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Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Rohren aus härtbarem Kunststoff
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärken Rohren aus härtbarem Kunststoff. Es sind Einrichtungen dieser Art bekannt, bei welchen in eine Rohrform eine Rohfasermatte eingelegt und anschliessend der flüssige Kunststoff in die Form eingebracht und durch Rotieren der Form einer Schleuderwirkung ausgesetzt wird. Diese Einrichtungen besitzen den Nachteil, dass sich die Matten beim Rotieren der Form unter der Einwirkung der Zentrifugalkräfte verformen und strecken und in manchen Fällen sogar reissen, abgesehen davon, dass das einwandfreie Einbringen der Fasermatten umständlich ist. Ausserdem ergibt die Struktur dieser Matten eine ungleiche Verteilung des Kunststoffes, was an den verschiedenen Rohrstellen zu ungleicher Festigkeit führt.
Man hat deshalb schon vorgeschlagen, die Rohfaserverstärkung in Form loser Fasern in der rotierenden Rohrform zu verteilen und so eine gleichmässige Verteilung dieser Fasern zu erzielen ; dabei wurde so vorgegangen, dass das Fasermaterial als endloser Faden einem in der Rohrform hin- und herbeweglichen Schneidkopf zugeführt und dort zu kleinen Fasern geschnitten wurde, wobei der Schneidkopf auf einem freitragenden längs der Rohrachse hin- und herbeweglichen Arm montiert war. Ein solcher freitragender Arm bedingt einerseits eine relativ grosse Baulänge der Einrichtung, da der Arm in der vollständig zurückgezogenen Lage mindestens um Rohrformlänge aus dieser Form herausragt, und anderseits lassen sich auf diese Weise nur relativ kurze Rohre herstellen, da man den freitragenden Arm aus naheliegenden Gründen nicht beliebig lang wählen kann.
Erfindungsgemäss wird dieser Nachteil bei einer Vorrichtung, die eine drehbare Rohrform sowie eine Zufuhr- un Verteileinrichtung für das Fasermaterial und den Kunststoff besitzt, welche durch eine flexible Leitung verbunden sind, dadurch vermieden, dass die Zuführeinrichtung für das Fasermaterial und den Kunststoff ausserhalb der Rohrform ortsfest angeordnet und auf einer im Bereich der beiden Rohrformenden abgestützen Führung mindestens eine Verteileinrichtung ausschliesslich im Forminnenraum längs der Rohrformachse hin- und herbewegbar vorgesehen ist. Damit wird ein sich aus der Rohrform herausbewegender freitragender Verteilarm vermieden.
Die beidseitige Abstützung der Verteilvorrichtung ermöglicht relativ lange Rohrformen, während die Gesamtbaulänge der Vorrichtung relativ klein bleibt, da die Verteilvorrichtung als Ganzes stets innerhalb der Rohrform verbleibt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung schematisch und zum Teil im Schnitt dargestellt. Die Vorrichtung besitzt eine zylindrische Rohrform die mittels äusseren Laufringen-2-auf Rollen-3--gelagert und zusätzlich am einen Ende mittels Streben --4-- an einem ortsfesten Lager --5-- abgestützt ist. Die dem vom Lager-5-
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erfolgen könnte.
Mit der mittleren Rolle --2-- wirkt eine Bremsvorrichtung --8-- zusammen. Unmittelbar ausserhalb der beiden Rohrformenden sind zwei ortsfeste abgestützte Umlenkrollen --9, 10- für ein endloses Transportglied --11-- einer Verteilvorrichtung vorgesehen ; das
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Transportglied --11-- (z.B. eine Kette oder ein Kabel) erstreckt sich achsparallel durch die Rohrform - und ist über die umlenkrolle --9-- durch einen Antriebsmotor --12-- mit
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--14-- angebracht,--11-- innerhalb der Rohrform hin- und herbewegbar ist. An die Verteileinrichtung --14-- ist mittels eines flexiblen Schlauches --15-- eine Kunststoff-Zuführvorrichtung angeschlossen.
Diese stationäre Zuführvorrichtung besitzt beim dargestellten Ausführungsbeispiel vier an den Schlauch - 15-angeschlossene Pumpen-16--, die je mit einem separaten Behälter-17-für verschiedene Kunststoffe bzw. Kunststoffkomponenten in Verbindung stehen. Ein weiterer, mit dem Schlauch --15- in Verbindung stehender Behälter--18--, der an eine Druckluftleitung--19-angeschlossen ist, enthält ein dem Kunststoff eventuell beizumischendes Füllmaterial.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist ausser dem Behälter --18-- auch der flexible Schlauch --15-- über ein steuerbares Ventil--20 bzw. 21- an die Druckluftleitung --19-- angeschlossen, während die zu den Pumpen --16-- führenden Abzweigungen vom Schlauch --15-- je mit einem Rückschlagventil versehen sind. Mit der beweglichen Verteileinrichtung --14-- steht ferner eine stationäre Zuführvorrichtung für Rohfasermaterial in Verbindung. Diese Vorrichtung besitzt ein Faserschneidgerät - -23--, das von einer Vorratsspule --24-- gespeist wird und dessen Auslass mittels eines flexiblen Schlauches--25-an die Verteileinrichtung --14-- angeschlossen ist.
Zwecks Förderung der im Gerät --23-- geschnittenen Fasern zur Verteileinrichtung--14--bzw. zwecks Entleerung der Verteileinrichtung-14-, ist der Schlauch --25-- über zwei steuerbare Ventile-26, 27- an die Druckluftleitung--19--angeschlossen. Am zuführseitigen Ende der Rohrform--l--ist ferner ein Abluftventilator --28-- angeordnet.
Die Rohrform--l--ist von einer Heiz-bzw. Kühlschlange--29--umgeben. Diese Rohrschlange --29-- steht über einen Anschlusskopf-30-und je ein steuerbares Ventil-31
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--34-- in--36-- angeschlossen, die mit einer Wasserheizvorrichtung--37--in Verbindung steht. Vom Anschlusskopf--30--führt ausserdem über ein steuerbares Ventil--40--eine über ein steuerbares Ventil --39-- an einem nicht gezeichneten Kondensator angeschlosssene Rücklaufleitung-38-
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Die erfmdungsgemässe Vorrichtung ist durch eine elektrische z. B. mittels Lochkarten betätigbare, nicht gezeichnete Steuervorrichtung steuerbar. Zu diesem Zweck sind die Elemente --6,7,8,12,13,16,20,21,23,26,27,28,31,32,35, 36,37,39,40 und 41-durch elektrische Leitungen mit der Steuervorrichtung verbunden.
Beim Betrieb der erfindungsgemässen Vorrichtung wird bei rotierender Rohrform einerseits Fasermaterial vom Schneidgerät --23-- und anderseits der gewünschte Kunststoff (und eventuell Füllmaterial) dem Verteilkopf --14-- zugeführt, der durch das Transportorgan-11kontinuierlich hin-und herbewegt wird. Gleichzeitig wird der Rohrschlange --29-- Heisswasser zugeführt. Nachdem die zur Erzielung der gewünschten Rohrwandstärke notwendige Faser- und Kunststoffmenge der Rohrform zugeführt ist, wird letztere zur einwandfreien Verdichtung des Materials mit höherer Drehzahl angetrieben, worauf der Rohrschlange--29--zwecks Abkühlens des in der Form--l--gebildeten Rohres Kühlwasser zugeführt wird. Anschliessend wird das fertige Rohr durch geeignete, nicht näher dargestellte Ausstossmittel aus der Form ausgestossen.
Aus dem Vorangehenden ist ersichtlich, dass die Baulänge der Vorrichtung nicht durch ein ausserhalb der Rohrform um dessen Länge hin- und herbewegliches Transportorgan für den Verteilkopf unnötig vergrössert wird, da die Verteilvorrichtung als Ganzes stationär ist und ihr bewegliches Element --14-- zwischen den zwei annähernd im Abstand der Rohrformlänge angeordneten Umlenkorganen --9, 10-- verbleibt. Anderseits ermöglicht es die Doppelabstützung des Transportorgans an beiden Rohrformenden relativ lange Rohrformen zu verwenden und somit entsprechend lange Rohre herzustellen.
Im Vorangehenden wurde angenommen, dass eine zylindrische, mit ihrer Achse horizontal liegende Rohrform vorgesehen ist. Die Rohrform kann aber auch irgend eine andere, z. B. konische oder abgesetzte Rotationsform aufweisen und ihre Achse könnte auch mehr oder weniger zur Horizontalen geneigt sein.
Als Kunststoff kann ein wärmehärtender oder ein mit Lösungsmittel versehener Kunststoff verwendet werden ; es können Ein- oder Mehrkomponentenkunststoffe verwendet werden. Als Rohfaser
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zur Armierung wird zweckmässig Glas verwendet. Beim beschriebenen Beispiel wird flüssiger Kunststoff zugeführt ; dieser Kunststoff könnte aber auch in Pulverform zugeführt und erst in der beheizten Rohrform zum Schmelzen gebracht werden. Anstatt die Rohfasern ausserhalb der Rohrform zu schneiden, könnte auch ein Faden dem Verteilkopf zugeführt und erst dort zu Fasern geschnitten werden.
Anstatt den flüssigen Kunststoff durch den als Spritzorgan wirkenden, in Längsrichtung der Rohrform hin- und herbeweglichen Verteilkopf in der Rohrform zu verteilen, könnten zu diesem Zweck auch eine Vielzahl von über die Rohrformlänge verteilt angeordneteten Düsen vorgesehen sein ; ferner wäre es möglich, eine beiderends abgestützte, sich durch die Rohrform hindurch erstreckende Rinne vorzusehen, welcher der flüssige Kunststoff in gewünschter Menge zugeführt wird und die anschliessend durch Kippen entleert wird ; der Verteilkopf würde in diesem Fall ausschliesslich der Rohfaserzufuhr dienen. Ferner ist es möglich, Fasern und Kunststoff nicht getrennt, sondern als fertig vorbereitetes Gemisch dem Verteilkopf in der Rohrform zuzuführen.
Anstatt die Verteilung von Kunststoff und/oder Rohfaser mittels eines sich über die ganze Rohrformlänge hin- und herbewegenden Verteilkopfes vorzunehmen, könnten auch mehrere Verteilköpfe am Transportorgan vorgesehen sein, das in diesem Fall nur um einen entsprechenden Bruchteil der Rohrformlänge hin- und herbewegt werden muss.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann zufolge der vorgesehenen Zuführelemente und Steuermöglichkeiten den verschiedensten Anwendungsfällen angepasst werden. Auch das Reinigen der Faser- und Kunststoffleitungen durch Ausblasen mit Druckluft kann im Steuerprogramm vorgesehen sein. Aus Sicherheitsgründen ist zweckmässig eine Warnvorrrichtung in der Zeichnung z. B. durch ein Signalhorn-42-angedeutet, vorgesehen, die bei Ausfall des einen oder andern Aggregates oder irgend einer andern Stärung wirksam wird.
Im Ausführungsbeispiel wurde angenommen, dass das in Form eines Fadens vorliegende Fasermaterial entweder in der Zuführvorrichtung oder in der Verteilvorrichtung zu kurzen Fasern geschnitten wird, die dann in der Rohrform durch die Verteilvorrichtung verteilt werden. Es ist aber auch möglich, das Fasermaterial durch einen hin- und hergehenden Verteilkopf in Fadenform abzugeben, so dass der Faden in der Rohrform längs Mantellinien nach unten fällt und von der rotierenden Form mitgenommen wird. Die aus Rohfasermaterial bestehende Armierungseinlage wird dann durch eine endlosen, in vielen längs der Rohrachse nebeneinander liegenden Windungen verlegten Faden gebildet ; dies führt zu besonders grossen Rohrfestigkeiten. Zweckmässig ist der Fadenverteilkopf längs einer die Rohrform durchsetzenden, kippbaren Kunststoffverteilrinne hin- und herbewegbar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärken Rohren aus härtbarem Kunststoff, die eine drehbare Rohrform sowie eine Zuführ- und Verteileinrichtung für das Fasermaterial und den Kunststoff
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angeordnet und auf einer im Bereich der beiden Rohrformenden abgestützten Führung (11) mindestens eine Verteileinrichtung (14) ausschliesslich im Forminnenraum längs der Rohrformachse hin- und herbewegbar vorgesehen ist.
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