DE69001141T2 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen gekruemmter staebe. - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum herstellen gekruemmter staebe.Info
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um kontinuierlich gekrümmte Stäbe mit konstantem oder nicht-konstantem Querschnitt herzustellen, mit Verstärkungselementen, die in ein stabilisierbares Material eingebettet sind.
- Solche gekrümmten Stäbe sind insbesondere, jedoch nicht ausschließlich verwendbar zur Herstellung von leichten Rohren hohen Widerstandes durch wendelförmiges Wickeln der profilierten gekrümmten Stäbe. Man hat bereits, beispielsweise in der französischen Patentschrift 2.312.356 vorgeschlagen, einen Stab aus armiertem Kunststoffmaterial herzustellen, indem man mit einem Gemisch aus Fäden hoher Festigkeit und vernetzbarem Kunststoffmaterial ein Formorgan in Rinnenform auskleidete, das um einen Dorn gewickelt war, wobei der Stab aus diesem Formorgan nach einer wenigstens teilweisen Vernetzung herausgezogen wurde, wobei diese Vernetzung aus einer thermischen Behandlung resultieren konnte.
- Bei der Erzeugung solcher profilierter gekrümmter Stäbe jedoch wird die Länge der durch die Maschine erzeugten Stäbe schnell aufgrund der begrenzten Anzahl von Windungen des Formorgans auf dem Dorn und der Vernetzungszeit eingeebnet, an denen die dem Formorgan angeordneten Stäbe befestigt sind. Die Anzahl der Wicklungen des Formorgans nämlich, von denen der größte Teil im Innern der Vernetzungsmittel angeordnet ist, ist insbesondere wegen der Vorschubschwierigkeiten des Formorgans auf dem Dorn begrenzt, wobei diese Schwierigkeit mit der Anzahl der Wicklungen oder Windungen zunehmen.
- Ziel der vorliegenden Erfindung ist somit die zur Verfügungstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die es ermöglichen, auf dem Dorn eine größere Anzahl von Windungen des Formorgans zu installieren, ohne die Qualität der Stäbe zu verändern und so gekrümmte Stäbe bei einer gesteigerten Kadenz zu erzeugen.
- Die vorliegende Erfindung schlägt ein neues Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung gekrümmter Stäbe konstanten oder nicht-konstanten Querschnitts mit Verstärkungselementen vor, die in ein stabilisierbares Material, welches im Innern eines Formorgans erzeugt wird, eingebettet sind, und das man um einen Dorn an einem ersten Ende wickelt und in welchem man mit stabilisierbarem Material imprägnierte Verstärkungselemente anordnet und dann zur Stabilisierung dieses Materials auf wenigstens einem Teil der Dornlänge übergeht. Dieses Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß man diskontinuierliche Axialverschiebungen des Formorgans relativ zum Dorn erzeugt, wobei die Verschiebungen in einem Sinne gerichtet sind, der eine Bewegung des Formorgans gegen ein zweites Ende des Dorns gegenüber diesem ersten Ende erzeugt und daß man das Formorgan vom Dorn in Höhe dieses zweiten Endes freigibt.
- Wenn das Formorgan auf den Dorn längs der Flanke einer Nocken - Trommel gewickelt wird, kann man die Axialverschiebungen durch eine alternative Translationsbewegung erzeugen, die eine Axialkomponente der Nocken - Trommel relativ zum Dorn hat.
- Wenn der Dorn translationsunbeweglich ist, kann man die Axialverschiebungen des Formorgans vermittels dieser Nocken - Trommel erzeugen.
- Man kann diese Verschiebungen bei einem im wesentlichen regelmäßigen Rhythmus relativ zur Rotationsfrequenz des Dornes erzeugen. Diese Verschiebungen können einheitlich eine Amplitude haben, die gleich dem Quotienten einer Querabmessung des Formorgans, gemessen längs der Achse des Dorns durch den Rhythmus dieser Verschiebungen ist.
- Die Einheitsamplitude der Verschiebungen kann zwischen zweimal der Abmessung des Formorgans und einem Zehntel dieser Abmessung des Formorgans betragen.
- Man kann Axialverschiebungen des Formorgans, indem man eine Axialbewegung des Dorns realisiert, erzeugen.
- Die Erfindung liefert im übrigen eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung der profilierten gekrümmten Stäbe ausgehend von mit stabiliserbarem Material imprägnierten Verstärkungselementen, mit Mitteln, um einen Dorn um eine Längsachse in Drehung zu versetzen, einem Formorgan, das um den Dorn aufwickelbar ist und ein Innenprofil hat, das die mit stablisierbarem Material imprägnierten Verstärkungselemente aufnimmt, Mitteln zur Führung des Formorgans beim Wickeln, Mitteln, um in das Formorgan mit stabilisierbarem Material imprägnierte Verstärkungselemente einzuführen, Mitteln zur Stabilisierung dieses stabilisierbaren Materials, die auf wenigstens einem Teil der Länge des Dorns angeordnet sind und es ermöglichen, diese Stäbe zu erhalten sowie Mitteln, um dieses Formorgan und diese gekrümmten Stäbe an einem Ende des Dorns herauszuziehen.
- Die Vorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß die Vorrichtung im übrigen Mittel zur diskontinuierlichen Verschiebung dieses Formorgans relativ zu diesem Dorn längs der Achse des Dorns und gegen dieses Ende, wo man das Formorgan und die gekrümmten Stäbe herauszieht, umfaßt.
- Die Führungsmittel können eine Nocken - Trommel mit einer Flanke umfassen, längs der dieses Formorgan aufgewickelt ist, wobei diese Nocken - Trommel längs der Achse des Dorns verschiebbar ist, und diese diskontinuierlichen Verschiebungsmittel können eine Hin- und Herbewegung der Nocken - Trommel relativ zum Dorn erzeugen.
- Der Dorn wird vorzugsweise fest sein und diese Nocken - Trommel beweglich längs der Achse des Dorns sein.
- Der Dorn kann axial beweglich sein und die Nocken - Trommel kann fest sein.
- Die Verschiebungsmittel können Verschiebungen bei einem Rhythmus zwischen 1/2 und 10 relativ zur Drehfrequenz des Dornes haben und die Amplitude der Verschiebungen kann im wesentlichen gleich dem Quotienten einer Querabmessung des Formorgans längs der Achse des Dorns, durch den Rhythmus dieser Verschiebungen sein.
- Unter Stabilisierung versteht man ein physikalisches oder chemisches Verfahren beispielsweise Schmelzen mit Kühlen oder Vernetzung, was es einem Körper ermöglicht, den man stabilisierbar qualifiziert, eine stabile Form einzunehmen. Die thermoplastischen, in der Wärme härtbaren oder elastomeren Materialen sind stabilisierbare Körper.
- Ein besseres Verständnis der Erfindung und ihrer Vorteile ergibt sich klar beim Lesen der folgenden Beschreibung, illustriert durch die beigefügte Figur 1, welche die Vorrichtung nach der Erfindung schematisiert.
- In dieser Figur 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine profilierte ausgenommene Form oder ein Formorgan, welches auf einem Dorn an einem ersten Ende aufgewickelt ist.
- Die Welle 3a des Dornes 3 ist mit Drehantriebseinrichtungen dieses Dorns verbunden, die beispielsweise eine Kette 4 umfassen, die auf ein auf die Welle 3a gekeiltes Zahnrad 5 greift.
- Die Welle 3a ruht auf dem Lager 6 vermittels Wälzlagern, wobei dieses Lager fest mit einem Chassis 7 ist.
- Vor dem Aufwickeln auf den Dorn 3 längs der Flanke der Nocken - Trommel 15 an einem ersten Ende des Dorns verläuft die profilierte Form zwischen den Führungsrollen 8 und 9.
- Die Nocken - Trommel 15 umfaßt eine wendelförmige Flanke bezogen auf die Längsachse des Dorns, wobei diese Flanke es ermöglicht, die Windungen der Form 1 korrekt zu positionieren.
- Das Formorgan 1 weist zwei parallele Längsnuten auf, die im Ausmaß des Wickelns auf den Dorn 3 mit Fäden 11 hoher Festigkeit oder Rovings gefüllt sind, die vorher mit einem stabilisierbaren plastischen Material imprägniert sind, das in der Lage ist, an diesen Fäden zu haften, wobei dieses Gemisch aus Fäden und stabilisierbarem Material die Kerne 16 des Profils bilden, die nach Stabilisieren und Extraktion des Dorns zu den gebogenen armierten Stäben werden.
- Die Fäden werden korrekt gegen das Formorgan 1 und mittels eines Organs 18, das fest bezüglich der Nocken - Trommel 15 ist, geführt, derart, daß ihre jeweilige Bewegung synchron ist.
- Die so ausgekleidete profilierte Form 1 geht dann in einen Ofen 14, wo sie einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird, die in der Lage ist, das plastische armierte Material, das sie umschließt, zu stabilisieren.
- Der Ofen wird mit Energie durch irgendein geeignetes Mittel wie beispielsweise das Kabel 14a gespeist, wenn man elektrische Heizmittel verwendet.
- An einem 2. Ende des Dorns zieht man aus der profilierten Form 1 die gekrümmten durch Formen hergestellten Stäbe 16 heraus. Man realisiert beispielsweise diese Extraktion, indem man die Form 1 dank Rollen 13 und l13a krümmt und indem man sie zwischen Gruppen von Stäben passieren läßt, die beispielsweise im Raum A geformt sind.
- Die gekrümmten armierten aus der Form 1 herausgezogenen Stäbe 16 werden gegen einen Speicher- oder Benutzungsort geführt und die Form kontinuierlich wieder verwendet nach Durchlauf in einer Vorrichtung 10 zum Reinigen der Form 1 durch ein zweckmäßiges Mittel.
- Die Nocken - Trommel 15 wird entsprechend einer hin- und hergehenden Bewegung in Translation vermittels mehrerer Stellzylinder 17 versetzt, die am Chassis 7 befestigt sind und gleichzeitig auf die Nocken - Trommel 15 wirken, um das Formorgan 1 gegen das zweite Ende des Dorns zu drücken. Die verwendeten Stellzylinder 17 sind hydraulische Stellzylinder, man kann aber ohne Nachteil sämtliche Arten von Stellzylindern wie elektrische Stellzylinder verwenden. Die Amplitude der Verschiebungen der Nocken - Trommel 15 (oder der Stellzylinder 17) hängt vom Rhythmus der Verschiebungen der Stellzylinder ab. Allgemein, unabhängig vom Verschieberhythmus der Stellzylinder ist die Axialverschiebung des Formorgans 1 vorzugsweise allein auf die Bewegungen der Nocken - Trommel 15 zurückzuführen.
- So ist vorzugsweise die Summe der Axialverschiebungen des Formorgans 1 gleich der Anzahl der Wickelumdrehungen auf dem Dorn 3 des Formorgans, multipliziert mit der Querabmessung des Formorgans längs der Achse des Dorns 1.
- Anders ausgedrückt, die Amplitude der Verschiebungen der Nokken - Trommel 15 ist vorzugsweise gleich dem Quotienten der Querabmessung des Formorgans längs der Achse des Dorns, durch den Rhythmus der Verschiebungen bezogen auf die Rotationsfrequenz des Dorns.
- Entsprechend insbesondere den Charakteristiken des Dorns, des Formorgans und der gekrümmten Stäbe adaptiert man den Verschiebungsrhythmus der Nocken - Trommel. Dieser Rhythmus ist vorzugsweise gleich 0,5 bis 10 Verschiebungen pro Dornumdrehung.
- Als nicht als begrenzend anzusehendes Beispiel hat man das Formorgan mit zwei Profilen mit einem rechteckigen Innenquerschnitt von 5 mm x 7 mm und einer Dicke der Außenwände und der Innentrennwände von 1 mm aus Polyamid 11 (im allgemeinen bezeichnet durch die Fabrikmarke Rilsan) nach einem klassischen Extrusionsverfahren realisiert. Man hat diese Nut bei einem Formvorgangmit 70 Gewichtsteilen kontinuierlicher Fasersträhnen aus eins innig gerichteten nicht verdrehten Glasfasern und 30 Gewichtsteilen eines Gemisches aus Epoxyharz vom Typ Bisphenol A-diglycidilethertyp (100 Teile) und 4,4'-Diaminodiphenylmethan (27 Gewichtsteile) ausgekleidet.
- Nach einem Durchlauf im Ofen 14 verläßt das Endprodukt den Dorn 3 und die erhaltene Wendel kann verwendet werden, um eine leichte widerstandsfähige Leitung zu realisieren.
Claims (12)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung gekrümmter
Stäbe mit konstantem oder nicht konstantem Querschnitt
mit Verstärkungselementen, die in ein stabilisierbares
Material eingebettet sind, das innerhalb eines Formorgans
(1) erzeugt ist, das man um einen Dorn (3) an einem
ersten Ende wickelt und in dem man Verstärkungselemente
(11) anordnet, die mit stabiliserbarem Material
imprägniert sind und dann zur Stabilisierung dieses
Materials auf wenigstens einem Teil der Länge des Dorns
übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß man diskontinuierliche
Axialverschiebungen bzw. Bewegungen des Formorgans (1)
relativ zum Dorn (3) erzeugt, wobei die Verschiebungen in
einem Sinn gerichtet sind, der eine Bewegung des
Formorgans (1) gegen ein zweites Ende des Dorns, das diesem
ersten Ende gegenüberliegt, erzeugt und daß man dieses
Formorgan vom Dorn in Höhe dieses zweiten Endes freigibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Formorgan auf den
Dorn (3) längs der Flanke einer Nocken-Trommel (15)
aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man diese
Axialverschiebungen durch eine alternative
Translationsbewegung mit einer Axialkomponente der Nocken-Trommel
(15) relativ zum Dorn (3) erzeugt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
dieser Dorn (3) translationsunbeweglich ist, und daß man
diese Axialverschiebungen des Formorgans (1) vermittels
dieser Nocken-Trommel (15) erzeugt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß man diese Verschiebungen bei einem im
wesentlichen regelmäßigen Rhythmus relativ zur
Rotationsfrequenz des Dorns (3) erzeugt und daß die Verschiebungen
einheitlich eine Amplitude haben, die im wesentlichen
gleich dem Quotienten einer Querabmessung des Formorgans
längs der Achse des Dorns (3) durch den Rhythmus dieser
Verschiebungen ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einheitsamplitude der Verschiebungen zwischen der
doppelten Abmessung des Formorgans und einem Zehntel
dieser Abmessung liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Axialverschiebungen des
Formorgans erzeugt, indem man eine Axialbewegung des Dorns
hervorruft.
7. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung der
gekrümmten Profilstäbe (16) ausgehend von Verstärkungselementen
(11), die mit stabilisierbarem Material imprägniert sind,
mit Mitteln (4, 5), um einen Dorn um eine Längsachse in
Drehung mitzunehmen, einem Formorgan (1), das um den Dorn
(3) aufwickelbar ist und ein Innenprofil hat, das die mit
stabilisierbarem Material imprägnierten
Verstärkungselemente (11) aufnimmt, Mitteln (15) zum Führen des
Formorgans (1) beim Aufwickeln, Mitteln zum Einführen - in das
Formorgan - der mit stabilisierbarem Material
imprägnierten Verstarkungselemente (11), Mitteln (14) zur
stabilisierung
dieses stabilisierbaren Materials, die auf
wenigstens einem Teil der Länge des Dorns (3) angeordnet sind
und es ermöglichen, diese Stäbe (16) zu erhalten, und
Mitteln (13, 13a), um dieses Formorgan (1) und diese
gekrümmten Stäbe (16) an einem Ende des Dorns (3)
herauszuziehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung im
übrigen Mittel (17) zur diskontinuierlichen Verschiebung
dieses Formorgans (1) relativ zu diesem Dorn (3) längs
der Achse des Dorns und gegen dieses Ende, wo man dieses
Formorgan und diese gekrümmten Stangen herauszieht, hat.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Führungsmittel eine Nocken-Trommel (15) mit einer
Flanke umfassen, längs der dieses Formorgan (1)
aufgewickelt ist, wobei diese Nocken-Trommel (15) längs der
Achse dieses Dorns verschiebbar ist und diese
diskontinuierlichen Verschiebungsmittel eine Hin- und Herbewegung
der Nocken-Trommel (15) relativ zum Dorn (3) erzeugen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Dorn (3) axial fest ist und diese Nocken-Trommel (15)
längs der Achse des Dorns beweglich ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verschiebemittel Verschiebungen
bei einem Rhythmus zwischen 1/2 und 10 relativ zur
Rotationsfrequenz des Dornes erzeugen und daß die Amplitude
der Verschiebungen im wesentlichen gleich dem Quotienten
einer Querabmessung des Formorgans längs der Achse des
Dorns durch den Rhythmus dieser Verschiebungen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß dieser Dorn axial beweglich längs der
Achse des Dornes ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß sie ein Führungsorgan (18) der Fäden
oder Drähte umfaßt, das so ausgelegt ist, daß es sich
synchron mit dieser Nocken-Trommel (15) verschiebt.
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