DE1504853C - Verfahren zum Herstellen von versteif ten Hohlkörpern beliebiger Lange aus faser verstärktem Kunstharz - Google Patents

Description

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durch das Aufwickeln eines Stranges auf die Form 1 verfahren zu verdickten Teilen oder Bünden 8 und 9

in einem schraubenförmigen Wicklungsmuster herge- an den Enden des Zylinders führt. Diese verdickten

stellt. Wie in Fig. 1 gezeigt, besteht das schrauben- Teile werden durch die Ansammlung des Fadens

förmige Wicklungsmuster aus einer Wicklung, die an während der Verzögerung am Ende der nach außen

Punkt 3 beginnt und die durch die Punkte 3a, 3b, 3c 5 laufenden und der nach innen laufenden Wicklung

und 3d verläuft und die an Punkt 3c endet. Zwischen erzeugt, wie es im Vorstehenden beschrieben wurde,

den Punkten 3c und 4 befindet sich eine Stelle, an Im Normalfall ist der Strang, der schraubenförmig

welcher der Strang in einer Ebene senkrecht zur auf die Form aufgewickelt wird, nicht selbsttragend.

Drehachse der Form I gewickelt wird. Bei Punkt 4 Um die Zylindercinheit fest oder starr zu machen,

beginnt eine Rückwickhmg, die den gleichen Stei- io muß während des Wickeins dem Faden ein Binde-

gungswinkel hat, jedoch die · entgegengesetzte Stei- mittel zugesetzt werden. Wie an sich bekannt, kann

gungsrichtung zur Wicklung. Die Rückwicklung be- dies in der Weise erfolgen, daß der Faden, wenn

ginnt am Punkt 4, läuft über die Punkte 4a, 4/), und er sich der Form nähert, durch ein Bindemittel

4c und endet am Punkt Ad. Zwischen den Punkten hindurchgezogen wird. Weiterhin kann das Binde-

4d und 5 bestehen geometrische Verhältnisse wie 15 mittel unmittelbar auf den Kern aufgegeben werden

zwischen den Punkten 3 c und 4. Am Punkt 5 beginnt oder der Faden kann vorher imprägniert werden,

eine zweite Wicklung. Es sei bemerkt, daß der Wenn das Bindemittel abbindet oder sich verfestigt,

Punkt 5 auf dem gleichen Kreis des Zylinders liegt so ergibt sich ein Zylinder, der durch das Binde-

wie der Punkt 3 und daß der Punkt 5 im wesentlichen mittel gehalten wird, der jedoch durch die einge-

neben dem Punkt 3 liegt. Dies bedeutet, daß beide 20 schlossenen Fäden verstärkt wird, wobei die einge-

Wicklungcn, und zwar die nach außen verlaufende schlossenen Fäden diesem Zylinder eine hohe Zug-

und die rücklaufende Schraube, eines jeden folgen- festigkeit erteilen.

den Musters im wesentlichen längs der nach außen Wenn das Bindemittel in der ersten Zylindereinheit

verlaufenden und der rücklaufenden Schrauben- in ausreichender Weise abgebunden hat, kann diese

muster der unmittelbar vorhergehenden Schrauben- 25 Einheit durch eine bekannte¹ Vorrichtung vom Kern

muster liegen. abgezogen werden. Gemäß üblicher Praxis kann

Es wurde gefunden, daß das im Vorstehenden dieses Abziehen' auf verschiedene Weise durchgeführt beschriebene Wickelverfahren für die meisten An- werden. Einerseits kann die Form oder der Kern wendungszwecke vorteilhaft ist. Es sei bemerkt, daß vor der Bewicklung mit einem Trennmittel vorbedie Verweilteile 3 e-4 und 4d-5 in den Zeichnun- 30 schichtet werden. Die Anwesenheit eines derartigen gen stark vergrößert dargestellt sind. Der Ausdruck Trennmittels erlaubt es dem Zylinder, daß dieser »Umkchrstelle« soll jedes Wickelverfahren umfassen, unter Aufbringung einer Kraft längs der Form oder welches eine nicht sofortige Windungsumkehrung des Kernes verschoben werden kann. Andererseits ist einschließt; d. h. daß unter bestimmten Bedingungen, es ebenfalls bekannt, daß die Form oder der Kern obwohl die Zuführungseinrichtung im wesentlichen 35 derart ausgebildet sind, daß diese zusammenklappaugenblicklich umkehrt, der Impuls der Fäden selbst oder zusammenfaltbar oder wenigstens teilweise zueine ausreichende Verzögerung hervorruft. Obwohl sammcnklapp- oder zusammenfaltbar sind. Nachdem im Vorstehenden dargelegt wurde, daß offene Wickel- die erste Zylindereinheit abgebunden hat, kann der muster gute Ergebnisse erzielen, sei bemerkt, daß Kern zusammengeklappt oder zusammengefaltet werdas Wickelmuster in der Form einer geschlossenen 40 den, wodurch der fertiggestellte Zylinder freigegeben Wicklung vorliegen kann, in der aufeinanderfolgende wird.

Windungen unmittelbar nebeneinander liegen. Wei- Wenn die Zylindereinheit freigegeben ist, wird

terhin können die Fäden auch willkürlich aufge- diese längs der Form zum offenen Ende hin um

wickelt sein. einen Abstand bewegt, der etwas kleiner ist als die

Gemäß einer bevorzugten Ausfiihriingsform der 45 Länge der Einheit.

Erfindung dreht sich der Kern in einer festen Lage, Danach wird eine zweite Zylindereinheit um den während der Faden von einer Zuführungseinrichtung Kern in genau der gleichen Weise gewickelt, wie es zugeführt wird, die sich in einer Bahn parallel zur im Vorstehenden für den ersten Zylinder beschrieben Achse der Form hin und her bewegt. Selbstverstünd- wurde. Das äußere Ende des zweiten Zylinders über-HcIi kann in vielen Fällen die Funktion dieser EIe- 5° läppt den inneren Bund 8 des ersten Zylinders. Wie mente umgekehrt werden. Mit anderen Worten kann aus den F i g. 3 und 4 zu erkennen ist, bildet die die Zuführungseinrichtung stationär gehalten werden, Überlappung des äußeren Bundes irgendeines gewährend die Form selbst während ihrer Drehung gebenen Hinheitszylinders über den inneren Bund des hin und her bewegt wird. Die Form I kann feiner in unmittelbar vorhergehenden Einheitszylinders eine einer absolut stationären Stellung gehalten weiden, 55 Verriegelungsverbindung und wenn das Bindemittel während die Zuführungseinrichtung um die Form einmal abgebunden hat, verschwindet die Verbinherum bewegt wird und während der Drehung hin dungsstelle und es wird ein ganzer Hohlkörper von und her bewegt wird. Es sei ferner darauf hinge- doppelter Einheitslänge geschaffen, der im wesentwicsen, daß Einzelfäden oder Stränge aus einer Viel- liehen in der Mitte eine Ringrippe aufweist. Obwohl zahl von Fäden bestehen oder eine Vielzahl von ⁶° das Hohlkörpeielcment in einer Anzahl von Ab-Strängen verwendet werden können. schnitlen hergestellt wird, werden durch das Ver-

Das beschriebene Wickelverfahren wird durchge- fahren diese Abschnitte alle miteinander durch eine führt, bis eine Wandung gebildet ist, die die ge- Verriegelungsverbindung großer Festigkeit verbunwiinschte Stärke hat. Im oberen Teil der F i g. 2 ist den. Die ringförmigen Rippen erhöhen die Festigkeit die Wandung der Zylindereinheit im Querschnitt 65 und Starrheit des Hohlkörperelements,
dargestellt und es sei bemerkt, daß die Wandimgs- Wie in Fi g. 4 gezeigt, kann das beschriebene Verstärke am Punkt 7 gemessen wird. Ms sei bemerkt, fahren so oft wie gewünscht wiederholt werden (fünf daß das im Vorstehenden beschriebene Wicklungs- Einheiten sind dargestellt), um einen Hohlkörper

jeder gewünschten Länge zu erzeugen. Wenn die fertigen Längen den Kern oder die Form 1 verlassen, müssen diese im wesentlichen in Flucht zur Form abgestützt werden. Dies kann mittels einer Anzahl von Tragrollen erfolgen oder mittels von Hcbczeugen getragenen Achsstummeln.

Das erlindungsgcmäßc Verfahren kann ebenfalls verwendet werden, um ein Gefäß mit einem geschlossenen Ende zu erzeugen, beispielsweise einen Vorratsbehälter. Wenn ein derartiges Produkt erwünscht ist, umschließt der erste Verfahrensschritt die Entwicklung eines geeigneten Endvcrschlußgliecles. Das Endverschlußglied kann von irgendeiner üblichen Einrichtung gebildet werden. Beispielsweise kann das Endvcrschlußglicd aus einer Anzahl von Glasfasermatten hergestellt sein, die mit einem Glasfascrkunststoll imprägniert sind. Das Endverschlußglied kann auch aus einem ganz anderen Material, wie beispielsweise aus Stahl od. dgl., bestehen und dieses kann in an sich bekannter Weise hergestellt sein.

Ein Ausführungsbeispiel eines senkrechten Wicklungsvorgangcs soll wie folgt beschrieben werden.

Ein Boden 28 kann aus einem geeigneten Material, wie vorstehend beschrieben, hergestellt werden und dieser Boden wird in seiner entsprechenden und genauen Lage auf den Boden gelegt, und zwar an die Stelle, wo das fertige Gefäß verwendet werden soll. Ein Mast 29 wird in die Mitte des Bodens 28 gesetzt und wird durch Ankerseile 30 gehalten. Eine Abdeckung 31 kann über die Ankerseile gespannt werden, wenn die Anordnung im Freien aufgebaut wird. Es sei bemerkt, daß es selbstverständlich ist, daß, falls es gewünscht ist, der Mast 29 aus Abschnitten bestehen kann, so daß, wenn das Verfahren fortschreitet, zusätzliche Mastabschnitte hinzugefügt werden können, bis der Behälter fertig ist. Eine Form 20 wird dann oberhalb der Basis 28 angeordnet und kann, falls gewünscht, am Mast 29 abgestützt sein. Die Schienen 21 werden dann um den Umfang des Bodens 28 herum verlegt. Wie bereits beschrieben, wird eine erste Zylindercinheit dann um die Form 20 herum ausgebildet, und falls es sich um ein glasfaserverstärktes Kunststoffgefäß handelt, wird das Kunststoffbindemittel dann verfestigt. Der zuerst geformte Einheitszylinder ist der in Fig. 5 gezeigte oberste Zylinder und weist die Bünde 26 und 27 auf. Es ist klar, daß diese Einheit in der Stellung gewickelt wurde, die für die Einheit dargestellt ist, welche die Bünde 26 # und 27g aufweist. Wenn der Behälter oder der Tank geschlossen werden soll, wird ein Dach 32 aufgesetzt. Dieses Dach kann an der Oberseite der ersten Zylindereinheit durch .irgendwelche geeigneten Mittel befestigt werden, beispiclsweise durch eine Verschraubung, durch ein Anschweißen oder durch eine überlappende Umwicklung. Eine geeignete Seilverspannungsanordnung 33 kann dann auf der Spitze des Daches 32 befestigt werden und diese Seilzugcinrichtung kann dann verwendet werden, um den zuerst geformten Zylinder um eine Einheitslänge anzuheben. Es sei bemerkt, daß es zur leichten Durchführung des Anhcbens bevorzugt ist, die Form 20 etwas zusammenfallen zu lassen, um den Zylinder von dieser Form frcizugeben.

Nachdem der zuerst geformte Zylinder um eine Einheitslänge angehoben ist, kann die Form 20 in ihre Ursprungsgröße und Konfiguration zurückgeführt werden und ein zweiter Abschnitt wird um diese Form in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, gewickelt und dieser zweite Abschnitt überlappt den unteren Bund 27 der ersten Einheit. Durch schrittweises Anheben eines jeden nachfolgenden Segments und durch eine Übcrlappungswicklung der nachfolgenden Wicklungen kann jede gewünschte Höhe erreicht werden.

Wenn die gewünschte Behälter- oder Tankhöhe erreicht ist, kann die Form und deren Abstützung abgebaut und entfernt werden, und der gesamte Bauteil wird dann auf die Basis 28 abgesenkt und an dieser Basis befestigt, und der Mast 29 wird dann entfernt.

Durch die beschriebene Anordnung ist es möglich, außerordentlich große Speicherbehälter und Vorratsgefäße zu bauen und diesen Aufbau unabhängig von der endgültigen Höhe des Bauteils durchzuführen, wobei alle notwendigen Mechanismen in Bodenhöhe angeordnet sind und wobei alle Arbeitsvorgänge in Bodenhöhe ausgeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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einzeln verwendet werden. Fun Ende dieses Ab-

Patentanspiuch: - Schnittclements weist eine Verstärkung auf. Diese

Verstärkung ist integral ausgebildet, so daß eine

Verfahren. zum Herstellen von versteiften außerordentlich gute Festigkeit erzielt werden kann. Hohlkörpern beliebiger Länge aus faserverstärktem S Man kann beispielsweise einen Hohlkörper wickeln, Kunstharz, bei welchem ein Materialstrang sehrau- der sieben oder acht derartige Elementarabschnitte benlinienförmig auf eine Form gewickelt und ver- ' aufweist, wobei gleichzeitig eine entsprechende Anklebt wird und der Hohlkörper relativ zur Wickel- zahl von Versteifungsringen integral miteingebaut form verschoben wird, dadurch gekenn- sind. Eine Schneidestation ist nicht erforderlich. Es ze ich η e t, daß zunächst ein erster Hohlkörper io wird also durch ein einfaches Verfahren ein verbegrenzter Länge mit wenigstens'einem verdick- besscrtes Produkt hergestellt. Es ist nicht meinten Endabschnitt hergestellt wird, daß dieser Hohl- erforderlich,'in einem zusätzlichen Arbeitsgang einen körperabschnitl danach auf der Form ein Stück Versteifungsring aufzubringen, und die erfindungsweit axial verschoben und hierauf ein zweiter Hohl- gemäße Verdickung wirkt besser, da sie integral im körper begrenzter Länge durch Schraubenlinien- 15 Hohlkörper ausgebildet ist.

förmiges Wickeln auf der Form gebildet wird, Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung

wobei die Wicklung für den zweiten Hohlkörper- unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung abschnitt mit ihrem einen Ende auf den ver- erläutert werden. FLs zeigt

dickten Endabschnitt des ersten Hohlkörperab- F i g. 1 eine perspektivische Ansicht, welche einen

schnittes, überlappend aufgewickelt wird. 20 Kern zeigt und das Aufwickelverfahren gemäß der

Erfindung veranschaulicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht, welche die erste Einheit

eines Zylinders zeigt, die gemäß der Erfindung aufgewickelt ist, wobei Teile fortgebrochen sind,
25 F i g. 3 eine der F i g. 2 entsprechende Ansicht, die

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- eine vollständig gewickelte zweite Einheit in ihrer stellen von versteiften Hohlkörpern beliebiger Länge Lage zeigt,

aus faserverstärktem Kunstharz, bei welchem ein F i g. 4 eine der F i g. 2 entsprechende Ansicht, die

Materialstrang schraubenlinienförmig auf eine Form ein vollständiges Produkt darstellt, welches gemäß gewickelt und verklebt wird und der Hohlkörper 30 dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist und relativ zur Wickelform verschoben wird. welches fertig zum Abziehen ist, und

Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung Fig. 5 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

von Hohlkörpern wird ein Fasermaterial, beispiels- eines bevorzugten Ausführungsbeispicis der Erweise ein Glasfasermaterial, kontinuierlich oder inter- findung.

mittierend in einer oder in mehreren Lagen auf einen 35 Das erfindungsgemäße Verfahren kann als ein Kern aufgewickelt. Danach wird dieses Material, Teilkörperherstellungsvei fahren zur Erzeugung von welches vom Kern getragen wird, mit einem Kunst- Hohlkörpern bezeichnet werden. Dies heißt, eine stoffmaterial imprägniert,' beispielsweise mit einem Einheitslänge eines Hohlzylinders wird durch eine Polyestermaterial. Bei diesem bekannten Verfahren Strangwicklung oder durch andere geeignete Verist es erforderlich, auf den Kern ein Sehut/.baiul, to fahren um eine Form oder um einen Kern mit einem beispielsweise aus einem mit Wachs imprägnierten olTenen Ende herum hergestellt. Diese Einheitslänge Papier, aufzuwickeln und ferner muß der Kern wird dann gehärtet oder verfestigt oder mau läßt konisch verlaufen. Der Hohlkörper wird von der diese Einheitslänge abhärten und dann wird diese Form abgezogen und kann durch eine Schneidvor- Einheitslänge längs des Kerns um eine Strecke richtung geschnitten werden. Um nun diesen Hohl- 45 verschoben, die kleiner ist als die Einheitslänge, körper zu versteifen, müssen an gewissen Stellen Danach wird eine zweite Länge eines Hohlzylinders zusätzliche Versteifungsringe aufgebracht werden, die um den Kern herumgewickelt, die den Endteil der aus entsprechenden Materialien bestehen. ersten Einheilslänge überlappt. Wie noch im ein-

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- /.einen dargelegt werden soll, kann das erfindungsgrunde, ein derartiges Verfahren dahingehend zu so gemäße Verfahren verwendet werden, um eine Ververbessern, daß die Versteifungen gleich mitherge- bindung oder Verriegelung zwischen jeder der Einstellt werden können und daß eine Schneidstation heitslängen zu erzeugen, so daß ein Hohlkörper von nicht erforderlich ist. jeder gewünschten Länge hergestellt werden kanu.

Erfindiingsgemäß wird diese Aufgabe dadurch Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft gelöst, daß zunächst ein erster Hohlkörper begrenzter 35 bei der Herstellung von Hohlkörpern mit großen Länge mit wenigstens einem verdickten Hiidabschnitt Abmessungen ist, können die Form oder der Kern hergestellt wird, daß dieser Hohlkörperabschnilt und die anderen Wicklungseinrichtungen verha'ltnisilanach auf der Form ein Stück weit axial verschoben mäßig kleine Abmessungen haben, die nicht umgeiind hierauf ein zweiter Hohlkörper begien.'h'i Länge stellt oder eingestellt werden müssen, um eine Auilurch schraubenlinienl'örniiges Wickeln auf der Form 60 passung an unterschiedliche Längen zu erzielen,
gebildet wiid, wobei die Wicklung für den zweiten Eis sei nun im einzelnen auf die Figuren der Zeich-

llohlkörperabschnilt mit ihrem einen Ι'ϊιηΙι'. auf. den nung Bezug genommen.

verdickten Abschnitt des ersten Hohlköipi-rabschnil Fig. I zeigt eine Form I, die an einer Welle 2 um

tes überlappend aufgewickelt wird. diese drehbar befestigt ist. Die Welle 2 ist mit einem

Mit dem uliiulungsgemälkn Verfahren kann in ß5 Antrieb vcibiiiulcu und die Veibindung kann über vorteilhafter Weise ein Hohlkörper hergestellt wer- Getriebe, Vorgelege u.dgl. erfolgen, so daß jede den, der aus Abschnittelementen vor bestimmter gewünschte Formdrehzahl er/.ielbar ist.
Lunge besteht. Diese Abschnitteleniente können auch Die Wandung eines jeden Zylinderabschnitts wird