DE1300662B

DE1300662B - Method and device for the production of pipes made of plastic with reinforcement inserts made of fibers

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Publication number: DE1300662B
Application number: DE1964B0078436
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-09-07
Filing date: 1964-09-07
Publication date: 1969-08-07

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Rohren aus Kunststoff mit Verstärkungslagen aus Fasern, insbesondere Glasfasern, bei dem stabförmige Teile mit einem Querschnitt eines Kreisringstückes vorgeformt, dann zu einem Rohr zusammengefügt und dabei an ihren Längskanten miteinander verbunden werden. The invention relates to a method and a device for manufacturing of pipes made of plastic with reinforcement layers made of fibers, in particular glass fibers, in which rod-shaped parts are preformed with a cross-section of a circular ring piece, then joined together to form a tube and connected to one another at their longitudinal edges will.

Die Herstellung von Rohren aus Glasfaserpolyester oder ähnlichen Kunststoffen erfolgt nach den verschiedensten Verfahren. Kleine Rohre bis zu einem Durchmesser von ungefähr 40 mm können in bekannter Weise intermittierend gezogen werden. Diese Rohre haben jedoch nur eine geringe Querstabilität und damit nur eine geringe Knickfestigkeit. Nach anderen Verfahren können solche Rohre auch gewickelt werden. The manufacture of pipes made of fiberglass polyester or similar Plastics is made using a wide variety of processes. Small pipes up to one Diameters of approximately 40 mm can be drawn intermittently in a known manner will. However, these pipes only have a low degree of transverse stability and thus only one low buckling resistance. Such pipes can also be wound using other methods will.

Rohre aus mit Glasfasern verstärktem Kunststoff mit größeren Durchmessern werden meistens im Schleuderverfahren hergestellt. Die Stabilität dieser Rohre ist gut, das Verfahren kann jedoch nur für Rohre bis zu einem Durchmesser von ungefähr 80 cm und 8 bis 10 m Länge angewendet werden. Glass fiber reinforced plastic tubes with larger diameters are mostly produced using a centrifugal process. The stability of these pipes is well, the procedure can only work for pipes up to a diameter of approximately 80 cm and 8 to 10 m in length can be used.

Man kennt auch die Herstellung von Rohren mit Hilfe des Klöppel-Verfahrens, bei dem die Glasfasern zu einem rautenförmigen Gewebe verflochten werden. Dabei wird jedoch die Festigkeit des benutzten Glasseidenfadens oder Rovings nicht voll ausgenutzt, da die Fäden bei einer Knick- oder Berstbeanspruchung schräg zu den dabei auftretenden Kraftlinien liegen. The production of pipes with the help of the Klöppel process is also known, in which the glass fibers are woven into a diamond-shaped fabric. Included however, the strength of the fiberglass thread or roving used is not full exploited because the threads are at an angle to the occurring lines of force lie.

Es ist weiter bekannt, Rohre durch Wickeln aus Geweben herzustellen. Dabei kann man zwar die Knick- und Berststabilität durch entsprechende Wahl der einzelnen Gewebe beeinflussen, eine Verwendung bei Rohrdurchmessern größeren Formats und bei Rohrlängen über etwa 3 m ist jedoch schlecht möglich. It is also known to manufacture tubes from fabrics by winding them. It is true that the buckling and bursting stability can be achieved by choosing the appropriate affect individual fabrics, a use for pipe diameters of larger format and with pipe lengths over about 3 m, however, this is difficult.

Daneben kennt man noch das sogenannte Kreuzwickelverfahren. Hierbei werden die Rovings quer gewickelt und längs gelegt. Bei diesen Rohren kann man ebenfalls die Längs- und Querfestigkeit beliebig beeinflussen. Die Rohrlänge ist auf etwa 6m begrenzt. The so-called cross winding process is also known. Here the rovings are wound transversely and laid lengthways. You can also use these pipes affect the longitudinal and transverse strength as desired. The pipe length is about 6m limited.

Es sind auch Vorschläge bekanntgeworden, beispielsweise Lichtmasten aus zumindest zwei im wesentlichen gleichen halbkreis- oder segmentförmigen Rohrstücken aus Kunststoff zusammenzusetzen, wobei die Segmente jeweils zwei nach auswärts vorkragende Randstege aufweisen. Die Zusammensetzung der Segmente ergibt dann einen rohrartigen Lichtmast mit in Längsrichtung verlaufenden Rippen. Die Außenseite der Rohrkörper ist hierbei durch die Rippen gekennzeichnet, wodurch eine gleichmäßig runde Außenfläche entfällt. Proposals have also become known, for example light poles of at least two substantially identical semicircular or segment-shaped pipe pieces composed of plastic, with the segments each two outwardly protruding Have edge webs. The composition of the segments then results in a tube-like one Light pole with longitudinal ribs. The outside of the pipe body is characterized by the ribs, creating a uniformly round outer surface not applicable.

Eine andere Art von Rohren sind die mehrschichtigen Rohre, die aus verschiedenen Schichten von Kunststoffen zusammengesetzt sind, wobei eine der Schichten, vor allem die mittlere, aus zwei halbkreisförmigen Segmentschalen besteht. Voraussetzung hierfür ist, daß die äußere und innere Schicht aus geschlossenen Rohren besteht, was an der Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung vorbeigeht. Another type of pipes are the multilayer pipes that are made from different layers of plastics are composed, with one of the layers, especially the middle one, which consists of two semicircular segment shells. pre-condition this is that the outer and inner layer consists of closed tubes, which misses the task of the present invention.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, stabförmige Teile im endlosen Strang zu formen und diese in einem Arbeitsgang unter gleichzeitiger Verbesserung der Knick- und Berstfestigkeit zu Rohren beliebiger Länge und größerem Durchmesser zusammenzufügen. The invention is based on the object, rod-shaped parts in the endless Forming a strand and doing it in one operation with simultaneous improvement the buckling and bursting strength for pipes of any length and larger diameter join together.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die stabförmigen Teile kontinuierlich in beliebiger Länge vorgeformt und unmittelbar nach ihrer Formung oder nach ihrer Aushärtung zu einem rohrförmigen Grundkörper zusammengefügt werden und daß hierauf der Grundkörper mit einer oder mehreren Lagen Rovings schraubenlinienförmig unter kleiner Steigung umwickelt wird. This object is achieved according to the invention in that the rod-shaped Parts continuously pre-formed in any length and immediately after their formation or after they have hardened, they can be joined together to form a tubular base body and that thereupon the base body with one or more layers of rovings in a helical shape is wrapped with a small slope.

Die Vorteile dieses Verfahrens liegen darin, daß im endlosen Strang hergestellte stabförmige Teile mehr oder weniger weit hinter der für die Herstellung benutzten Ziehanlage zu einem rohrförmigen Grundkörper zusammengefügt und eventuell geklebt werden und durch Umwickeln mit einem oder mehreren Rovings das fertige Rohr entsteht. Die gezogenen stabförmigen Teile besitzen einen hohen Glasanteil, wodurch auch das daraus entstehende Rohr eine sehr hohe Knickfestigkeit erhält, was bei den bisherigen Rohren mit größerem Durchmesser nur schwer erreichbar war. Es können nach diesem Verfahren Rohre mit beliebiger Länge und mit Durchmessern von etwa 60 cm ab erzeugt werden. The advantages of this process are that in the endless strand produced rod-shaped parts more or less far behind that for the production used drawing system joined together to form a tubular base body and possibly be glued and by wrapping one or more rovings around the finished tube arises. The drawn rod-shaped parts have a high proportion of glass, which means the resulting pipe also has a very high buckling strength, which is the case with the previous pipes with a larger diameter was difficult to reach. It can using this method, pipes of any length and with diameters of about 60 cm from.

Die Rohrquerschnitte können kreisförmig, oval, eckig oder sonstwie ausgeführt sein. The pipe cross-sections can be circular, oval, angular or otherwise be executed.

Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht weiterhin vor, daß die für den rohrförmigen Grundkörper benötigten stabförmigen Teile gleichzeitig geformt werden. Unmittelbar anschließend oder nach einer Verweilzeit im Strang können dann die einzeln geformten stabförmigen Teile zu dem rohrförmigen Grundkörper zusammengefügt und anschließend umwickelt werden. The method according to the invention further provides that the for the tubular base body required rod-shaped parts formed at the same time will. Immediately afterwards or after a dwell time in the strand can then the individually shaped rod-shaped parts are joined together to form the tubular base body and then wrapped.

Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht noch vor, daß um das aus dem Grundkörper und den Faserlagen bestehende Rohr weitere Lagen von stabförmigen Teilen und Rovings in der gleichen Weise aufgebracht werden. Dadurch wird die Längsstabilität und die Standfestigkeit der Rohre gegen Außendrücke bedeutend erhöht. The method according to the invention also provides that around that the base body and the fiber layers existing pipe further layers of rod-shaped Parts and rovings can be applied in the same way. This increases the longitudinal stability and significantly increases the stability of the pipes against external pressures.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, auf das Rohr in bestimmten Bereichen seiner Länge Wandverstärkungen unter Verwendung von Rovings, Bändern oder dergleichen Material aufzubringen. It has been found to be useful on the pipe in certain areas its length wall reinforcements using rovings, tapes or the like Apply material.

Schließlich ist es noch von Vorteil, wenn das in beliebiger Länge kontinuierlich hergestellte Rohr an den Stellen der Wandverstärkungen in einzelne Schüsse zerteilt wird. Finally, it is still an advantage if this is of any length continuously manufactured pipe at the points of the wall reinforcements in individual Shots is parted.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rohre können zum Transport von Flüssigkeiten aller Art, auch von Rohölen, zum Transport von Schüttgütern, auch von Lebensmitteln auf große Strecken verwendet werden. Die Rohre können als endlose Rohre gleich an Ort und Stelle hergestellt werden. Neben diesen genannten Anwendungsmöglichkeiten ist auch ein Einsatz als Versorgungsleitungen für Tunnelbauten, im Erdboden, im Wasser, ja sogar für befahrbare Tunnels denkbar. Das gilt vor allem für solche Tunnels, die, beispielsweise wie ein Tunnel auf dem Meeresgrund, in einem Stück gelegt werden sollen. In derartigen Fällen wird eine Herstellungsanlage an die Küste gestellt und das Rohr endlos auf die Trasse gebracht. The pipes produced by the process according to the invention can for the transport of liquids of all kinds, including crude oils, for the transport of bulk goods, can also be used by food for long distances. The tubes can be used as endless tubes can be produced on the spot. Besides these mentioned It can also be used as supply lines for tunnels, In the ground, in the water, even conceivable for passable tunnels. This is especially true for those tunnels that, for example, like a tunnel on the ocean floor, in one Pieces are to be placed. In such cases, a manufacturing facility is used the coast and brought the pipe endlessly on the route.

Das Verfahren gemäß der Erfindung sowie auch die dazugehörige Vorrichtung ist in einem Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen schematisch dargestellt. The method according to the invention as well as the associated device is shown schematically in one embodiment in the drawings.

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht der gesamten Herstellungsanlage, wobei die F i g. 1 auf zwei Zeichnungen verteilt ist; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Teil eines gefertigten rohrförmigen Grundkörpers; Fig.3 zeigt einen anderen Querschnitt gemäß Fig. 2, und F i g. 4 zeigt einen weiteren Querschnitt gemäß Fig. 2. F i g. 1 shows a side view of the entire manufacturing plant, wherein the F i g. 1 is distributed over two drawings; Fig. 2 shows a cross section through part of a manufactured tubular base body; FIG. 3 shows another cross section according to FIG. 2, and FIG. 4 shows another Cross section according to FIG. 2.

In einem Gebäude sind im oberen Stockwerk 1 Glasfaserspulen 2 auf Regalen 3 aufgestellt, von denen die Rovings 4 abgezogen werden. Der Raum 1 ist klimatisiert und besitzt eine geringe Luftfeuchtigkeit, damit der Roving 4 wirklich trocken zur Verarbeitung kommt. Die von den Spulen 2 abgezogenen Rovings 4 werden durch einen Ausschnitt 5 im Boden des oberen Stockwerkes 1 in das Erdgeschoß 6 geführt, wo sich die Ziehanlage für die Herstellung der stabförmigen Teile 9 befindet. Die Rovings 4 werden zuerst durch die Harzwannen 7 geführt, wo sie mit Harz getränkt werden. Anschließend laufen sie in die Ziehwerkzeuge 8, welche in einem geheizten Ölbad liegen, wodurch eine gleichmäßige Temperatur erreicht wird. In a building 1 glass fiber reels 2 are on the upper floor Set up shelves 3, from which the rovings 4 are withdrawn. The room 1 is air-conditioned and has a low humidity, so that the roving 4 really comes dry for processing. The rovings 4 drawn from the bobbins 2 become guided through a cutout 5 in the floor of the upper floor 1 into the ground floor 6, where the drawing system for the production of the rod-shaped parts 9 is located. the Rovings 4 are first passed through the resin tubs 7, where they are impregnated with resin will. Then they run into the drawing tools 8, which are heated in a In an oil bath, whereby a uniform temperature is achieved.

In den Ziehwerkzeugen 8 werden die stabförmigen Teile9 geformt und verfestigt. Wesentlich für die kontinuierliche Durchführung des Verfahrens ist die Forderung, daß die Ziehwerkzeuge 8 zur Herstellung der stabförmigen Teile 9 entsprechend des später zu formenden Rohrquerschnittes angeordnet sind. Dadurch wird gewährleistet, daß das Zusammenfügen der stabförmigen Teile 9 zum rohrförmigen Grundkörper 12 gleichmäßig erfolgt.In the drawing tools 8, the rod-shaped parts 9 are formed and solidified. This is essential for the continuous implementation of the process Requirement that the drawing tools 8 for the production of the rod-shaped parts 9 accordingly of the pipe cross-section to be formed later are arranged. This ensures that the joining of the rod-shaped parts 9 to the tubular base body 12 is uniform he follows.

Nach der Herstellung der stabförmigen Teile 9 in den Ziehwerkzeugen 8 durchlaufen die stabförmigen Teile 9 eine Nachheizstrecke 10, in deren Verlauf das Harz auspolymerisiert wird. In dieser Nachheizstrecke 10 laufen die einzelnen stabförmigen Teile 9 bereits enger zusammen und bilden schließlich beim Eintritt in die Formvorrichtung 11 den rohrförmigen Grundkörper 12. Die Formvorrichtung 11 ist so ausgebildet, daß sie aus einem zylindrischen Innenteil und einem diesem zugeordneten Außenring 13 besteht, zwischen die die stabförmigen Teile 9 gezogen werden. In der Formvorrichtung 11 kann zwischen die stabförmigen Teile 9 Harz gebracht und die einzelnen stabförmigen Teile miteinander verbunden werden. Statt des Harzes kann auch ein anderes Bindemittel genommen werden, beispielsweise Klebefolien. After the rod-shaped parts 9 have been produced in the drawing tools 8, the rod-shaped parts 9 pass through a post-heating section 10, in the course of which the resin is fully polymerized. In this reheating section 10 run the individual rod-shaped parts 9 already closer together and finally form on entry into the molding device 11, the tubular base body 12. The molding device 11 is designed so that it consists of a cylindrical inner part and one associated therewith There is outer ring 13, between which the rod-shaped parts 9 are drawn. In the Molding device 11 can be placed between the rod-shaped parts 9 and the resin individual rod-shaped parts are connected to each other. Instead of the resin can another binding agent can also be used, for example adhesive films.

Wenn das Zusammenfügen der stabförmigen Teile 9 zu einem rohrförmigen Grundkörper 12 ohne besondere Verbindungsmittel vorgenommen werden soll, ist es auch möglich, daß die in den Ziehwerkzeugen 8 hergestellten stabförmigen Teile 9 unmittelbar danach auf die Formvorrichtung 11 gelangen, ohne daß das Harz durch die vorher beschriebene Nachheizstrecke 10 auspolymerisiert wird. Dadurch wird der noch bei den frisch hergestellten stabförmigen Teilen 9 vorhandene Klebeeffekt zur Verbindung der stabförmigen Teile9 untereinander ausgenutzt. If the joining of the rod-shaped parts 9 to form a tubular Base body 12 is to be made without special connecting means, it is it is also possible that the rod-shaped parts 9 immediately thereafter get onto the molding device 11 without the resin through the previously described post-heating section 10 is polymerized out. This will make the even with the freshly produced rod-shaped parts 9 existing adhesive effect for Connection of the rod-shaped parts 9 to one another exploited.

Die Nachheizung erfolgt in diesem Fall erst dann, wenn das fertige Rohr 12 a entstanden ist.In this case, reheating only takes place when the finished Tube 12 a has arisen.

Der rohrförmige Grundkörper 12 wird anfangs nur von dem Außenring 13 der Formvorrichtung 11 zusammengehalten, bis durch die erste Wickelvorrichtung 14 um diesen rohrförmigen Grundkörper 12 eine oder mehrere Lagen Rovings gezogen werden. Danach ist das eigentliche Rohr 12 a hergestellt. Die Berstfestigkeit des Rohres 12 a kann leicht dadurch erhöht werden, wenn durch eine zweite Wickelvorrichtung 15 nochmals eine oder mehrere Lagen Rovings 4 um das Rohr 12 a abgewickelt werden. The tubular base body 12 is initially only from the outer ring 13 of the forming device 11 held together until by the first winding device 14 one or more layers of rovings are drawn around this tubular base body 12 will. Then the actual tube 12 a is made. The burst strength of the Tube 12 a can easily be increased if by a second winding device 15 again one or more layers of rovings 4 are unwound around the tube 12 a.

Hinter der zweiten Wickelvorrichtung 15 kann eine dritte Wickelvorrichtung stehen, und danach ist schließlich eine weitere Wickelvorrichtung 16 angeordnet, die zum Aufbringen eines Flansches 17 dient, wenn das Rohr 12 a abgeschnitten werden soll. Behind the second winding device 15 can be a third winding device stand, and then finally another winding device 16 is arranged, which is used to apply a flange 17 when the tube 12 a are cut off target.

An Stelle eines Flansches 17 oder zusätzlich können mit Hilfe der Wickelvorrichtung 16 auch kurze Verstärkungen in bestimmten Abständen gebildet werden, wodurch, ähnlich wie bei einem Strohhalm, die Knick-oder Biegefestigkeit wesentlich erhöht wird. Das Abschneiden von einzelnen Rohrstücken kann jedoch erst dann erfolgen, wenn der Flansch 17 polymerisiert ist. Zum Abschneiden dient eine Umlaufschneidscheibe 18, die aus den genannten Gründen in einem größeren Abstand von der Wickelvorrichtung 16 angeordnet ist.Instead of a flange 17 or in addition, with the help of Winding device 16 short reinforcements can also be formed at certain intervals, as a result of which, similar to a straw, the resistance to bending or kinking is essential is increased. The cutting of individual pieces of pipe can, however, only take place when the flange 17 is polymerized. A rotary cutting disc is used for cutting 18, which for the reasons mentioned at a greater distance from the winding device 16 is arranged.

Schließlich ist noch das Spill 19 zu erwähnen, das die gesamte Anlage in Bewegung setzt. Das geschieht dadurch, daß das Spill 19 mit einem Greifer 20 die stabförmigen Teile 9 und das fertige Rohr 12 a intermittierend aus der Anlage herauszieht. Das Spill 19 ist so geschaltet, daß es das fertige Rohr 12 a immer wieder mit dem Greifer 20 nachfassen kann. Am Ende der Anlage liegt das fertige Rohr 12 a auf einzelnen Rollschemeln 21, die auf einem Gleis 22 laufen. Finally, the spill 19 should be mentioned, which covers the entire system sets in motion. This is done by the fact that the capstan 19 is connected to a gripper 20 the rod-shaped parts 9 and the finished tube 12 a intermittently from the system pulls out. The capstan 19 is switched so that it is always the finished pipe 12 a can follow up with the gripper 20 again. The finished product is at the end of the system Tube 12 a on individual roller stools 21 that run on a track 22.

Der einzelne stabförmige Teil 9 kann in seiner Querschnittsform verschieden ausgebildet sein. So ist es beispielsweise möglich, daß er, wie in F i g. 2 gezeigt, als Kreisringstück 23 ausgebildet ist, bei dem die eine Längsseite dachförmig und die andere Längsseite entsprechend negativ ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, daß die stabförmigen Teile 9 beim seitlichen Zusammenfügen zum rohrförmigen Grundkörper 12 genau ineinander passen und sich seitlich nicht mehr verschieben können. The individual rod-shaped part 9 can differ in its cross-sectional shape be trained. For example, it is possible that, as shown in FIG. 2 shown is designed as a circular ring piece 23, in which one longitudinal side is roof-shaped and the other long side is correspondingly negative. This achieves that the rod-shaped parts 9 when laterally joined together to form the tubular base body 12 fit exactly into each other and can no longer move sideways.

Darüber hinaus können die stabförmigen Teile9 gemäß Fig.3 mit Verstärkungsrippen24 versehen werden. Schließlich ist es auch möglich, die stabförmigen Teile 9 als Hohlprofil 25 auszubilden. Wenn dann beispielsweise innerhalb des aus Hohlprofilen 25 zusammengesetzten rohrförmigen Grundkörpers 12 nochmals ein Rohrkörper aus vollwandigen Kreisringstücken 23 angeordnet ist, dann kann die innere Rohrschicht auch als Verschleißschicht, beispielsweise zum Fördern von Schüttgütern, Verwendung finden. In addition, the rod-shaped parts 9 according to FIG be provided. Finally, it is also possible to use the rod-shaped parts 9 as a hollow profile 25 train. If then, for example, within the composed of hollow profiles 25 tubular base body 12 again a tubular body made of solid circular ring pieces 23 is arranged, then the inner pipe layer can also be used as a wear layer, for example, for conveying bulk materials, use.

Der rohrförmige Grundkörper 12 kann darüber hinaus auch aus anderen, beliebig gestalteten Profilen zusammengefügt werden.The tubular base body 12 can also consist of other Profiles of any shape can be joined together.

Claims

Claims: 1. A method for producing pipes from plastic with reinforcement layers made of fibers, in particular glass fibers, in which rod-shaped parts preformed with a cross-section of a circular ring piece, then joined together to form a tube and are connected to one another at their longitudinal edges, marked thereby e t that the rod-shaped parts are continuously preformed in any length and immediately after it has been formed or after it has hardened into a tubular shape Base body (12) are assembled and that thereupon the base body with a or several layers of rovings wrapped in a helical shape with a small pitch will.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the rod-shaped parts for the tubular base body (12) are all formed at the same time and joined together to form the base body immediately afterwards or after they have hardened will.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that around the tube (12 a) consisting of the base body and the fiber layers further Layers of rod-shaped parts and rovings are applied in the same way.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that that on the tube (12 a) in certain areas of its length wall reinforcements under Use of rovings, ribbons or similar material can be applied.

5. The method according to claim 4, characterized in that the in Any length continuously produced tube (12 a) at the points of the wall reinforcements is divided into individual shots.

6. Device for performing the method according to the claims 1 to 5, characterized in that drawing tools (8) of known design for manufacturing of the rod-shaped parts are provided and the drawing tools (8) in front of the one Forming device (11) made up of a cylindrical inner part and an associated one Outer ring (13) formed annular space are arranged.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that according to the forming device (11) one or more winding devices (14, 15 and 16) for Applying the helical windings are arranged and the first The winding device (14) can still be attached in the region of the forming device (11) can.

8. Device according to claims 6 and 7, characterized in that that the drawing tools (8) are shaped so that one longitudinal edge of the rod-shaped Parts (9) stepped roof-shaped outwards and the longitudinal edge opposite this is designed accordingly stepped inward.

9. Tube according to claims 1 to 5, characterized in that the rod-shaped parts (9) are designed as a hollow profile (25).

10. Tube according to claims 1 to 5, characterized in that the rod-shaped parts (9) are provided with reinforcing ribs (24).