DE1254413B - Fadenverstaerktes Kunstharzrohr mit Endgewinden und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Fadenverstaerktes Kunstharzrohr mit Endgewinden und Verfahren zu seiner Herstellung

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DE1254413B DER35471A DER0035471A DE1254413B DE 1254413 B DE1254413 B DE 1254413B DE R35471 A DER35471 A DE R35471A DE R0035471 A DER0035471 A DE R0035471A DE 1254413 B DE1254413 B DE 1254413B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Tnt. Cl.:
F161
Deutsche Kl.: 47 f-3/40
Nummer: 1254413
Aktenzeichen: R 35471XII/47 f
Anmeldetag: 21. Juni 1963
Auslegetag: 16. November 1967
Die Erfindung betrifft ein fadenverstärktes Kunstharzrohr mit Endgewinden, bei dem abwechselnd längs und steil schraubengangförmig verlaufende, ungedrehte Fadenstränge in härtbare Kunstharzmasse eingebettet sind, wobei die schraubengangförmig verlaufenden Fadenstränge vorgespannt sind und beim Muttergewinde dem Gewindeverlauf einer Matrize folgen.
Bei einem bekannten Kunstharzrohr dieser Art sind die längsverlaufenden Fadenstränge nicht vorgespannt, so daß das Rohr in seinen Endgewindeteilen und in seinem dazwischenliegenden zylindrischen Teil unter Axialbelastung zu Längungen neigt, also keine ausreichende Zugfestigkeit aufweist. Ferner wechseln die schraubengangförmig verlaufenden Fadenstränge in den Endgewindebereichen mit den längsverlaufenden Fadensträngen ab, was einen erheblichen Arbeitsaufwand erfordert.
Bei einem anderen bekannten Kunstharzrohr mit als Schraubengewinde ausgebildeten Endgewinden, ist ao die Fadenverstärkung als nahe der Innenfläche angeordnete Gewebelage ausgebildet, die von einer wandstarken Kunstharzlage umgeben ist, auf der das allein durch Kunstharz gebildete Schraubengewinde aufliegt. Da die unmittelbar unter dem Schraubengewinde liegende wandstarke Kunstharzlage nicht hinreichend gegen axiale Zugkräfte abgestützt ist, neigt sie unter Zugbelastung zu Längungen, die ein Abplatzen des Gewindes zur Folge haben können.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugründe, bei einem Kunstharzrohr der eingangs genannten Art trotz leichter Herstellbarkeit eine Erhöhung der Festigkeitseigenschaften insbesondere im Verbindungsbereich herbeizuführen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auch die längsverlaufenden Fadenstränge vorgespannt sind und daß das als Muttergewinde ausgebildete Endgewinde ohne Zwischenlage von längsverlaufenden Fadensträngen durch die schraubengangförmig auf die Matrize gewickelten Fadenstränge und Kunstharz gebildet ist, während das als Schraubengewinde ausgebildete Endgewinde in an sich bekannter Weise allein durch Kunstharz gebildet ist, wobei beide Endgewinde unmittelbar auf einer kunstharzegsättigten, längsverlaufenden Fadenlage aufliegen.
Mit dieser Anordnung wird für das Muttergewinde neben einer leichteren Herstellung der Gewindegänge eine ausreichende Verstärkung durch die eingelagerten Glasfasern erreicht und auch bei dem Schraubengewinde ein Abplatzen der Gewindegänge bei Beanspruchungen des Rohres wirksam verhindert.
Fadenverstärktes Kunstharzrohr
mit Endgewinden und Verfahren
zu seiner Herstellung
Anmelder:
Rock Island Oil & Refining Co., Inc.,
Sedgwick, Wichita, Kan. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. H. Ruschke und Dipl.-Ing. H. Agular,
Patentanwälte, München 27, Pienzenauer Str. 2
Als Erfinder benannt:
Vesta F. Michael, Sedgwick, Wichita, Kan.
(V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 12. Oktober 1962
(230 093)
Die Fadenstränge können in vorteilhafter Weise aus Glasvorgespinst bestehen.
Bei einem Verfahren zur Bildung von Muttergewindegängen am Endteil eines derartigen Rohres kann eine Muttergewindematrize auf ein Ende eines drehbaren Domes aufgesetzt werden, deren Gewindegänge mit härtbarem Kunstharz gefüllt werden, worauf dann schraubenförmige Glasfaserstränge in die Gewindegänge hineingewickelt werden und anschließend eine Schicht aus längsverlaufenden Fadensträngen aufgebracht wird, die vorgespannt und mit Harz getränkt wird.
Die Schraubengewindegänge werden am Endteil eines derartigen Rohres zweckmäßigerweise dadurch hergestellt, daß die Gewindegänge einer Form mit Innengewinde mit Kunstharz gefüllt werden, daß anschließend die Form auf eine harzgetränkte, vor-
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gespannte und aus längsverlaufenden Fadensträngen F i g. 2 zeigt den äußeren Aufbau des Kunstharzbestehende Außenschicht des Rohres unter Verdrän- rohres nach der Aufbringung einer Schicht, die aus gung der dazwischen befindlichen Luft aufgeschoben längsverlaufenden Fadensträngen 30 besteht. Die wird und daß das Rohr in diesem Zustand gehärtet Fadenstränge 30 sind einerseits auf der Scheibe 20 wird. In beiden Fällen, nämlich bei der Herstellung 5 und zum anderen auf einer in der Verlängerung des des Muttergewindes durch das Einwickeln der steil Domes 10 liegenden Stange 28 durch Haltewicklunschraubengangförmig verlaufenden Glasfaserstränge gen 32 und 34 festgelegt. Die Relativlage der Gein die Gewindegänge der Matrize und bei der Her- windegänge 18 auf der Matrize 14 im Inneren des stellung des Schraubengewindes durch das Aufschie- Kunstharzrohres ist gestrichelt angedeutet. Mit 36 ist ben der kunstharzgefüllten Gewindeform, wird ein- io eine mit großer Gewindesteigung über die längsgeschlossene Luft zur Erhöhung der Festigkeit der laufenden Fadenstränge gewickelte Wendelhülle aus Gewindegänge verdrängt. Beim Herstellen des Glasvorgespinst bezeichnet, um die Fadenstränge 30 Schraubengewindes kann dieser Vorgang noch da- zur Anlage an die darunterliegenden Schichten bzw. durch verbessert werden, daß gleichzeitig mit dem den Dorn 10 zu bringen. Der gesamte so hergestellte Aufschieben der Form ungehärtetes Kunstharz zwi- 15 Aufbau wird vor der Aufbringung der nächsten sehen Rohr und Form eingeführt wird. Schicht ausreichend in Kunstharz getränkt.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens F i g. 3 zeigt eine Vorrichtung, mit welcher das zur Herstellung von Schraubengewindegängen, die nach F i g. 2 aufgebaute Rohr unter Vorspannung eine mit Innengewinde versehene Form verwendet, gesetzt und weitere Schichten aufgebracht werden kann eine federnde Kappe am in Aufschiebrichtung 20 können. Es sind hierzu Klemmringe 47 und 40 vorhinteren Formende aufweisen, welche eine mit einer gesehen, in welche die Enden der längsverlaufenden Ausnehmung versehene Stirnwand hat, wobei der Fadenstränge 30 eingespannt werden und die hydrau-Durchmesser der Ausnehmung kleiner als der Rohr- lisch, beispielsweise unter Wirkung auf den Klemmdurchmesser ist. Auf diese Weise wirkt die Kappe als ring 47, auseinandergezogen werden. Die Haltewick-Abstreifer und dient zusätzlich der luftfreien Aufbrin- 25 hingen 32 und 34 (F i g. 2) werden nach dem Spannen gung der Gewindegänge auf das Rohr, Um zusätzlich aufgebracht, so daß die aufgebrachte Vorspannung Harz einführen zu können bzw. ausgequetschtes bis zum Härten des Harzes aufrechterhalten wird.
Harz auffangen zu können, kann eine weitere Kappe Mit der Vorrichtung nach F i g. 3 werden nun steil am in Aufschieberichtung vornliegenden Formende schraubenförmig verlaufende, ungedrehte Fadenvorgesehen sein, deren Stirnwand im Abstand zum 30 stränge 44 auf die längsverlaufenden Fadenstränge Formende unter Bildung eines Ringraumes mit grö- dadurch aufgewickelt, daß der Dorn 10 gedreht wird, ßerem Innendurchmesser als der Rohrdurchmesser Die Fadenstränge 44 werden von gebremsten Spulen angeordnet ist. Der Zentrierung können nach innen 43 abgezogen und gleichzeitig über ein Rohr 48 mit weisende Zentrierstützen an dieser vornliegenden Harz getränkt. Die Spulen 43 sitzen auf einem Schiit-Kappe dienen, deren Innenabstand dem Rohrdurch- 35 ten 38, der von einem Motor 42 über eine Vorschubmesser entspricht. spindel 40 bewegbar ist. Die steil schraubenförmig
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines verlaufende Schicht ist in F i g. 3 mit 36 α bezeichnet.
Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher er- Bis zur Erzielung des gewünschten Durchmessers
läutert. werden auf diese Weise nun abwechselnd Schichten
F i g. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen 40 längsverlaufender und steil schraubenförmig ver-
Teil eines drehbaren hohlen Domes zum Herstellen laufender Fadenstränge in der beschriebenen Weise
des Rohres mit einer aufgesetzten Matrize für das aufgebracht.
Muttergewinde; F i g. 4 zeigt im Schnitt ein auf diese Weise her-
F i g. 2 zeigt das Rohr in einer Herstellungsphase gestelltes Rohrende, mit der innenliegenden Matrize
nach Aufbringung einer aus längsverlaufenden Faden- 45 14, in deren Gewindegänge mehrere Glasfaserstränge
strängen bestehenden Schicht; 52 schraubenförmig eingewickelt sind. Hieran schlie-
F i g. 3 zeigt eine Vorrichtung zur Aufbringung der ßen sich jeweils unter Zwischenlage von steil schrau-
Vorspanmmg auf die längsverlaufenden Fadenstränge benförmigen Fadensträngen längsverlaufende Faden-
und zur Aufbringung der schraubenförmigen Faden- stränge 55, 53 und 71 an, die mit einer weiteren
stränge; 5° schraubenförmigen Glasfaserschicht bewickelt sind.
F i g. 4 ist ein Schnitt durch einen Teil eines fertig Wie dargestellt, kann diese Schicht zu einem Wulst 56
aufgebauten Rohres mit Innengewinde; aufgewickelt sein, wobei die so gebildete Verstärkung
F i g. 5 ist ein Schnitt durch einen Teil eines fertig dem Angriff einer Zange oder eines Schlüssels zum
aufgebauten Rohres mit Außengewinde; Drehen des Rohres dienen kann. Abschließend kann
F i g. 6 ist ein Schnitt durch die Form zur Aufbrin- 55 eine weitere schraubenförmige Deckschicht 61 auf-
gung des Außengewindes; gebracht werden.
F i g. 7 zeigt in perspektivischer Darstellung eine F i g. 5 zeigt eine Anordnung zur Anbringung eines
Kappe zur Zentrierung der Form auf dem Rohr. Schraubengewindes auf der Außenseite des Kunst-
F i g. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen harzrohres, und zwar auf den längsverlaufenden, vordrehbaren Dorn 10 als Grundkörper zur Herstellung 5° gespannten äußeren Fadensträngen 71. Es ist hierzu des Kunstharzrohres, auf den eine Matrize 14 mit eine Form 60 mit Innengewinde und an ihren Enden außenliegenden Gewindegängen 18 aufgesetzt und angebrachten Kunststoffkappen 62 und 64 vormittels einer Schraube 16 befestigt ist. Eine auf einem gesehen. Das Innengewinde wird mit einem Kunstkoaxial mit dem Dorn 10 verbundenen Rohr 22 ver- harz 70 gefüllt und die Form 60 auf das Rohr geschiebliche Scheibe 20 dient durch Andrücken gegen 65 schoben. Die Stirnseite 65 der Kappe 64 hat einen eine Stirnfläche 24 des Domes 10 dem Festlegen von kleineren Innendurchmesser als der Durchmesser der längsverlaufenden Fadensträngen bei deren Verspan- Schicht 71, so daß die Ausnehmung der Stirnseite auf nung. der Schicht 71 beim Aufschieben entlangstreift. Die

Claims (7)

Kappe 62 steht bei 67 über die Form 60 über, so daß sie dort einen Vorratsbehälter für zusätzlich in die Gewindegänge einzuführendes Kunstharz bildet. Ein den aufzubringenden Gewindegängen benachbarter Wulst ist in Fig. 5 mit 56ρ und eine die Schicht71 zusammenhaltende schraubengangförmige Deckschicht mit 33 bezeichnet. F i g. 6 zeigt einen Schnitt durch die Form 60 bei vom Kunstharzrohr abgenommener Form und läßt insbesondere den gegenüber dem Rohr kleineren Innendurchmesser 64 α der Stirnwand 65, der Kappe 64 sowie einen konischen Verlauf der Gewindegänge 66 erkennen. Fig. 7 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Kappe 62, die hier mit Zentrierstützen / versehen ist, deren Abstand dem Durchmesser der Schicht 71 (F i g. 5) angepaßt ist, so daß die Stützen / beim Aufschieben der Form 60 diese im Bereich der im Durchmesser größeren Gewindegänge zentrieren. Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Auf dem hohlen Dorn 10 wird eine Paraffinschicht aufgebracht, um das Ablösen des fertigen Rohres zu ermöglichen. Anschließend werden bei Verwendung der Matrize 14 Gewindegänge 18 dieser Matrize mit »5 Harz aufgefüllt und Fadenstränge 52 (F i g. 4) in etwa drei bis fünf Lagen in die Gewindegänge 18 hineingewickelt, um die Gewindegänge zu verstärken und etwa im Harz enthaltene Luft herauszudrücken. Anschließend werden, wie beschrieben, längsverlaufende Fadenstränge 30 aufgebracht, vorgespannt, nach der Vorspannung mit den Haltewicklungen 34 und 32 versehen und mit Harz getränkt. Die Klemmringe 47 und 49 (Fig. 3) werden zur Vorbereitung der Vorspannung der nächsten Schicht gelöst. Sodann wird abwechselnd eine aus steil schraubenförmig verlaufenden Fadensträngen und eine aus längsverlaufenden Fadensträngen gebildete Schicht aufgebracht. Nach Bildung der letzten aus längsverlaufenden Fadensträngen bestehenden Schicht 71 (F i g. 5) werden die Gewindegänge 66 der Form 60 unter Zwischenschaltung eines Trennmittels, wie beispielsweise einer Paraffinschicht, mit Kunstharz gefüllt und die Form auf das Rohr aufgeschoben. Das Harz auf dem Umfang des ungehärteten Rohres hat noch nicht abgebunden, so daß es zu einer sicheren Verbindung mit dem in den Gewindegängen der Form befindlichen Harz kommt. Die Stirnwand 65 wirkt hierbei als Abstreifer, der einen Lufteinschluß zwischen dem in den Gewindegängen befindlichen Harz und dem Rohr verhindert. Der Teil 67 fängt überschüssiges, ausgedrücktes Harz auf und kann in dem Ringraum zwischen sich und der Stirnseite der Form zusätzlich Harz zur Ergänzung der Auffüllung der Gewindegänge enthalten. Durch Aufschieben der Form 60 auf den Wulst 56 p kann das Harz zusätzlich in die Gewindegänge der Form hineingedrückt werden. Zur Aushärtung wird der Dorn mit dem Rohr gedreht, wobei durch die entstehenden Temperaturen die Wachsschicht schmilzt und durch Perforationen 12 (F i g. 1) in das Innere des hohlen Domes 10, wie bei 27 in Fig. 4 angedeutet, eintritt. Während des Aushärtevorganges bleiben die längsverlaufenden Fadenstränge unter Vorspannung. Diese wird nach dem Härtevorgang dann durch entsprechendes Abschneiden aufgehoben. Die Matrize 14 wird vom Dorn 10 gelöst und unter Zurückschieben der Scheibe 20 aus dem fertigen Rohr herausgeschraubt, ebenso wird die Form 60 von den nunmehr ausgehärteten Schraubengewindegängen abgeschraubt. Der Dorn kann nun aus dem Rohr herausgezogen werden. Patentansprüche:
1. Faden verstärktes Kunstharzrohr mit Endgewinden, bei dem abwechselnd längs und steil schraubengangförmig verlaufende, ungedrehte Fadenstränge in härtbarer Kunstharzmasse eingebettet sind, wobei die schraubengangförmig verlaufenden Fadenstränge vorgespannt sind und beim Muttergewinde dem Gewindeverlauf einer Matrize folgen, dadurch gekennzeichnet, daß auch die längsverlaufenden Fadenstränge (30) vorgespannt sind und daß das als Muttergewinde ausgebildete Endgewinde ohne Zwischenlage von längsverlaufenden Fadensträngen durch die schraubengangförmig auf die Matrize (14,18) gewickelten Fadenstränge (52) und Kunstharz gebildet ist, während das als Schraubengewinde ausgebildete Endgewinde in an sich bekannter Weise allein durch Kunstharz (70) gebildet ist, wobei beide Endgewinde unmittelbar auf einer kunstharzgesättigten, längsverlaufenden Fadenlage (55 bzw. 71) aufliegen.
2. Kunstharzrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenstränge aus Glasvorgespinst bestehen.
3. Verfahren zur Bildung von Muttergewindegängen am Endteil eines Rohres nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Muttergewindematrize auf ein Ende eines drehbaren Domes aufgesetzt ist, deren Gewindegänge mit härtbarem Kunstharz gefüllt werden, daß dann schraubenförmige Glasfaserstränge in die Gewindegänge hineingewickelt werden und anschließend eine Schicht aus längsverlaufenden Fadensträngen aufgebracht wird, die vorgespannt und mit Harz getränkt wird.
4. Verfahren zur Bildung von Schraubengewindegängen am Endteil eines Rohres nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindegänge einer mit Innengewinde versehenen Form mit Kunstharz gefüllt werden, daß anschließend die Form auf eine harzgetränkte, vorgespannte und aus längsverlaufenden Fadensträngen bestehende Außenschicht des Rohres unter Verdrängung der dazwischen befindlichen Luft aufgeschoben wird und daß das Rohr in diesem Zustand gehärtet wird.
5. Verfahren zur Bildung von Schraubengewindegängen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Aufschieben der Form ungehärtetes Kunstharz zwischen Rohr und Form eingeführt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine mit Innengewinde (66) versehene Form (60), die eine federnde Kappe (64) am in Aufschieberichtung hinteren Formende aufweist, welche eine mit einer Ausnehmung (64 ä) versehene Stirnwand (65) hat, wobei der Durchmesser der Ausnehmung (64 a) kleiner als der Rohrdurchmesser ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine weitere federnde Kappe (62) am in
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DE2818167A1 (de) * 1977-04-28 1978-11-30 Union Carbide Corp Antriebswellen aus verstaerktem material

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GB1030730A (en) 1966-05-25
GB1030729A (en) 1966-05-25
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US3291881A (en) 1966-12-13
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