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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen rohrförmigen Hohlkörpers aus
Kunststoff.
Die erfindungsgemäss erhältlichen Hohlkörper können z. B. Rohre, rohrförmige Behälter oder Türme sein.
Das erfindungsgemässe Verfahren soll die Herstellung von rohrförmigen Hohlkörpern ermöglichen, deren
Stärke im voraus berechenbar ist, wie dies derzeit bei Verwendung bekannter Baustoffe, wie Stahlbeton, Stähle oder Holz, möglich ist. Erfindungsgemäss sollen ferner, vorausgesetzt, dass entsprechende Anlagen zur Verfügung stehen, Produkte aus verstärkten Kunststoffen unmittelbar an Ort und Stelle hergestellt werden können, wenn grosse Hohlkörper, wie grosse Rohrsysteme, Behälter oder Türme, erhalten werden sollen, und soll das gleiche
Verfahren zur Herstellung von Produkten mit kleineren Abmessungen in Werkstätten oder Anlagen mit entsprechenden Vorrichtungen kontinuierlich oder diskontinuierlich anwendbar sein.
Erfindungsgemäss wird von dem aus der deutschen Offenlegungsschrift 2019241 bekannten Verfahren zum
Herstellen eines mehrschichtigen rohrförmigen Hohlkörpers aus Kunststoff ausgegangen, bei dem mindestens ein
Streifen aus Kunststoff schraubenförmig mit Abstand zwischen seinen Windungen gewickelt wird und auf der
Innen- und der Aussenseite dieser Wicklung Deckschichten aus Kunststoff gebildet werden. Die erfindungsgemässe
Verbesserung dieses Verfahrens besteht darin, dass in den schraubenförmigen Zwischenraum zwischen den
Windungen des Streifens ein härtbarer Kunststoff zur Bildung eines Verstärkungssteges eingebracht und mit den als Verstärkungsschichten dienenden Deckschichten aus härtbarem Kunststoff verbunden wird.
Der Kunststoff der beiden Deckschichten wird häufig ganz oder teilweise mit geeignetem
Verstärkungsmaterial, etwa einem Gewebe, Filz, Matten, Fäden bzw. Drähten, körnigen Einlagen u. dgl., versehen.
Auch der Kunststoff des Verstärkungssteges kann mit Fäden oder Fasern gefüllt sein. Vorzugsweise werden dabei die Fäden oder Fasern vor ihrem Einlegen in den Zwischenraum mit Kunststoff getränkt, wodurch auf ein gesondertes Einbringen von Kunststoff in den Zwischenraum verzichtet werden kann.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass Hohlkörper herstellbar sind, die trotz der Verwendung von
Kunststoff in herkömmlicher Weise wie bei Stahlbeton, Stahl oder Holz berechenbar sind. Bei den erfindungsgemäss hergestellten Hohlkörpern kommt dem Verstärkungssteg zwischen den Deckschichten eine festigkeitssteigernde Funktion zu, wobei die Festigkeit je nach den Abmessungen und der Lage entsprechend der zu schaffenden Hohlkörper berechnet ist. Das erfindungsgemässe Verfahren ist also sehr flexibel und gestattet die
Schaffung von Hohlkörpern, die für den einzelnen Fall und den bestimmten Verwendungszweck berechnet sind.
Es ist zwar ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens, dass rohrförmige Hohlkörper praktisch an beliebiger Stelle gefertigt werden können, was sich insbesondere bei grossen Hohlkörpern vorteilhaft auswirkt. Anderseits besteht selbstverständlich die Möglichkeit, nach dem erfindungsgemässen Verfahren auch fabrikmässig zu arbeiten.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemässe Verfahren so durchgeführt, dass die Bildung der beiden
Deckschichten und das Einbringen der Verstärkungswendel mit dem gleichen härtbaren Kunststoff erfolgen.
Neben Vorteilen der Vereinfachung des Verfahrens, dass nämlich nur ein einziger Kunststoff vorrätig gehalten werden muss, ergibt sich hiedurch eine besonders innige Verbindung der beiden Deckschichten mit der
Verbindungsrippe. Vorzugsweise findet wärmehärtbarer Kunststoff Verwendung, der sich insbesondere durch Polymerisation härten lässt.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Darstellungen an mehreren Beispielen noch näher erläutert. Dabei werden beispielhafte erfindungsgemäss hergestellte Hohlkörper, Verfahrensführungen und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens erläutert. Es zeigen : Fig. l eine schematische Darstellung der wichtigsten Stufen eines ersten Beispiels des erfindungsgemässen Verfahrens ; die Fig. 2 und 3 Teillängsschnitte von nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten rohrförmigen Hohlkörpern ; die Fig. 4 und 5 schematisch die wichtigsten Stufen einer Ausführungsweise des erfindungsgemässen Verfahrens, das sich zur Herstellung eines rohrförmigen Hohlkörpers von unbestimmter Länge eignet ;
Fig. 6 schematisch die Anbringung von Verstärkungsbändern auf die Seitenflächen eines Streifens ; die Fig. 7 und 8 schematische Darstellungen der wichtigsten Stufen eines zweiten Beispiels des erfindungsgemässen Verfahrens in Anwendung auf die Herstellung eines grossen zylindrischen Hohlkörpers mit vertikaler Achse ; die Fig. 9, 10 und 11 schematische Darstellungen der wichtigsten Stufen eines dritten Beispiels des erfindungsgemässen Verfahrens in Anwendung auf die Herstellung eines grossen zylindrischen Hohlkörpers mit vertikaler Achse ; Fig. 12 ist ein schematischer Längsschnitt eines nach dem Verfahren gemäss den Fig. 9, 10 und 11 erhaltenen Hohlkörpers.
Das in Fig. l veranschaulichte Beispiel des erfindungsgemässen Verfahrens eignet sich insbesondere für rohrförmige Hohlkörper vorbestimmter Länge. Auf eine Schalung in Form einer rotierbaren Spindel--12-- werden nach dem Auftragen der aus wärmehärtbarem Kunststoff bestehenden tragenden Deckschicht--14-eine oder mehrere Windungen eines Schaumstoffstreifens--17a--, beispielsweise aus Polyurethan, aufgewickelt.
Die Ränder der Windungen des Streifens--17a--liegen nicht unmittelbar nebeneinander, sondern sind so weit voneinander entfernt, dass schraubenförmige Zwischenräume--21 a--entstehen. Sobald der Streifen--17a--aufgebracht ist, werden die Zwischenräume --21a-- mit verstärktem, wärmehärtbarem Kunststoff zur Bildung eines Verstärkungssteges aufgefüllt. Darüber wird die tragende Deckschicht--22-aufgetragen.
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Der Wandungsaufbau der rohrförmigen Struktur nach Abnahme von der Spindel geht aus den Fig. 2 und 3 hervor. Die durch den Streifen--17a--gebildete Zwischenschicht--17--besteht aus Schaumkunststoff, der eingebrachte Verstärkungssteg ist mit--23 bzw. 26--bezeichnet. In den in Fig. 3 erkennbare Verstärkungssteg - sind kontinuierliche Fasern, beispielsweise Glasfasern, eingebettet, die mit dem Kunststoff der Deckschicht --14-- oder einem andern Kunststoff getränkt sind.
Beim Verfahren gemäss den Fig. 4 und 5 wird ein kontinuierlicher Schaumstoffstreifen-31-- vorbestimmter Dicke, beispielsweise aus Polyurethan, an seinen Rändern durch Verkleidungsbänder--32--aus verstärktem wärmehärtbarem Kunststoff verstärkt, beispielsweise nach der in Fig. 6 dargestellten Methode. Nach
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der Dicke und der Form des Streifens--31--entsprechenden Umfangsausnehmung versehen sind.
Der Schaumstoffstreifen--31--wird durch Einführen in eine an sich bekannte, schematisch dargestellte Formvorrichtung --33-- schraubenlinienförmig zusammengerollt. Die nebeneinanderliegenden Bänder - haften aneinander, so dass ein kontinuierlicher Rohrkörper --34-- entsteht. Durch das
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--32-- entsteht--38a-- von einem feststehenden Arm--39--im Inneren des Rohrkörpers --34-- gehalten wird.
Auf die Herstellung von grossen zylindrisch geformten Hohlkörpern mit senkrechter Achse, wie etwa senkrecht stehenden Grossbehältern, deren Bau erst nach der Einrichtung einer Werkstätte am Standort erfolgen kann, sind die bereits im Zusammenhang mit den in waagrechter Lage hergestellten Tragstrukturen beschriebenen Verfahren mit den entsprechenden Abänderungen anwendbar. Die Ausführungsweise des erfindungsgemässen Verfahrens gemäss den Fig. 7 und 8 sieht insbesondere die Verwendung einer ausziehbaren zylindrischen Schalung
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vor,--40-- angeordneten Gleisen--45--fahrbar ist.
Sobald die Deckschicht --41-- aufgetragen ist, wird auf diese eine wendelförmige Lage eines Streifens --46-- aus Schaumstoff, beispielsweise Polyurethan, aufgetragen. Das Auftragen des Streifens --46-- zu einer Schicht--47--kann mittels einer Spule--48--erfolgen, die auf einem in senkrechter Richtung auf dem Gerüst--50--verschiebbaren Rahmen--49--angebracht ist, wobei das Gerüst --50-- von einem weiteren, auf den Gleisen --45-- beweglichen Wagen --51-- getragen wird.
Der Schaumstoffstreifen--46--kann auf die Deckschicht--41--in durch einen schraubenförmigen Zwischenraum voneinander getrennten Windungen aufgewickelt werden, so dass mit der Auftragung einer weiteren, äusseren Deckschicht--52--der Verstärkungssteg zwischen den Deckschichten--41 und 52-entsteht.
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Einrichtung--42--oder durch eine weitere, nicht dargestellte, gleichwertige Einrichtung.
Alternativ kann das Band--46--seinerseits an den Rändern verstärkt werden, entsprechend der in Fig. 6 dargestellten Methode. In diesem Fall kann das Aufwickeln des Streifens--46--um die Schalung-40-- und über die Deckschicht --41-- so erfolgen, dass die Ränder direkt miteinander in Berührung kommen, wodurch der tragende Verstärkungssteg, welcher die Verbindung mit der äusseren Deckschicht--52--herstellt. gebildet wird.
Sobald ein erster Abschnitt in vorbestimmter, durch die Schalung--40--bedingter Höhe fertiggestellt ist, wird dieser Abschnitt entsprechend der schematischen Darstellung in Fig. 8 durch eine auf einem Mast - -401-- angebrachte Hebevorrichtung --400-- auf der Schalung--40--gleitend hochgezogen. Der freigewordene Teil der Schalung --40-- wird auf diese Weise für die Herstellung eines zweiten Abschnitts usw. verwendet, bis die gesamte zylindrische Struktur fertiggestellt ist. Zylindrische Strukturen mit senkrechter Achse lassen sich auch nach dem Verfahren gemäss den Fig. 9 bis 11 herstellen. Hiebei wird eine ablösbare Schalung --53-- an Ort und Stelle vorgesehen.
Die Aussenfläche der Schalung--53--wird durch einen Schaumstoffstreifen--54--, beispielsweise aus Polyurethan, schraubenlinienförmig umwickelt. Dieses Band weist vorzugsweise verstärkte Ränder auf, in Übereinstimmung mit der in Fig. 6 gezeigten Methode. Das Auflegen des Streifens --54-- kann durch Abwicklung von einer Spule --55-- erfolgen, die von einem Rahmen getragen wird, der mit einem Schlitten
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--57-- auf der Säule oder dem Gerüst-58-in senkrechter Richtung verschiebbar ist, wobei diese Säule ihrerseits auf einem Wagen --59-- ruht, der auf konzentrisch um die Schalung --53-- angeordneten Gleisen --60-- fahrbar ist.
Sobald die Windungen des Streifens --54-- vollständig aufgelegt sind und somit die Herstellung einer insgesamt mit --61-- bezeichneten Schicht abgeschlossen ist, wird auf diese Schicht --61-- eine Deckschicht--62--aus wärmehärtbarem verstärktem Kunststoff aufgebracht. Das Auftragen der Deckschicht --62-- erfolgt durch eine schematisch dargestellte Spritzeinrichtung--63--, die auf dem Schlitten --64-- in senkrechter Richtung längs der Säule-65-eines Gerüsts beweglich ist, das auf dem
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in der Lage ist, sich selbst zu tragen. Wenn die Schalung--53--entfernt ist, wird auf die Innenoberfläche der Schicht--61--eine tragende Deckschicht --67-- aus verstärktem wärmehärtbarem Kunststoff aufgetragen.
Das Auftragen dieser Deckschicht --67-- erfolgt durch eine Einrichtung, die insgesamt mit-68bezeichnet ist und der bei der Auftragung der Deckschicht --62-- in Fig. 10 erläuterten entspricht.
Die Erfindung gestattet die Herstellung von Strukturen verschiedenster Form und Abmessung, wie kontinuierlicher Rohrkörper, Rohrkörper vorbestimmter Länge, grosser zylindrischer Strukturen, Schiffsrümpfen beliebiger Tonnage und Abmessung. Da die verwendeten Kunststoffe in bezug auf ihre inneren Eigenschaften, wie Widerstandsfähigkeit gegen chemische, biologische und sonstige Einwirkungen, wählbar sind, können die nach den erfindungsgemässen Herstellungsverfahren hergestellten Hohlkörper mit den spezifischen Eigenschaften oder Merkmalen an jenen besonderen Stellen, wo diese Eigenschaften erforderlich sind, geplant werden.
Die hergestellten Hohlkörper können an ihrer Oberfläche durch das Auftragen von weiteren Schichten, die den Aussenflächen besondere Eigenschaften auch ästhetischer Natur verleihen, weiterbehandelt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen rohrförmigen Hohlkörpers aus Kunststoff, bei dem mindestens ein Streifen aus Kunststoff schraubenförmig mit Abstand zwischen seinen Windungen gewickelt wird und auf der Innen- und der Aussenseite dieser Wicklung Deckschichten aus Kunststoff gebildet werden,
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