Einrichtung zur Herstellung von rohfaserverstärkten Rohren aus härtbarem Kunststoff
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrich- tung zur Herstellung von rohfaserverstärkten 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 her beweglichen Schneidkopf zugeführt und dort zu kleinen Fasern geschnitten wurde, wobei der Schneidkopf auf einem frei tragenden, längs der Rohrachse hin und her beweglichen Arm montiert war.
Ein solcher frei tragender 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 frei tragenden Arm aus naheliegenden Gründen nicht beliebig lang wählen kann. Die Einrichtung nach vorligender Erfindung vermeidet diesen Nachteil; zu diesem Zweck ist die erfindungsgemässe Einrichtung, die eine rotierende antreibbare Rohrform sowie Zuführmittel und Verteilmittel für Rohfaser und Kunststoff besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass ausserhalb der Rohrform eine stationär angeordnete Zuführvorrichtung für Rohfasermaterial und Kunststoff vorgesehen ist, die eine im Bereich der beiden Rohrformenden abgestützte und ausschliesslich im Forminnenraum arbeitende Verteilvorrichtung beschickt.
Damit wird ein sich aus der Rohrform herausbewegender frei tragender Verteilarm vermieden. Die beidseitige Abstützung der Verteilvorrichtung ermöglicht relativ lange Rohrformen, während die Gesamtbaulänge der Einrichtung relativ klein bleibt, da die Verteilvorrichtung als Ganzes stets innerhalb der Rohrform verbleibt.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung schematisch und zum Teil im Schnitt dargestellt.
Die gezeichnete Einrichtung besitzt eine zylindrische Rohrform 1, 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 abgekehrten Rohrformendteil benachbarte Rolle 2 ist als Antriebsrolle ausgebildet und ist mit der Welle eines Antriebsmotors 6 gekuppelt, an welchen Regelmotor 7 angeschlossen ist. Es versteht sich, dass der Antrieb der Rohrform 1 auch mittels Zahnkränzen oder Riemen erfolgen könnte. Mit der mittleren Rolle 2 wirkt eine Bremsvorrichtung 8 zusammen. Unmittelbar ausserhalb der beiden Rohrformenden sind zwei ortsfeste abgestützte Umlenkorgane 9, 10 für ein endloses Transportglied 11 einer Verteilvorrichtung vorgesehen; das Transportglied 11 (z.
B. eine Kette oder ein Kabel) erstreckt sich achsparallel durch die Rohrform 1 und ist über das Umlenkorgan 9 durch einen Antriebsmotor 12 mit Endkontaktreg ler 13 hin und her gehend antreibbar. Am einen Trum des Transportorgans 11 ist ein Verteilkopf 14 angebracht, der bei angetriebenem Transportorgan 11 innerhalb der Rohrform hin und her bewegt wird.
An den Verteilkopf 14 ist mittels eines flexiblen Schlauches 15 eine Kunststoff-Zuführvorrichtung angeschlossen. Diese stationäre Zuführvorrichtung besitzt beim gezeichneten Beispiel 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 dem beweglichen Verteilkopf 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 den Verteilkopf 14 angeschlossen ist. Zwecks Förderung der im Gerät 23 geschnittenen Fasern zum Verteilkopf 14 bzw. zwecks Entleerung des Verteilkopfes 14 ist der Schlauch 25 über zwei steuerbare Ventile 26, 27 an die Druckluftleitung 19 angeschlossen. Am zuführseitigen Ende der Rohrform 1 ist ferner ein Abluftventilator 28 angeordnet.
Die Rohrform 1 ist von einer Heiz-bzw. Kühl- schlange 29 umgeben. Diese Rohrschlange 29 steht über einen Anschlusskopf 30 und je ein steuerbares Ventil 31 bzw. 32 mit einer Dampfleitung 33 und einer Kühlwasserleitung 34 in Verbindung. Ferner ist der Anschlusskopf 30 über ein steuerbares Ventil 35 an eine Warmwasserpumpe 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 einen nicht gezeichneten Kondensator angeschlossene Rücklaufleitung 38 zur Warmwasserheizvorrichtung 37 zurück. Diese Warmwasserheizvorrichtung 37 steht über ein weiteres steuerbares Ventil 41 auch mit der Dampfleitung 33 in Verbindung.
Die beschriebene Einrichtung ist durch eine elek trische 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 beschriebenen Einrichtung wird bei rotierender Rohrform einerseits Fasermaterial vom Schneidgerät 23 und anderseits der gewünschte Kunststoff (und eventuell Füllmateriál) dem Verteilkopf 14 zugeführt, der durch das Trans portorgan 11 kontinuierlich hin und her bewegt wird. Gleichzeitig wird der Rohrschlange 29 Heisswasser zugeführt. Nachdem die zur Erzielung der gewünschten Rohrwandstärke notwendige Fasern und Kunststoffmenge der Rohrform zugeführt ist, wird letztere zur einwandfreien Verdichtung des Materials mit höherer Tourenzahl angetrieben, worauf der Rohrschlange 29 zwecks Abkühlens des in der Form 1 gebildeten Rohlings 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 Einrichtung nicht durch ein ausserhalb der Rohrform um dessen Länge hin und her bewegliches 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 Unuenkorganen 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 irgendeine andere, z. B. konische oder abge- setzte Rotationsform aufweisen, und ihre Achse könnte auch mehr oder weniger zur Horizontalen geneigt sein.
Als Kunststoff kann ein wärmehärtender oder ein mit Lösungsiliittel versehener Kunststoff ver wendet t ; werden; es können Ein- oder Mehrkomponen- tenkunststoffe verwendet werden. Als Rohfaser 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 Roh- fasern ausserhalb der Rohrform zu schneiden, könnte auch ein kontinuierlicher Faden dem Verteilkopf zugeführt und erst dort zu kleinen Fasern geschnitten werden.
Anstatt den flüssigen Kunststoff durch den als Spritzorgan wirkenden, in Längsrichtung der Rohrfdnn hin und her beweglichen Verteilkopf in der Rohrform zu verteilen, könnten zu diesem Zweck auch eine Vielzahl von über die Rohrformlänge verteilt angeordneten Düsen vorgesehen sein; ferner wäre es möglich, eine beidenends 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 Rohr förfli zuzuführen.
Anstatt die Verteilung von Kunst off und/oder Rohfaser mittels eines sich über die ganze Rohrformlänge hin und her bewegenden Verteilkopfes vorzunehmen, könnten auch mehrere Verteilköpfe am Transportorgan vorgesehen sein, das in diesem Fall nur um einen entsprechenden Bruchteil der Rohrformlänge hin und her bewegt werden muss.
Die beschriebene Einrichtung 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 Warnvorrichtnng, in der Zeichnung z. B. durch ein Signalhorn 41 angedeutet, vorgesehen, die bei Ausfall des einen oder andern Aggregats oder irgendeiner andern Störung wirksam wird.
Im vorangehenden 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 her gehenden Verteilkopf in Fadenform abzugeben, so dass Ider Faden in der Rohrform längs Mantellinien nach unten fällt und von der rotierenden Form mitgenommen wird. Die aus Rohfasermaterial bestehende Armierungseinlage wird dann durch einen endlosen, in vielen längs der Rohrachse nebeneinanderliegenden Windungen verlegten Faden gebildet; dies führt zu besonders grossen Rohrfestigkeiten. Zweckmässig ist der Fadenverteilkopf längs einer die Rohrform durchsetzenden, kippbaren Kunststoffverteilrinne hin und her bewegbar.