DE1192394B - Vorrichtung zur Herstellung von armierten Kunststoffrohren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B29d

Deutsche Kl.: 39 a3-23/12

1192 394
F26608X/39a3
15. September 1958
6. Mai 1965

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrohren mit einem starren Dorn zur Abstützung des zu bildenden Rohres und mit Einrichtungen, um mehrere Schichten von harzgetränktem Material auf einem Futterrohr zur BiI-dung des Rohres anzubringen und das gebildete Rohr entlang dem Dorn durch eine Heizzone zu bewegen, und mit einer der Heizzone nachgeschalteten Glätteinrichtung, wobei der Dorn Leitungen enthält, um das Innere des Rohres durch ein gegebenenfalls be- ίο heizbares Strömungsmittel unter einen solchen Druck zu setzen, daß das Rohr während des Trocknungsvorganges seine Form behält.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art enthält ein Halterohr, in das der zur Abstützung des zu bildenden Hohlkörpers vorhandene starre Dorn von einer Seite aus eingreift und das an seinem anderen Ende durch eine Membran verschlossen wird, um die Bildung eines Überdruckes zu ermöglichen. Durch eine im Dorn befindliche Bohrung kann ein Strömungsmittel durch den Dorn in das Halterohr eingeführt werden, welches den Support für das zu bildende Rohr bildet.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie nicht die fortlaufende Produktion von Kunststoffrohren gestattet, da nach der Fertigstellung eines Rohres immer das Ende des Halterohres verschlossen werden muß.

Die Erfindung löst die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die kontinuierliche Herstellung von Kunststoffrohren möglich ist. Dies geschieht dadurch, daß der Dorn einen oberen Teil, einen mittleren Teil geringeren Querschnitts und einen unteren Teil mit dem gleichen Durchmesser wie der obere Teil aufweist, wobei diese Teile zusammen mit dem vorwärts bewegten Kunststoffrohr eine fortlaufende abgedichtete zylindrische Druckkammer bilden und der obere Teil des Domes eine Bohrung enthält, durch welche ein Strömungsmittel in die Druckkammer einführbar ist.

Vorrichtung zur Herstellung von armierten
Kunststoffrohren

Anmelder:

FMC Corporation, San Jose, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. K. Boehmert

und Dipl.-Ing. A. Boehmert, Patentanwälte,

Bremen 1, Feldstr. 24

Als Erfinder benannt:

William Hamilton Cilker, Los Gatos, Calif.;
David Sabin Bartlett jun., San Jose, Calif.
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 16. September 1957
(684266)

Fig. 3 ein vergrößerter senkrechter Teilschnitt eines Teils der F i g. 1, der die bei der neuen Maschine verwendete Kühlkammer zeigt.

Die in F i g. 1 dargestellte Maschine weist einen Dorn 10 aus Metall, beispielsweise aus Aluminium auf. Der Dorn 10 ist an seinem oberen Ende in irgendeiner Weise in der Öffnung 12 einer an einem Rahmen 14 festgeschraubten Halterung 13 befestigt. Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, 40 Der Dorn 10 besteht aus einem rohrförmigen oberen daß die zylindrische Druckkammer vermittels einer Hauptteil 10 α, einem mittleren stangenförmigen Teil Bohrung mit einer Kühlkammer in Verbindung steht, 10 δ von verringertem Durchmesser und einem untedie innerhalb des Dorns nahe seinem unteren Ende ren Teil 10 c von dem" gleichen Durchmesser wie der angeordnet ist. Teil 10 a. Zwischen dem oberen Teil 10 a und dem

Eine Ausführungsform einer das neue Verfahren 45 mittleren Teil 10 δ ist eine Trennwand IQd angeordverwirklichenden Maschine ist nachfolgend an Hand net. Eine mit einer Druckluftquelle, beispielsweise

einem Gebläse B, verbundene Druckluftleitung 15 erstreckt sich durch eine Öffnung 16 der Seitenwand des oberen Dornteils 10 α in das Innere des Dorns und verläuft in diesem Dorn bis zur Trennwand Wd, die sie durchdringt, um in den den stangenförmigen Teil 10 & umgebenden Ringraum 17 einzutreten. Wie

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von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen ist F i g. 1 ein schematischer senkrechter Schnitt durch

eine Maschine zur Herstellung von Kunststoffrohren

gemäß der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 ein waagerechter Teilschnitt gemäß der

Linie 2-2 der Fig. 1, und

später noch im einzelnen beschrieben wird, wird das Rohr bei seiner Bewegung entlang dem Teil 10 & durch im Ringraum 17 befindliche Druckluft abgestützt, während es durch die Wärmebehandlungszone 18 geführt wird. Es sei erwähnt, daß an Stelle von Druckluft auch unter Druck stehende Flüssigkeit, beispielsweise öl, zum Abstützen des Rohres während des Warmhärtungsvorganges verwendet werden kann. Der Druck des Strömungsmittels kann durch einen handbetätigten Regler 19 geregelt werden. Es wurde gefunden, daß ein Druck von ungefähr 0,3 atü zum Abstützen des Rohres genügt. Auf jeden Fall sollte der Druck ausreichend sein, um das Rohr so abzustützen, daß es seine zylindrische Form behält, andererseits sollte er nicht so groß sein, daß sich das Rohr ausbaucht oder nach außen deformiert. Zur Unterstützung des Härtevorganges des Kunstharzes kann das Strömungsmittel durch ein Heizgerät H geheizt werden, durch welches die Zuführungsleitung 15 hindurchgeht. Ferner kann eine elektrische Heizschlange Hl um den stangenförmigen Teil 10 b des Doms herumgelegt sein, um die Temperatur im Ringraum 17 auf einer gewünschten Höhe zu halten. Wird Flüssigkeit verwendet, so wird das Gebläse B durch eine Pumpe ersetzt.

Um das Gleiten des Rohres entlang des Dorns zu erleichtern, wird mittels einer Anzahl von Kanälen 20, welche sich seitlich durch die Wand des Dornteils 10 a erstreckt, Luft gegen die Innenwand des Rohres gerichtet. Zu diesem Zweck wird dem luftdicht abgedichteten Inneren des Dorns über eine Leitung 21, die am oberen Ende des Dorns angeschlossen ist, Druckluft zugeführt, welche durch die seitlichen Kanäle 20 hindurchgeht und einen Druck auf die Innenwand des Kunststoffrohres ausübt. Die Luft dringt dann zwischen dem Rohr und der Außenfläche des Dorns nach außen und bildet so einen Luftschleier, auf dem das Rohr gleitet. Ein Gebläse mit regelbarer Leistung Bl und eine handbetätigte Regelvorrichtung 22 sind in der Leitung 21 vorgesehen.

Wenn das Rohr sich der Wärmebehandlungszone nähert, wird es klebrig und neigt dazu, am Dorn festzukleben. Zur Behebung dieser Schwierigkeit ist ein Stopfen 23 vorgesehen, der im Dorn in der Nähe seines unteren Endes angeordnet ist, um eine Kühlkammer 24 zu bilden, die oben von dem Stopfen und unten von der Trennwand 10 d begrenzt wird. Wasser oder eine andere Kühlflüssigkeit wird von einer Pumpe P mit veränderter Leistung über ein Einlaßrohr 25 der Kammer zugeführt und aus dieser durch ein Auslaßrohr 26 abgeführt. Wie aus F i g. 3 zu ersehen ist, erstreckt sich das Einlaßrohr bis zu einem nahe dem unteren Ende der Kammer 24 gelegenen Punkt, während das Auslaßrohr 26 im oberen Ende dieser Kammer endet. Durch die Kühlflüssigkeit wird das untere Ende des Dorns gekühlt, welches wegen der Nähe der Wärmebehandlungszone dazu neigt, sich zu erwärmen.

Es ist ersichtlich, daß durch die durch die seitlichen Kanäle 20 geführte Druckluft und durch das Kühlen des unteren Endes des Dorns der Reibungswiderstand zwischen dem Rohr und dem Dorn verringert wird. Das Rohr kann also in der Wärmebehandlungszone stetig durch eine Ziehvorrichtung 33 hindurchgezogen werden.

Das untere Ende des Rohres wird durch den unteren Dornteil 10 c geführt. Dichtungsringe 27 nach Art der bekannten dehnbaren metallischen Kolbenringe sind in Nuten des Dornteils 10 c vorgesehen, um das untere Ende des Ringraums 17 abzudichten.

Zur Herstellung des Kunststoffrohres wird zuerst eine Hülle 28 bzw. ein Futterrohr aus PVC oder anderem Kunststoff auf dem Dorn 10 gebildet. Auf dem Futterrohr 28 werden dann nacheinander Schichten 29 und 30 aus kunststoffimprägnierten

ίο Glasfasern angebracht. Nach der Anbringung der äußeren Schicht 30 ist der Herstellungsvorgang des Rohres im wesentlichen beendet. Da jedoch das Kunstharz, das ein mit einem Härtemittel behandeltes Epoxyharz sein kann, in noch ungehärtetem Zustand zwischen den Fasern der beiden Schichten verteilt ist, wird das Rohr zum Härten des Kunstharzes durch eine Heizvorrichtung hindurchbewegt. Diese Heizvorrichtung kann beliebiger Art sein, beispielsweise aus erhitzten Formteilen oder aus einer Batte-

ao rie von Heizlampen 31 bestehen, welche an einer elektrischen Leitung 32 angeschlossen sind. Nach dem Härten des Kunstharzes wird das dann starre Rohr vom unteren Ende des Dorns 10 durch die Ziehvorrichtung 33 abgezogen, welche auch dazu dient, das Rohr während des Herstellungsvorganges am Dorn entlangzuziehen.

Zum Bilden des Futterrohres 28 wird ein Band 34 aus thermoplastischem Material, beispielsweise PVC, von einer Spule 35 abgewickelt, die drehbar auf einer rotierenden Scheibe 37 angeordnet ist. Die rotierende Scheibe hat eine mittlere Öffnung 39 und einen abwärts gerichteten Flansch 40, der in einer ringförmigen Nut 41 eines feststehend angeordneten Abstützgliedes 42 gleitet, das ebenfalls eine mittlere Öffnung 43 besitzt. Wenn die Scheibe 37 rotiert und das Rohr entlang dem stationären Dorn nach unten gezogen wird, wickelt sich der Streifen 34 in schraubenlinienförmiger Form um den Dorn, wobei die sich überlappenden Kanten des Streifens einen Saum 44 bilden. Ein beheizter Eisenstab 46 ist so angeordnet, daß er diesen Saum berührt und die überlappenden Kanten des Streifens versiegelt. Der Eisenstab kann in jeder beliebigen Weise beheizt werden, beispielsweise durch in ihm angeordnete elektrische Heizelemente. Der Eisenstab kann mittels einer Halterung 48 an einem Teil der rotierenden Scheibe 37 befestigt sein.

Auf diese Weise wird ein abgedichtetes Futterrohr auf dem Dorn erzeugt. Es ist jedoch ersichtlich, daß das thermoplastische Futterrohrmaterial auch in Längsrichtung des Dorns angeordnet sein kann.

Die Schicht 29 besteht aus Glasfasern, die auf dem Futterrohr 28 mittels einer Aufgabevorrichtung 50 in Längsrichtung des Dorns aufgebracht werden.

Die Aufgabevorrichtung 50 besteht aus einer fest angeordneten Platte 51, an der eine Anzahl von Vorratsspulen 52 drehbar angeordnet sind. Die Platte 51 hat eine mittlere Öffnung 53, durch welche sich der Dorn 10 hindurch erstreckt. Fortlaufende Glasfaserstränge 55 werden von den Spulen 52 abgewickelt, durch ein Bad 57 mit flüssigem Kunstharz hindurchgezogen und dann auf das Futterrohr aufgebracht, wobei die Stränge in Längsrichtung des Dorns verlaufen. Die Faserstränge 55 werden dem Futterrohr über die abgerundete Kante der Öffnung 53 zugeführt.

Die die Schicht 30 bildenden Glasfaserstränge werden auf die Schicht 29 mittels einer rotierenden

Scheibe 60 aufgebracht, auf welcher eine Anzahl von Vorratsspulen 61 drehbar angeordnet sind. Die Scheibe 60 hat einen unteren Ringflansch 63, der in einer Ringnut 64 eines feststehenden Abstützgliedes 66 gleitet. Die Scheibe 60 und das Abstützglied 66 haben fluchtende Öffnungen 67 und 68, durch welche der Dorn 10 hindurchgeführt ist, wobei die Achse des Dorns der Drehachse der Scheibe 60 entspricht. Ein fortlaufender Strang 70 von Glasfaser wird von der Spule 61 abgezogen, durchläuft ein Bad 71 mit flüssigem Kunstharz und wird dann auf die Schicht 29 aufgebracht. Da bei diesem Vorgang sich das Futterrohr 28 und die Schicht 29 in Längsrichtung des Dorns 10 bewegt und während sich die rotierende Scheibe 60 nicht in Längsrichtung des Dorns bewegt, werden die Glasfaserstränge 70 schraubenlinienförmig auf die Schicht 29 aufgebracht. Es ist ersichtlich, daß, wenn der soeben geformte Rohrteil in eine unterhalb der Platte 66 gelegene Stellung gelangt ist, das Rohr aus einem Futterrohr, einer Schicht 29 von in Längsrichtung des Dorns verlaufenden Fasern und einer Schicht 30 von schraubenlinienförmig gewundenen Fasern besteht. Jede beliebige Anzahl oder Folge von Schichten mit in Längsrichtung oder schraubenlinienförmig verlaufenden Fasern können verwendet werden, um ein Rohr von einer gewünschten Wanddicke oder Stärke zu bilden. Ferner können auch andere faserförmige Werkstoffe, beispielsweise Sisal, Nylon, Baumwolle od. dgl., Verwendung rinden. Obwohl in Fig. 1 schraubenlinienförmige und in Längsrichtung verlaufende Wicklungen der Fasern gezeigt sind, können die Schichten auch in anderer Weise auf den Dorn aufgebracht werden.

Wenn das Rohr soweit fertiggestellt ist, wird es durch die Wärmebehandlungszone zwischen den Lampen 31 hindurchgeführt. Die Lampen 31 können von jeder beliebigen Art sein und sind in gleichmäßigen Abständen um den Umfang des Dornteils 10 & angeordnet. Diese Lampen bewirken das Aushärten des den Teil 10 b umgebenden Rohrabschnitts, wobei während des Aushärtevorgangs das Rohr in dieser Zone durch unter Druck stehende Luft oder Flüssigkeit abgestützt ist, welche dem Ringraum 17 durch die Leitung 15 zugeführt wird. Es können natürlich auch andere Heizvorrichtungen in der Wärmebehandlungszone verwendet werden, beispielsweise ein Heizofen.

Am unteren Ende der Wärmebehandlungszone ist eine Glättvorrichtung 90 angeordnet. Diese Vorrichtung befindet sich auf einer auf einem feststehenden Abstützglied 89 drehbaren Scheibe 91, die oberhalb der untersten Reihe der Heizlampen 31 angeordnet ist. Die Glättvorrichtung 90 ist mit einem die Außenwand des Kunststoffrohres berührenden Glättwerkzeug 92 (F i g. 2) versehen, durch welches das erst teilweise erhärtete Rohr geglättet wird. Das Glättwerkzeug 92 ist abnehmbar an einem Arm 93 befestigt, der an einem aus der Scheibe 91 nach oben herausragenden Arm 94 schwenkbar angeordnet ist. Eine zwischen dem Arm und einem auf der Scheibe 91 angeordneten Stift 97 befindliche Feder 95 hält das Glättwerkzeug in Berührung mit dem Rohr. Das Glättwerkzeug kann aus jedem beliebigen Materialbestehen, beispielsweise aus einem steifen Gewebe.

Die Ringe 27 dienen sowohl dazu, den Ringraum 17 abzudichten, als auch dazu, der Innenwandung des Rohres einen bestimmten Durchmesser zu geben.

Die Scheiben 37, 60 und 91 können über Riemenantriebe von einer Welle 100 angetrieben werden. Zum Antrieb der Welle 100 dient ein im Maschinenrahmen gelagerter Motor 102, der die Welle 100 über Zahnräder 104 und 105 antreibt.

Obwohl im vorstehenden eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, bei der der Dorn senkrecht angeordnet ist, kann die Erfindung auch bei Maschinen mit waagerecht angeordnetem Dorn verwendet werden. Beim Umstellen der in F i g. 1 gezeigten Maschine mit senkrechter Anordnung auf eine Maschine mit waagerechter Dornanordnung brauchen lediglich die Vorrichtungen zum Tränken der Faser mit Kunstharz geändert zu werden.

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß durch die Erfindung eine mit hohem Wirkungsgrad arbeitende Maschine zum kontinuierlichen Erzeugen von rohrförmigen Gegenständen aus Kunststoff an einem Dorn geschaffen worden ist. Die Verwendung von Luft oder Flüssigkeit zum Abstützen des gehärteten Rohres in der Wärmebehandlungszone verhindert ein Anhaften des Rohres an dem Dorn. Zusätzlich dazu wird durch die Einführung von unter Druck stehendem Strömungsmittel am unteren Ende des Dorns ein Film erzeugt, der das Gleiten des unteren Endes des Kunststoffrohres am Dorn erleichtert, wenn das Rohr sich der Wärmebehandlungszone nähert, wodurch eine weitere Sicherheit gegen ein Ankleben des Rohres am Dorn geschaffen ist. Durch die Glättvorrichtung 19 wird die Oberfläche des teilweise ausgehärteten Rohres geglättet, so daß das fertige Rohr eine glatte und dichte Oberfläche aufweist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoffrahmen mit einem starren Dorn zur Abstützung des zu bildenden Rohres und mit Einrichtungen, um mehrere Schichten von harzgetränktem Material auf einem Futterrohr zur Bildung des Rohres anzubringen und das gebildete Rohr entlang dem Dorn durch eine Heizzone zu bewegen und mit einer der Heizzone nachgeschalteten Glätteinrichtung, wobei der Dorn Leitungen enthält, um das Innere des Rohres durch ein gegebenenfalls beheizbares Strömungsmittel unter einen solchen Druck zu setzen, daß das Rohr während des Trocknungsvorganges seine Form behält, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (10) einen oberen Teil (10 d), einen mittleren Teil (10 b) geringeren Querschnittes und einen unteren Teil (10 c) mit dem gleichen Durchmesser wie der obere Teil aufweist, wobei diese Teile (10 d, 10 b und 10 c) zusammen mit dem vorwärts bewegten Kunststoffrohr eine fortlaufende abgedichtete zylindrische Druckkammer (17) bilden und der obere Teil (10 d) des Dorns eine Bohrung enthält, durch welche ein Strömungsmittel in die Druckkammer (17) einführbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Druckkammer (17) vermittels einer Bohrung mit einer Kühlkammer (24) in Verbindung steht, die innerhalb des Dorns nahe seinem unteren Ende (10 a) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkammer (24)

oben von einem Stopfen (23) und unten von einer Trennwand (10 d) begrenzt ist und über ein Einlaßrohr (25) mit einer Kühlflüssigkeit füllbar ist, die über ein Auslaßrohr (26) abführbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Französische Patentschriften Nr. 1134 601, 314, 1091296, 1038418; USA.-Patentschrift Nr. 2663 904.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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