durch das 2i Härtungsprodukt des gleichen Materials gebildet ist, und den Innenschichten 85, 85' bzw. 85" bestehen, die durch das Härtungsprodukt des Kunstharzmörtels gebildet sind und die zwischen die Innenschicht und die Außenschicht gesetzt sind, und bei dem die Wand eines Zwischen- bzw. Mittelbereichs 82 aus der durch das Härtungsprodukt des verstärkten Kunstharz-Formmaterials gebildeten Innenschicht 84 und der durch das Härtungsprodukt des gleichen Materials gebildeten Außenschicht 89 besteht

J¹; Die Rohrverbindungen der in den F i g. 7 und 8 gezeigten Arten sind so beschaffen, daß die Wände der Muffenbereiche einen Dreischichtenaufbau aus einer Innenschicht und einer Außenschicht, die aus dem Härtungsprodukt eines verstärkten Kunstharz-Form-4» materials gebildet sind, und einer Zwischenschicht haben, die durch das Härtungsprodukt eines Kunstharzmörtels gebildet ist und zwischen die Innenschicht und die Außenschicht gesetzt ist Dementsprechend können die Muffenbereiche der Rohrverbindung durch eine äußere Belastung nur schwer plattgedrückt werden, so daß kein Wasseraustritt an dem Teilbereich auftritt an dem die Rohrverbindung an ein Rohr angeschlossen ist Da ferner die Wände der Rohrverbindung aus dem Härtungsprodukt eines verstärkten Kunstharz-Formungsmaterials bestehen, bersten sie nicht durch inneren Wasserdruck.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche: ■:-t if

1. Verfahren zur Herstellung eines Rohrverbinders aus verstärktem Kunstharz, bei dem auf einen Träger eine Innenschicht aus ungehärtetem, verstärkten Kunstharzmaterial aufgebracht, auf diese eine Zwischenschicht aus Kunstharzmörtel und um letztere eine Außenschicht aus harzimprägniertem Fasermaterial geschichtet werden und dieser Schichtkörper durch Erwärmen gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht zunächst in einer aus einem längsteilbaren Mantel und einem Kern bestehenden Form als Halbschalen hergestellt und mittels der Formmäntel auf die Innenschicht übertragen wird, daß nach teilweiser Härtung der Zwischenschicht die Formmäntel entfernt werden und daß dann die Außenschicht aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischen- und die Außenschicht auf die den Träger bildende Innenschicht aus gehärtetem, verstärkten Kunststoffmaterial aufgebracht werden.