Verfahren zur Herstellung von armierten Kunststoffrohren mit wenigstens einer Lage Armierung
Gemäss einem bekannten Verfahren werden armierte Kunststoffrohre so hergestellt, dass man die Armierung in die Form eines Bandes webt, welches auf eine Form, z. B. auf eine Walze aufgewickelt wird, worauf man die Armierung mit dem Kunststoff tränkt, bis die gewünschte Wandstärke des Rohres erreicht ist. Das Durchführen dieses Verfahrens und auch anderer grundsätzlich ähnlicher Verfahren ist umständlich und teuer und die dabei hergestellten Kunststoffrohre sind in vieler Hinsicht mangelhaft. So ist im allgemeinen ihre Wandstärke nicht durchwegs gleichbleibend und ihre Mantelfläche ist unregelmässig und nicht genügend glatt. Auch bezüglich der Festigkeit bleiben eine Anzahl Anforderungen unerfüllt, zumal die Rohre bevorzugte Knickrichtungen besitzen.
Dies ist eine Folge der Notwendigkeit das Armierungsband mit einer Steigung aufzuwickeln, wobei die Armierungsfaser - meist Glasfaser - in unterbrochene Lagen zu liegen kommen. Besonders ungünstig wirkt sich dieser Umstand dann aus, wenn die Rohre z. B. auf Biegung beansprucht werden.
Zweck der Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung von armierten Kunststoffrohren zu schaffen, bei welchen die erwähnten Nachteile vermieden werden. Kennzeichnend dabei ist, dass man die vorgeformte Armierung in eine drehbare Form legt, welche dann beiderends wenigstens in einem im Umfangssinne geschlossenen Randbereich verschlossen und in Drehung versetzt wird, dass eine vorbestimmte Kunststoffmenge in flüssigem Zustand längs der Drehachse der Form in diese eingeführt und in einem längs der Drehachse hin und her wandernden freien Strahl ausgegossen wird, so dass sich der Kunststoff an der Wandung der Form verteilt, die Armierung einschliesst und beim Erstarren ein Rohr mit gleichmässiger Wandstärke bildet, worauf die Form angehalten und geöffnet wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird an Hand der beiliegenden Zeichnung, in welcher eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt ist, nachfolgend rein beispielsweise erläutert.
Die Vorrichtung weist eine hohkrlindrische Form 1 auf, deren innere Fläche glatt, vorzugsweise geschliffen ist. Die Form 1 ist in nicht näher dargestellter Weise um die eigene Achse drehbar gelagert. An beiden Enden der Form 1 smd Ringfiansche 2 vorgesehen, an denen Endscheiben 3 und 4 lösbar befestigt sind. Die Endscheiben 3 und 4 liegen dichtend' an den Ringflanschen 2 auf. Im Zentrum der Endscheibe 4 ist eine Bohrung 5 vorgesehen, und eine Ausgiessrinne 6 erstreckt sich durch die Bohrung 5 in das Innere der Form. Die Ausgiessrinne 6 ist mit einem Tiegel verbunden, welcher den giessfertigen Kunststoff in flüssigem Zustand enthält und welcher derart verschiebbar geführt ist, dass die Ausgiessrinne in der Form zwischen den Endscheiben 3 und 4 hin und her gefahren werden kann.
Vor dem Giessen wird zunächst die vorgeformte Armierung in die Form eingelegt. Es spielt dabei keine Rolle, aus welchem Material die Armierung besteht, ob es Giasfaser-, Metall-odor Textilgewebe oder dergleichen ist. Auch die Form der Armierung ist unwesentlich, es können Bänder, Matten und andere Gebilde zur Verwendung kommen.
Zum Einlegen der Armierung können auch Hilfsmittel, z. B. ein Halbkartonrohr oder dergleichen, zu Hilfe genommen werden, wobei freilich das Hilfsmittel aus der Form wieder herausgenommen wird. Nachdem die Armierung in die Form 1 gelegt wurde, werden die Endscheiben 3 und 4 dichtend aufgesetzt und die Ausgiessrinne durch die Bohrung 5 in die Form eingeführt. Bei Drehen der Form 1 wird der flüssige Kunststoff durch die Ausgiessrinne 6 in das Innere der Form geleitet und gelangt vom Ende der Rinne 6 in freiem Strahl auf die Wandung der Form, wo er sich unter der Wirkung der Zentrifugalkraft verteilt.
Gleichzeitig wird die Ausgiessrinne 6 längs der Drehachse der Form 1 hin und her geschoben, wobei der Ausgiessstrahl zwischen den beiden Endscheiben hin und her wandert. Demzufolge und zufolge der Drehung der Form gelangt der Ausgiessstrahl an einen immer anderen Teil der Wandung der Form 1, so dass das Verteilen des Kunststoffes stark beschleunigt wird.
Die Drehgeschwindigkeit der Form bzw. die Geschwindigkeit des Oszillierens des Ausgiessstrahles kann von Fall zu Fall verschieden gewählt werden. Nachdem eine vorbestimmte Kunststoffmenge entsprechend der Grösse und Wandstärke des herzustellenden Rohres ausgegossen worden ist, wird der Giessvorgang selber abgebrochen, die Form jedoch vorzugsweise weitergedreht, bis der Kunststoff erstarrt. Dabei tritt eine gewisse Schrumpfung auf, die das leichte Herausnehmen des Rohres aus der Form ermöglicht.
Das in dieser Weise hergestellte armierte Kunststoffrohr zeichnet sich durch eine hohe Oberflächengüte, durch die Gleichmässigkeit der Wandstärke und der Festigkeit aus.
Das beschriebene Verfahren ist einfach durchführbar und gestattet das beträchtliche Senken der Herstellungskosten. Es ermöglicht ausserdem das Herstellen von Rohrformen und Dimensionen, welche mit bekannten Verfahren nur teuer, oder überhaupt nicht hergestellt werden können. So können die Kunststoffrohre verhältnismässig lang und von grossem Durchmesser sein. Man kann - wie dies ohne weiteres einzusehen ist - Rohre mit mehreren Armierungslagen herstellen, indem z. B. nach dem Fertigstellen eines die äusserste Armierung enthaltenden Kunststoffrohres in dieses eine weitere Armierungslage eingelegt und eine weitere Kunststoffmenge vergossen wird.
Anderseits besteht die Möglichkeit, mehrere Kunst stoffrohre der Länge nach aneinanderzufügen, indem an einem bereits fertiggestellten Rohr ein weiteres Rohr angegossen wird. In einem solchen Fall wird z. B. der erste fertiggestellte Rohrabschnitt nicht vollständig aus der Form gezogen, wobei der in die Form einragende Rohrabschnitt die Endscheibe ersetzt, das betreffende Ende der Form in einem im Umfangssinne geschlossenen Randbereich verschliesst und damit den vergossenen Kunststoff am Ausfliessen aus der Form hindert. Vorzugsweise steht die Armierung am in die Form einragenden Ende des Rohrabschnittes hervor.
Daraufhin wird von der anderen Seite der Form eine neue vorgeformte Armierung eingelegt und die Form auch an dieser Seite verschlossen. Hierauf wird der Kunststoff in der beschriebenen Weise vergossen, wobei der in die Form koaxial einragende Rohrabschnitt gehalten wird und mit der Form mitgedreht. Der neue Rohrabschnitt wird hierbei mit dem zuerst fertiggestellten Rohrstück zusammengeschweisst. Es können in dieser Weise beliebig viele Rohrabschnitte zusammengefügt werden. Nach dem beschriebenen Verfahren können auch schwach konisch, abgesetzte, gerippte oder gerillte Rohre hergestellt werden. Für einige dieser Rohrkörper müssten zerlegbare Formen verwendet werden. In jedem Falle entstehen glatte Oberflächen und ein dichtes Gefüge.
Process for the production of reinforced plastic pipes with at least one layer of reinforcement
According to a known method, reinforced plastic pipes are manufactured in such a way that the reinforcement is woven into the shape of a tape which is placed on a shape, e.g. B. is wound on a roller, whereupon the reinforcement is soaked with the plastic until the desired wall thickness of the pipe is reached. Carrying out this method and also other basically similar methods is cumbersome and expensive and the plastic pipes produced in this way are in many respects defective. Thus, in general, their wall thickness is not consistently constant and their outer surface is irregular and not sufficiently smooth. A number of requirements also remain unfulfilled with regard to strength, especially since the pipes have preferred bending directions.
This is a consequence of the need to wind up the reinforcement tape with an incline, with the reinforcement fibers - mostly glass fibers - coming to lie in interrupted layers. This fact is particularly unfavorable when the pipes z. B. are subject to bending.
The purpose of the invention is to create a method for producing reinforced plastic pipes in which the disadvantages mentioned are avoided. It is characteristic that the preformed reinforcement is placed in a rotatable mold, which is then closed and rotated at both ends at least in an edge area that is closed in the circumferential sense, that a predetermined amount of plastic in a liquid state is introduced into the mold along the axis of rotation and in one Free jet moving back and forth along the axis of rotation is poured out, so that the plastic is distributed on the wall of the mold, encloses the reinforcement and when solidifying forms a tube with a uniform wall thickness, whereupon the mold is stopped and opened.
The method according to the invention is explained in the following purely by way of example with reference to the accompanying drawing, in which an apparatus for performing the method is shown.
The device has a hollow cylindrical shape 1, the inner surface of which is smooth, preferably ground. The mold 1 is rotatably mounted about its own axis in a manner not shown. At both ends of the mold 1 are provided ring flanges 2 to which end plates 3 and 4 are detachably attached. The end disks 3 and 4 rest on the annular flanges 2 in a sealing manner. A bore 5 is provided in the center of the end plate 4, and a pouring channel 6 extends through the bore 5 into the interior of the mold. The pouring channel 6 is connected to a crucible which contains the ready-to-pour plastic in a liquid state and which is displaceably guided in such a way that the pouring channel can be moved back and forth in the mold between the end plates 3 and 4.
Before casting, the preformed reinforcement is placed in the mold. It does not matter what material the reinforcement is made of, whether it is glass fiber, metal or textile fabric or the like. The shape of the reinforcement is also irrelevant; tapes, mats and other structures can be used.
To insert the reinforcement, aids such. B. a half cardboard tube or the like, can be used as an aid, although the aid is removed from the mold again. After the reinforcement has been placed in the mold 1, the end plates 3 and 4 are placed in a sealing manner and the pouring channel is inserted through the bore 5 into the mold. When the mold 1 is rotated, the liquid plastic is passed through the pouring channel 6 into the interior of the mold and passes from the end of the channel 6 in a free jet onto the wall of the mold, where it is distributed under the effect of centrifugal force.
At the same time, the pouring channel 6 is pushed back and forth along the axis of rotation of the mold 1, the pouring jet moving back and forth between the two end disks. As a result, and as a result of the rotation of the mold, the pouring jet reaches an ever different part of the wall of the mold 1, so that the distribution of the plastic is greatly accelerated.
The speed of rotation of the mold or the speed of oscillation of the pouring jet can be selected differently from case to case. After a predetermined amount of plastic has been poured according to the size and wall thickness of the pipe to be produced, the pouring process itself is interrupted, but the mold is preferably rotated further until the plastic solidifies. A certain amount of shrinkage occurs, which enables the tube to be easily removed from the mold.
The reinforced plastic pipe produced in this way is characterized by a high surface quality, by the uniformity of the wall thickness and the strength.
The method described is easy to carry out and allows the manufacturing costs to be reduced considerably. It also enables the production of pipe shapes and dimensions which can only be produced at high cost or not at all using known methods. So the plastic pipes can be relatively long and large in diameter. You can - as is readily apparent - produce pipes with several reinforcement layers by z. B. after the completion of a plastic pipe containing the outermost reinforcement is inserted into this a further reinforcement layer and a further amount of plastic is poured.
On the other hand, there is the possibility of adding several plastic pipes to one another lengthwise by casting another pipe on an already completed pipe. In such a case, e.g. B. the first completed pipe section is not completely pulled out of the mold, the pipe section protruding into the mold replaces the end disk, closes the end of the mold in question in a peripheral area closed and thus prevents the potted plastic from flowing out of the mold. The reinforcement preferably protrudes from the end of the pipe section protruding into the mold.
Then a new preformed reinforcement is inserted from the other side of the mold and the mold is also closed on this side. The plastic is then cast in the manner described, the pipe section projecting coaxially into the mold being held and rotated with the mold. The new pipe section is welded together with the pipe section that was completed first. Any number of pipe sections can be joined in this way. The method described can also be used to produce slightly conical, stepped, ribbed or grooved tubes. Some of these tubular bodies would have to use collapsible molds. In any case, smooth surfaces and a dense structure are created.