DE1192815B

DE1192815B - Device for the production of fiber reinforced pipes made of hardenable plastic

Info

Publication number: DE1192815B
Application number: DEB73081A
Authority: DE
Inventors: Willy Guldenfels
Original assignee: Basler Stueckfaerberei AG
Current assignee: Basler Stueckfaerberei AG
Priority date: 1963-07-26
Filing date: 1963-08-10
Publication date: 1965-05-13
Also published as: NL6407337A

Description

Vorrichtung zum Herstellen von rohfaserverstärkten Rohren aus härtbarem Kunststoff Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung 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 umständIich ist. Außerdem ergibt die Struktur dieser Matten eine ungleiche Verteilung des Kunststoffes, was an den verschiedenen Rohrstellen zu ungleicher Festigkeit führt.Device for manufacturing raw fiber-reinforced pipes from hardenable Plastic The present invention relates to an apparatus for producing Raw fiber reinforced pipes made of hardenable plastic. There are bodies of this Kind of known in which a raw fiber mat is inserted into a tubular shape and then the liquid plastic is introduced into the mold and by rotating the mold a These devices have the disadvantage that the mats move under the influence of centrifugal forces when the mold rotates deform and stretch and in some cases even tear apart from that the proper introduction of the fiber mats is cumbersome. In addition, the Structure of these mats an uneven distribution of the plastic, which is due to the different Pipe points leads to unequal strength.

Man hat deshalb schon vorgeschlagen, die Rohfaserverstärkung in Form Ioser Fasern in der rc tierenden 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 kIeinen Fasern geschnitten wurde, wobei der Schneidkopf auf einem frei tragenden, längs der Rohrachse hin- und herbeweglichen Arm montiert war. Ein solcher frei tragender Arm bedingt einerseits eine relativ große BauIänge der Einrichtung, da der Arm in der vollständig zurückgezogenen Lage mindestens um Rohrformlänge aus dieser Form herausragt, und anderseits Iassen sich auf diese Weise nur relativ kurze Rohre herstellen, da man den frei tragenden Arm aus naheIiegenden Gründen nicht beliebig lang wählen kann. Die Vorrichtung nach vorliegender Erfindung vermeidet diesen Nachteil; zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße Vorrichtung, die eine rotierende antreibbare Rohrform sowie Vorrichtungen zum Zufuhren und zum VerteiIen von Rohfasern und Kunststoff umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Rohrform eine stationär angeordnete Zuführvorrichtung für die Rohfasern und den Kunststoff und eine von der Zuführungsvorrichtung beschickte, im Bereich der beiden Rohrformenden abgestützte und ausschließlich im Forminnenraum arbeitende Verteilvorrichtung vorgesehen ist. Damit wird ein sich aus der Rohrform herausbewegender frei tragender VerteiI-arm vermieden. Die beidseitige Abstützung der Verteilvorrichtung ermöglicht relativ- lange Rohrform, während die Gesamtbaulänge der Einrichtung relativ klein bleibt, da die Verteilvorrichtung als Ganzes stets innerhalb der Rohrform verbleibt.It has therefore already been proposed to shape the crude fiber reinforcement To distribute loose fibers in the rc animal tube shape and so an even To achieve distribution of these fibers; the procedure was so that the fiber material fed as an endless thread to a cutting head which can be moved back and forth in the tubular shape and there it was cut into small fibers, with the cutting head free on one supporting arm, reciprocable along the pipe axis, was mounted. Such a The cantilever arm requires, on the one hand, a relatively large construction length of the device, because the arm in the fully retracted position extends at least by the length of the tubular shape this form protrudes, and on the other hand, only relatively short ones can be found in this way Manufacture pipes, since you cannot use the cantilever arm for obvious reasons can be of any length. The device according to the present invention avoids this disadvantage; for this purpose, the device according to the invention, the one rotating drivable pipe form and devices for supply and distribution comprised of raw fibers and plastic, characterized in that outside the tubular shape a stationary supply device for the raw fibers and the plastic and one loaded by the feeding device in the area of the two pipe form ends provided distributing device supported and working exclusively in the interior of the mold is. This creates a self-supporting distribution arm that moves out of the tubular shape avoided. The two-sided support of the distribution device enables relatively long tubular shape, while the overall length of the facility remains relatively small, since the distribution device as a whole always remains within the tubular shape.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch und zum Teil im Schnitt dargestellt. Die gezeichnete Vorrichtung weist eine zylindrische Rohrform 1 mit, die mittels äußerer Laufringe 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 gekuppeIt, an welchen Regelmotor 7 angeschlossen ist. Es versteht sich, daß der Antrieb der Rohrform 1 auch mittels Zahnkränzen oder Riemen erfoIgen könnte. In the drawing is an embodiment of the invention Device shown schematically and partly in section. The drawn device has a cylindrical tube shape 1, which by means of outer races 2 on rollers 3 stored and additionally at one end by means of struts 4 on a stationary bearing 5 is supported. The role adjacent to the Rohrformendteil facing away from the bearing 5 2 is designed as a drive roller and is connected to the shaft of a drive motor 6 connected to which control motor 7 is connected. It goes without saying that the The tubular shape 1 could also be driven by means of gear rings or belts.

Mit der mittleren Rolle 2 wirkt eine Bremsvorrichtung 8 zusammen. Unmittelbar außerhalb der beiden Rohrformenden sind zwei ortsfeste abgestützte UmlenkroIlen 9, 10 für ein endloses Transportelement II einer Verteilvorrichtung vorgesehen; das Transportelement 11 (z. B. eine Kette oder ein KabeI) erstreckt sich achsparallel durch die Rohrform 1 und ist über die Umlenkrolle 9 durch einen Antriebsmotor 12 mit Endkontaktregler 13 hin- und hergehend antreibbar. Am einen Trum des Transportelementes 11 ist ein Verteilkopf 14 angebracht, der bei angetriebenem Transportelementll innerhalb der Rohrform hin- und herbewegt wird. An den Verteilkopf 14 ist mittels eines flexiblen SchIauches 15 eine Kunststoff-Zuführvorrichtung angeschlossen.A braking device 8 cooperates with the middle roller 2. Immediately outside the two ends of the tube form there are two fixed, supported deflection rollers 9, 10 provided for an endless transport element II of a distribution device; the transport element 11 (z. B. a chain or a cable) extends axially parallel through the tubular shape 1 and is via the deflection roller 9 by a drive motor 12 with end contact regulator 13 can be driven back and forth. On one strand of the transport element 11, a distribution head 14 is attached, which when the transport element II is driven within the tubular shape is moved back and forth. To the distributor head 14 is by means of a flexible Hose 15 connected to a plastic feed device.

Diese stationäre Zuführvorrichtung besitzt beim gezeichneten Beispiel vier an den Schlauchs angeschlossene Pumpen 16, die je mit einem separaten Behälter 17 für verschiedene Kunststoffe bzw.This stationary feeding device has in the example shown four connected to the hose Pumps 16, each with a separate container 17 for different plastics or

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.Plastic components are connected. Another one with the Hose 15 connected container 18, which is connected to a compressed air line 19 is connected, contains a filler material that may be admixed with the plastic. As can be seen from the drawing, in addition to the container 18, there is also the flexible hose 15 connected to the compressed air line 19- via a controllable valve 20 or 21, while the branches leading to the pumps 16 from the hose 15 each with one Check valve are provided. With the movable distribution head 14 is also a stationary feed device for raw fiber material in connection.

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.This device has a fiber cutting device 23, which is of a Supply coil 24 is fed and its outlet by means of a flexible hose 25 is connected to the distributor head 14. In order to promote the cut in the device 23 Fibers to the distributor head 14 or for the purpose of emptying the distributor head 14 is the hose 25 connected to the compressed air line 19 via two controllable valves 26, 27. An exhaust air fan 28 is also arranged at the feed end of the tubular shape 1.

Die Rohrform 1 ist von einer Heiz- bzw. Kühlschlange29 umgeben. Diese Rohrschlange29 steht über einen Anschlußkopf 30 und je ein steuerbares Ventil 31 bzw. 32 mit einer Dampfleitung33 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 Warmwasserheizvorrichtung37 steht über ein weiteres steuerbares Ventil 41 auch mit der Dampfleitung 33 in Verbindung. The tubular shape 1 is surrounded by a heating or cooling coil 29. These Coiled pipe 29 stands over a connection head 30 and one controllable valve 31 each or 32 with a steam line 33 and a cooling water line 34 in connection. Further the connection head 30 is connected to a hot water pump 36 via a controllable valve 35 connected, which is connected to a water heater 37 in connection. From the connection head 30 also leads via a controllable valve 40 to a controllable valve 39 connected to a condenser, not shown, return line 38 to Hot water heater 37 back. This hot water heater37 protrudes another controllable valve 41 is also connected to the steam line 33.

Die beschriebene Vorrichtung ist durch eine elektrische z. B. mittels Lochkarten betätigbare, nicht gezeichnete Steuervorrichtung steuerbar. Zu diesem Zweck sind die zu steuernden 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. The device described is by an electrical z. B. by means of Punch cards actuatable control device, not shown, controllable. To this Purpose are the elements to be controlled 6, 7, 8, 12, 13, 16, 20, 21, 23, 26, 27, 28, 31, 32, 35, 36, 37, 39, 40 and 41 by electrical lines to the control device tied together.

Beim Betrieb der beschriebenen Einrichtung wird bei rotierender Rohrform einerseits Fasermaterial vom Schneidgerät 23 und anderseits der gewünschte Kunststoff (und eventuell Füllmaterial) dem Verteilkopf 14 zugeführt, der durch das Transportelement 11 kontinuierlich hin- und herbewegt wird. Gleichzeitig wird der Rohrschlange29 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 Tourenzahl angetrieben, worauf der Rohrschlange 29 zwecks Abkühlung 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. When operating the device described is a rotating tube shape on the one hand fiber material from the cutting device 23 and on the other hand the desired plastic (and possibly filler material) fed to the distributor head 14, which is driven by the transport element 11 is continuously moved back and forth. At the same time the pipe snake29 Hot water supplied. After the necessary to achieve the desired pipe wall thickness When the amount of fiber and plastic is fed into the tube shape, the latter becomes flawless Compaction of the material is driven at a higher number of revolutions, whereupon the pipe coil 29 for the purpose of cooling the blank formed in the mold 1, cooling water is supplied. The finished tube is then ejected by suitable ejection means (not shown in detail) ejected from the mold.

Aus dem Vorangehenden ist ersichtlich, daß die Baulänge der Einrichtung 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 Transportorgars-- -än -beiden Rohfformendeh - relativ lange Rohrformen zu verwenden und somit entsprechend lange Rohre herzustellen. From the foregoing it can be seen that the overall length of the device not by a transport member that can be moved to and fro outside the tubular shape by its length unnecessary for the distributor head is enlarged because the distribution device as a whole is stationary and its movable member 14 approximately spaced between the two On the other hand, deflection members 9, 10 arranged in the tubular shape length remain enabled it is the double support of the transport organ - -än -both Rohfformendeh - relative to use long pipe shapes and thus produce correspondingly long pipes.

Int 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 abgesetzte Rotationsform aufweisen, und ihre Achse könnte auchmehi oder weniger zur Horizontalen geneigt sein. Int foregoing it was assumed that a cylindrical, with its Axis horizontal tube shape is provided. The tube shape can also be any others, e.g. B. have conical or stepped rotational shape, and their axis could also be inclined more or less to the horizontal.

Anstatt die Rohfasern 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 Spritzdüse 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 angeordneten 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 mehere Verteilköpfe am Transportelement vorgesehen sein, das in diesem Fall nur um einen entsprechenden Bruchteil der Rohrformlänge hin- und herbewegt werden muß. Instead of cutting the raw fibers outside of the tube shape, you could a continuous thread is also fed to the distributor head and only becomes small there Fibers are cut. Instead of the liquid plastic through the spray nozzle acting, in the longitudinal direction of the pipe shape reciprocating distributor head in To distribute the pipe shape, a variety of over the could be used for this purpose Pipe shape length distributed nozzles can be provided; it would also be possible a channel supported at both ends and extending through the tubular shape to provide which the liquid plastic is supplied in the desired amount and which is then emptied by tilting; the distribution head would be in this Case exclusively serve the crude fiber supply. It is also possible to use fibers and Plastic not separated, but as a ready-made mixture to the distributor head feed in the tube shape. Instead of distributing plastic and / or crude fiber by means of a distributor head that moves back and forth over the entire length of the pipe shape several distribution heads could be provided on the transport element, in this case only by a corresponding fraction of the pipe shape length. and must be moved.

Die beschriebene 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 Warnvorrichtung, in der Zeichnung z. B. durch ein Signalhorn 41 angedeutet, vorgesehen, die bei Ausfall des einen oder andern Aggregates oder irgendeiner andern Störung wirksam wird. The described device can according to the supply elements provided and control options can be adapted to the most varied of applications. Even cleaning the fiber and plastic lines by blowing them out with compressed air be provided in the control program. For safety reasons, it is advisable to have a warning device in the drawing z. B. indicated by a horn 41, provided in the event of failure of one or the other aggregate or any other disturbance becomes effective.

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 hergehenden Verteilkopf in Fadenform abzugeben, so daß der Faden in der Rohrform längs Mantellinien nach unten fällt und von der rotierenden Form mitgenommen wird. In the foregoing, it was assumed that the one in the form of a thread Fiber material either in the feed device or in the distribution device short fibers are cut, which are then in the tubular form by the distribution device be distributed. But it is also possible to back and forth the fiber material Dispense forward distributor head in thread form, so that the thread in the tube shape falls down along surface lines and is carried along by the rotating mold.

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 herbewegbar.The reinforcement insert made of raw fiber material is then through laid an endless one in many turns lying next to one another along the pipe axis Thread formed; this leads to particularly high pipe strengths. Is expedient the thread distribution head along a pipe shape penetrating, tiltable Plastic distribution channel can be moved back and forth.

Claims

Claims: 1. Device for the production of raw fiber reinforced Tubes made of hardenable plastic, which have a rotary drivable tube shape and devices for supplying and distributing raw fibers and plastic, d a through characterized in that outside the tubular form (1) a stationary feed device for the raw fibers and the plastic and one loaded from the feeder supported in the area of the two tube mold ends and exclusively in the interior of the mold working distribution device is provided.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the distribution device has an endless, reversibly drivable transport element (11) which over two pulleys (9, 10) is guided axially parallel through the tubular shape (1) and on Transport element (11) at least one distribution head (14), which via flexible lines (15, 25) is connected to the crude fiber and plastic feed device, is arranged.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the drive the pipe shape and the supply and distribution device via a program control device are controllable.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the tubular shape (1) is surrounded by a pipe coil (29), which via controllable valves (31, 32, 35) to a steam line (33), a coolant line (34) and a water heater (37) is connected.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the crude fiber feed device a fiber cutting device (23), the outlet of which is via a flexible hose (25) on the distributor head (14) of the distributor device working inside the tubular mold (1) connected.

6. Apparatus according to claim 1, characterized in that the crude fiber feed device for delivering a crude fiber thread to the reciprocating in the tubular shape (1) Distribution head (14) is formed.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the distributor head (14) along a tiltable Kunststoffverteilrmne penetrating the tubular shape (1) is arranged to be reciprocable.