DE1504410A1

DE1504410A1 - Verfahren zur Herstellung von Rohren

Info

Publication number: DE1504410A1
Application number: DE19641504410
Authority: DE
Inventors: Hardwick John Gordon
Original assignee: Imperial Metal Industries Kynoch Ltd
Current assignee: Imperial Metal Industries Kynoch Ltd
Priority date: 1963-07-12
Filing date: 1964-07-10
Publication date: 1970-02-05
Also published as: NL6407766A; GB1031640A; DE1504410B2

Description

B e s c h r e i b u n g "Verfahren sur Herstellung von Rohren" Die Priorität der Anmeldung in Grossbritannien vol 12o Juli 1963 wird in Anspruch genommen.
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Rohren und insbesondere die Herstellung von gebogenen Pohren aus chraubenlinienförmig gewickelten faserverstärkten Kunststoffen.
Durch die Erfindung soll ein Verfahren zur Herstellung einee gebogenen Rohres aus schraubenlinienförmig aufgewickelten faserverstärkten Kunststoffen verfügbar gemacht werden, bei dem der schwer durchzuführende Vorgang vermieden ist, das Verstärkungsmaterial um ein gebogene 5 Rohr herumzuwickeln.
Erfindungagemäss wird ein gebogenes Rohr aus schraubenlinienförmig aufgewickelten faserverstärkten Kunststoffen in der Weise hergestellt, dass eine gerade porenfreis zylindrische Schale aus verformbarem Werkstoff in festem Zustand gehalten wird, die Schale mit wenigstens einer äusseren Schicht aus schraubenlinienförmig gewickelten Läden versehen wird, jede Padenschicht mit einem härtbaren Kunststoff imprängiert wird, die Schale in einen verformbaren Zustand gebracht wird, die Schale gebogen wird, wobei in der Schale ein ausreichender Druckmitteldruck aufrechterhalten wird, so das während des Biegens ihr kreisförmiger Querschnitt beibehalten wird, und dass schliesslich der härtbare Kunststoff gehärtet wird, nachdem die Schale voll gebogen ist, wobei der Druckmitteldruck aufrechterhalten wird.
Vorzugsweise besteht die Schale aus einem thermoplastischen Werkstoff, der während des Aufwiokelns auf einer feweratur gehalten wird, bei der er fest ist, und anschliessend auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der er während des Biegens verformbar ist. Statt dessen kann die Schale auch. aws einem dauernd verformbaren Material bestehen, wie gummi, daswährend des Wickelns von innen von einem festen Formstück gestützt wird, das vor dem Verbiegen der Schale entfernt wird.
Wenn die Schale als Auskleidung im fertigen gebogenen Rohr benötigt wird, kann sie aus thermoplastischem Material bestehen, wie beispielsweise Polyvinylchlorid. wenn Jedoch im fertigen Rohr keine Auskleidung erforderlich ist, kann die Schale beispielsweise aus Gummi bestehen, dae leicht aus dem fertigen Rohr entfernt werden kann.
Der härtbare Kunststoff kann irgendein geeignetes Harz sein, beispielsweise ein kalt- oder warmhärtendes Epoxy-Harz, und die Imprägnierung kann dadurch erreicht werden, dass der Faden unmittelbar vor dem Aufwickeln durch den härtbaren Kunststoff gefthrt wird, die porenfreie Schale vor dem Aufwickeln mit einem ueberzug versehen wird, die fertige Schale oder die fertigen Fadenschichten imprägniert werden, oder dass mit vorimprägnierten Fäden gewickelt wird.
Vorzugsweise werden wenigstens drei Fadenschichten auf die Schale aufgewickelt, so dass ein dreifaches Schraubenlinienmuster gebildet wird; z.B. können zwei Schichten unter einem Schraubenwinkel von 450 aufge@ickelt werden, wobei die Winkel der beiden Schichten gegensinnig gerichtet sind, und eine Schicht kann unter einem Winkel nahe an 900 zur Schalenachse gewickelt sein.
Beim Biegen der Schale reorientieren sich die Fäden in den aufgewickelten Schichten selbst, so dass jede Fadenwindung den ihrer Lage längs des gebogenen Rohres angemessenen geodätischen Weg einnimmt.
Das bevorzugte Verfahren zum Biegen der porenfreien Schale besteht darin, ein Drehmoment auf jedes Ende einwirken su lassen. Dann wird eine Reihe von Biege-Formen unnötig, der Radius und der Winkel der Biegung hängen von der Länge der ungestützten Schale und dem angewandten Drehmoment ab. Bei diesem bevorzugten Biegeverfahren braucht auch der klebrige ungehärtete Kunststoff nicht mehr der Biegevorrichtung in Berührung zu kommen.
Der Druckmitteldruck in der porenfreien Schale kann dadurch erreicht werden, dass ein durchbohrter Stopfen in jedes Ende der Schale eingesetzt wird, und Druckmittel unter einem empirisch festgestellten Druck hindurchgeleitet wird.
Das Druckmittel kann erwärmt werden, eo dass es sowohl zum Aushärten des härtbaren Kunststoffes als auch, wenn erforderlich, dazu verwendet werden kann, die Schale vor dem Biegen verformbar zu machen.
Das erfindungsgemässe Verfahren soll an Rand der Zeichnung noch näher erläutert werden; es zeigen: Fig. 1 ein Rohr aus Polysinylchlorid, das mit drei Padenschichten bewickelt ist; Fig. 2 das bewickelte Rohr an jedem Ende mit einem in der Mitte durchbohrten Stopfen verschlossen; Fig. 3 das Rohr mit den Stopfen, die in die Arme einer Biegevorrichtung eingesetzt sind; und Fig. 4 das Rohr nach Fig. 3 nach Anlegen eines Drehmomentes an die Arme der Biegevorrichtung.
Ein festes zylindrisches Rohr 1 aus Polyvinylchlorid mit einer Länge von 45,7 cm (18"), einer Wandstärke von 3,18 mm (0,125") und einem Innendurohmesser von 38 mm (1,5") wurde spiralenförmig mit einem kontinuierlichen Glasfaden bewickelt, der aus mehrfädigen Glas-Rovings bestand, eo dass drei Fadenschichten gebildet wurden, wobei der Wickelwinkel für die ersten beiden Schichten 450 betrug, und ftlr die dritte Schicht 880 gegen die Rohrachse; die beiden ersten Schichten wurden gegensinnig gewickelt. Die Fadenschichten wurden dann mit einem in der Wärme aushärtenden oder wärmehärtbaren Epoxy-Rarz imprägniert, so dass ein glasfaserverstärkter Spoxy-Hars-Aufbau 2 entstand. Bin Stopfen 3 mit einer Bohrung 4 wurde in jedes Ende des Rohres 1 eingesetzt und mit einem Klemmring 5 sicher befestigt. Jeder Stopfen 3 wurde dann im sentralen Tragrohr eines Dreharmes 6 einer Biegevorrichtung 7 angeordnet. Heisse Flüssigkeit mit einer Temperatur von 90°C und unter einem Druck von 2,81 kg/cm2 wurde dann durch die Bohrungen 4 und das Rohr 1 geleitet, während entgegengerichtete Drehmoments an die Dreharme 6 angelegt wurden. Dadurch erweichte das Polyvinylchlorid und die ungestützte Länge des Rohres 1 wurde allmählich gebogen; die Drehmomente wurden beibehalten, bis die gegenüberliegenden Enden des Rohres 1 einen Winkel von 900 einschlossenO Die Dreharme 6 wurden dann in den In Fig. 4 gezeigten Lagen gehalten, und unter Druck stehende Flüssigkeit unter der bereits erwähnten Temperatur und dem genannten Druck wurde durch das Rohr 1 geleitet, bis das Epoxy-Harz vollständig ausgehärtet war. Die Stopfen 9 wurden dann entfernt.
Das Produkt bestand aus einem augehärteten glastaserverstarkten Epoxy-Harz-Rohr mit einer fest angeklebten Auskleidung aus Polyvinylchlorid und einer Biegung von 900, Die Herstellung einer schraubenlinienförmig gewickelten Fadensohioht auf einem gebogenen Rohr würde die Ausarbeitung und Ausführung einee sehr komplizierten Wickelschemas erforderlich machen. Im Gegensatz dazu können bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahren. handelsübliche Wickelvorrichtungen zum Aufwickeln eines gans normalen Musters auf eine gerade Schale verwendet werden, di. koipliziertere gegenseitige Anordnung der Fadenwindungen ftlr ein gebogenes Rohr wird automatisch während der folgenden Bi*-gung der Schale hervorgebracht.
Patentanspruüche:

Claims

P a t e n t a n s p r ü ch e 1. Verfahren zur Herstellung eines gebogenen Rohree aus schraubenlinienförmig aufgewickelten fserver stärkten Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, dass eine gerade porenfreie zylindrische Schale aus verformbarem Werkstoff in festem Zustand gehalten wird, die Schale mit wenigstens einer äusseren Schicht schraubenlinienförmig gewickelten Fäden versehen wird, jede Fadenschicht mit einem härtbaren Kunststoff imprägniert wird, die Schale in einen verformbaren Zustand gebracht wird, die Schale gebogen wird,wobei in der Schale ein ausreichender Druckmtiteldruck aufrechterhalten wird, eo dass während des Biegen. ihr kreisförmiger Querschnitt beibehalten wird, und dass schliesslich der härtbare Kunststoff gehärtet wird, nachdem die Schale voll gebogen ist, wobei der Druckmitteldruck aufrechterhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale aus einem thermoplastischen Werkstoff beeteht, während des Aufwickelvorganges die Schale auf einer Temperatur gehalten wird, bei der sie fest ist, und danach auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der sie whhrend des Biegene verformbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennseichnet, dass die Schale aus einem permanent verforibaren Werkstoff besteht und während des Aufwickelns von einem festen Formstück gehalten wird, das vor dem Biegen der Schale entfernt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprtiche 1 biß 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale dadurch gebogen wird, dass ein Drehmoment an jedes Endo angelegt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der härtbare Kunststoff in der Wärme härt bar ist, und dass das Druckmittel wenigstens während des Aushärtens auf der Aushärttemperatur des Kunststoffes gehalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmittel wenigstens während des Biegevorganges auf einer Temperatur gehalten wird, bei der die Schale verformbar ist.