DE1596658C - Nichtstarres Formrohr fur Glasfasern und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf.die Verarbeitung Herstellungskosten solcher Papierrohre berücksich-

von Glasfasermaterial, insbesondere auf einen als tigt. Fonnrohre aus Kunststoff sind zwar ebenfalls

»Formrohr« bezeichneten Träger zum Aufwickeln mit gewissem Erfolg zur Anwendung gekommen; die

frisch gesponnener Glasfaser oder -fäden. starken Beanspruchungen führen jedoch häufig zu

Beim Spinnen von Glasfasern zur Verarbeitung in 5 einem Aufplatzen der Formrohre als Folge der Zen-

Textilmaterial, beispielsweise Garne od. dgl., wird trifugalkraft, wodurch nicht nur eine Gefahrenquelle,

geschmolzenes Glas durch kleine Perforationen einer sondern auch eine erhebliche Verteuerung auf Grund

als Spinndüse bezeichneten Platte in Form fortlau- der großen Herstellungskosten von Kunststoffrohren

fender Fäden gezogen, die bei Berührung mit der entsteht.

Luft erstarren. Diese kontinuierlich gezogenen Fäden io Ziel der Erfindung ist deshalb ein neuartiges Verwerden auf einen rohrförmigen Träger in Form fahren zur Herstellung nicht starrer Formrohre, deren einer flexiblen zylindrischen Hülse aufgewickelt, die Oberfläche zur Anwendung beim Spulen oder Wikals »Formrohr« bezeichnet wird. Beim Glasfaser- kein von Glasfäden oder -fasem besonders geeignet Spinnvorgang befindet sich das Formrohr auf eine ist. Für ein solches nicht starres Formrohr soll eine Spindel aufgeschoben, die mit hoher Drehzahl, häufig 15 Kombination von zwei Fasermaterialarten benutzt bei etwa 8000 bis 10 000 U/min und mehr, rotiert. werden, die dahingehend zusammenwirkt, daß hohe Die aus der Spinndüse kommenden Glasfäden werden Festigkeit und Flexibilität gewährleistet sind und das ■ deshalb auf das Rohr mit relativ großer Linear- Formrohr sich wiederholt bei minimaler Abnutzung geschwindigkeit aufgewickelt, etwa bei 3000 bis verwenden läßt. Das Herstellungsmaterial soll leicht 3700 m/min. Die Formrohre werden nicht nur für 20 erhältlich bzw. herstellbar und billig sein· und sich diesen Aufwickelvorgang, sondern auch für nach- auf einfache Weise auf einer üblichen Wendelrohrfolgende Auf- und Abspulvorgänge benutzt. Rohrwickelmaschine herstellen lassen.-

Wegen der hohen Drehzahl und rauhen "Bedingun- Das Verfahren zum Wickeln des nicht steifen gen im Betrieb dieser Formrohre müssen sie erheb- Formrohres- als Träger für aufzuwickelnde Glasliche Widerstandsfestigkeit besitzen und sollten in 25 fasern geht in einem schraubenförmigen Wickelvorihrem Aufbau und vom verwendeten Material her gang von wenigstens einem Streifen aus faserhaltirelativ billig sein, sich andrerseits jedoch zur länge- gern Material, beispielsweise Papier, vor sich. Ein reir bzw. mehrmaligen Benutzung eignen.· Ferner Streifen aus nichtgewebtem Textilmaterial, das mit müssen die Formrohre an ihrer Außenseite besondere einem geeigneten Harz getränkt ist, wird anschließend Eigenschaften aufweisen, die auf ihre Anwendung 30 schraubenförmig über das Papierrohr gewickelt, und zum Auf- und Abwickeln von Glasfasermaterial ab- zwar noch während des Wickelvorgangs für dieses gestimmt sind. Allgemein kann gesagt werden, daß Papierrohr. Darüber wird noch eine Lage aus glattem solche Rohre eine relativ glatte Außenfläche besitzen rutschigem, wieder abnehmbarem Material gewickelt, sollten, damit sich die Glasfasern leicht abwickeln worauf man das Harz zum Erhärten bringt. Das sich lassen; gleichzeitig sollte die Außenfläche jedoch eine 35 in der Lage aus nichtgewebtem Textilmaterial befindausreichende Rauhigkeit besitzen, damit sich die liehe Harz bewirkt eine Klebverbindung mit dem Glasfasern ohne besondere Schwierigkeiten aufwik- darunterliegenden Papierrohr. Wenn das Harz abgekeln lassen. Zusätzlich sollten die Rohre ein leichtes bunden hat, wird die Lage des ablösbaren Materials Gewicht aufweisen, um Verformungen auf Grund abgewickelt und weggeworfen. Das entstehende von Zentrifugalkräften zu vermeiden, die bei den 40 Formrohr umfaßt somit wenigstens eine innere genannten Drehzahlen erhebliche Werte erreichen. schraubenförmig gewickelte Papierlage sowie eine Ferner sollten die Formrohre eine hohe Widerstands- äußere Lage aus mit Harz getränktem nichtgewebtem festigkeit gegen Druckkräfte besitzen, die durch die Textilmaterial mit einer harten, gleichmäßig glatten, fest aufgewickelten Fasern entstehen, damit der geschichteten Oberfläche, die von dem wieder abge-Rohrquerschnitt in seiner Form auch nach dein 45 wickelten Material aufgedrückt worden ist. Das so Abziehen von der Spindel erhalten bleibt. Anderer- hergestellte Formrohr ist ausreichend flexibel, um in seits ist eine ausreichende Flexibilität und Elastizität Längsrichtung so weit zusammengedrückt werden zu erforderlich, damit die Rohre für weitere Verwen- können, daß es aus einem aufgewickelten Glasfaserdung leicht aus dem aufgewickelten Glasfäserknäuel knäuel herausgezogen werden kann,
herausgezogen werden können. 50 Der Gegenstand der Erfindung ist in seinem AufZwei zur Herstellung solcher Formrohre üblicher- bau und seiner Ausführung nachfolgend an Hand der weise verwendete Materialien sind einfaches Papier Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
oder Karton sowie Kunststoff, z. B. Polyäthylen, die Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Rohrjedoch beide zum Teil unbefriedigende Eigenschaften wickelmaschine zur Herstellung des Fonnrohres nach besitzen. Obwohl ein allein aus gewöhnlichem Karton 55 der Erfindung,

bestehendes Formrohr im allgemeinen zufriedenstel- F i g. 2 einen Schnitt längs der Schnittlinie 2-2 in

lend bei seinem ersten Einsatz verwendbar ist, sind Fig. 1,

mangelnde Festigkeit und mangelnde Flexibilität die F i g. 3 in vergrößerter perspektivischer Darstel-

Ursachen dafür, daß bei Weiterverwendung ein lung das mit der Maschine nach F i g. 1 gewickelte

schneller Verfall einsetzt. Dieser schnelle Verfall von 60 Rohr,

Formrohren aus Pappe oder Papier dürfte in erster F i g. 4 einen vergrößerten Querschnitt längs der

Linie darauf zurückzuführen sein, daß die Zellstoff- Schnittlinie 4-4 in F i g. 3 in der durch die Pfeile

fasern auf Grund der Biege- und Knickvorgänge bre- angegebenen Blickrichtung und

chen. Formrohre aus Fasermaterial, wie Pappe und Fig.5 eine ähnliche Schnittzeichnung wie Fig.4

Papier, müssen deshalb nach kurzer oder einmaliger 65 durch das Formrohr nach der Erfindung.

Benutzung ausgewechselt werden, was zu besonderen F i g. 1 zeigt schematisch den wesentlichen Aufbau

Kosten bzw. zur Verteuerung der Herstellung von einer. Wickelmaschine 12 für schraubenförmig gewik-

Glasfasern führt, selbst wenn man die niedrigen kelteRohre. d. h. auch für die Herstellung des Form-

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rohres nach der Erfindung. Ein solches Formrohr, oder synthetischen Fasern zusammengesetzt ist. Derdas-im Schnitt nach Fig. 5 mit 11 bezeichnet ist. artiges Textilmaterial ist in seinen Eigenschaften dem eignet sich vorteilhaft zum Aufwickeln von frisch Papier ähnlich, mit der Ausnahme, daß es aus Textilgesponnenen Glasfäden oder -fasern, die aus der faser, beispielweise aus- Kunstseide, Baumwolle. Spinndüse eines Glasschmelztiegels gezogen werden. 5 Polyesterfasern usw., hergestellt ist.
Das Formrohr 11 nach der Erfindung kann jedoch Der Textilstreifen 32 wird von einer Vorratsrolle auch bei anderen Glasfaser-Verarbeitungsvorgängen 33 abgewickelt und beim Vorschub durch einen Beverwendet werden, z. B. beim Auf- und Abspulen hälter 34 mit darin befindlichem Harzbad 36 (F i g. 2) usw. - getränkt. Das Tränkungsmaterial 36 besteht vorzugs-. Mit der Wickelmaschine 12 wird ein Wickelvor- io weise aus einem Acrylharz,.das in wäßriger Emulsion gang durchgeführt, durch den ein sich kontinuierlich angesetzt ist. Das Erhärten des Imprägnierungsmatein Richtung des Pfeiles / verlängerndes Rohr T ent-' rials 36 kann deshalb durch Verdampfung des wäßristeht. Das Rohr T wird in gewünschte Längen- gen Trägers der aus Acrylharz und Wasser bestehenabschnitte unterteilt, wobei die erfindungsgemäßen den Mischung vorgenommen werden. Gemäß F i g. 2 Formrohre 11 in nachfolgend beschriebener Weise 15 sind Führungsrollen 37 bis 40 dem Behälter 34 räumentstehen, lieh so zugeordnet, daß der Streifen 32 in das Bad 36 Die Wickelmaschine 12 umfaßt einen Rahmen 13, eingetaucht und anschließend zum Aufwickeln auf einen auf dem Rahmen abgestützten feststehenden das Papierrohr 31 herausgezogen wird. Vorzugsweise Dorn 14, einen endlosen Riemen 16, der zwei Rie- wird der getränkte Streifen 32 so aufgewickelt, daß menscheiben 17. umschließt, von denen wenigstens 20 seine Ränder sich überlappen und gemäß F i g. 3 eine zur Erzeugung der Drehbewegung und des Vor- eine äußere schraubenförmige Naht 32 α entsteht.
Schubes des Rohres T während ,seiner Herstellung Um eine harte gleichmäßige und glatte Oberfläche angetrieben ist, sowie eine Trennvorrichtung 18 zum auf der harzgetränkten, nichtgewebten Lage 32 nach Abschneiden des kontinuierlich gewickelten Rohres T dem Abbindungen des Harzes zu erzeugen, wird in gleichmäßige Abschnitte vorbestimmter Längen. 25 ein Hüllstreiferi 42 aus glattem Material, beispiels-Beim Wickeln des fortlaufenden Rohres T wird weise aus Polyäthylen, Mylar od. dgl. von einer Vorwenigstens ein Streifen 21 aus faserhaltigem Material ratsrolle 43 abgezogen und schraubenförmig entspre- «o"<Jer Papier von einer Vorratsrolle22 zunächst auf chend Fig. 1 und 3 über die imprägnierte, aus den Dorn 14 aufgewickelt. .Vorzugsweise werden zwei nichtgewebtem Textilmaterial bestehende Lage 32 solcher Papierstreifen verwendet, wobei der zweite 30 gewickelt. Die Lage 42 wird vorzugsweise so aufge-Streifen 23, der von einer Vorratsrolle 24 stammt, in bracht, daß sich die Kanten benachbarter Umschlinversetzter Beziehung mit dem gleichen Wickelwinkel gungsstreifen einander überlappen, wodurch eine wie der Streifen 23 von der entgegengesetzten Seite äußere schraubenförmige Naht 42 a entsteht, welche auf den Dorn 14 entsprechend Fig. 1 aufgewickelt die darunterliegende mit Harz imprägnierte Lage32 wird. Der Winkel, mit dem die Papierstreifen 21, 23 35 vollständig abdeckt. Durch die Verwendung von abauf den Dorn 14 zulaufen, liegt vorzugsweise zvvi- ' lösbarem Material für die Lage 42 wird das Anhaften sehen 35° und 50° bezüglich der Längsachse des an dem Harz der darunter befindlichen Lage 32 ver-Dornes 14, wobei in dem gezeigten Ausführungs- mieden. Die Lage 42 wird bei dem schraubenförmibeispiel der Wickelwinkel etwa 40° beträgt. gen Wickelvorgang nach F i g. 1 fest auf die darunter-

^: Um die schraubenförmig gewickelten und überein- 40 liegende Schicht 32 aufgebracht. Die feste, dichte An-

anderliegenden Papierstreifen 21, 23 aneinander zu lage der Hüllage 42 auf der harzgetränkten Lage 32

; halten, wird der Papierstreifen 23 an einer Auftrage- hält nicht nur das Harz in der Lage 32, sondern führt

j rolle 26 vorbeigeführt, die in einem mit Klebstoff auch zu einem innigen Kontakt zwischen den Obergefüllten Behälter 27 drehbar gelagert ist. Wenn die flächen der beiden aufeinanderliegenden Lagen od<;r Auftragerolle 26 rotiert, versieht sie die Unterseite 45 Schichten:

des Streifens 23 mit Klebstoff. Die Anlage des Papier- Indem sich das fortlaufend weiter geformte Rohr 7

Streifens 23 an der Auftragerolle 26 wird durch die in Richtung des Pfeiles / bewegt, gelangt es an die

; Vorschubbahn des Streifens 23 unter den Führungs- Trennvorrichtung 18, in der es in gleichmäßige Abrollen 28, 29 vorbei aufrechterhalten, die ebenfalls schnitte zertrennt wird, die dann zum Abbinden des drehbar in dem Behälter 27 gelagert sind. Auf diese 50 Harzes weggenommen werden. Die Länge dieser Ab-Weise werden die beiden Papierstreifen 21,23 schraü- schnitte beträgt vorzugsweise etwa 2,5 m, und jeder benförmig mit dazwischen befindlichem Klebstoff Abschnitt besteht aus vier schraubenförmig übereinübereinandergewickelt und bilden ein aus zwei Lagen ander gewickelten Lagen entsprechend Fig. 4. Anbestehendes Papierrohr 31, das unter der Wirkung schließend erfolgt das Abbinden oder Erhärten der des Riemens 16 in Richtung des Pfeiles / weiterge- 55 von dem kontinuierlichen Rohr T abgetrennten Abschoben wird. Die > Papierstreifen 21, 23 werden schnitte, wobei der Träger der Harz-Wassermischung • zweckmäßigerweise jeweils so gewickelt, daß die innerhalb der äußeren Rohrlage 32 verdampft wird,. Ränder benachbarter Umschlingungen aneinander- während das Harz, mit dem das Rohr T getränkt ist. stoßen. Auf dem Rohr 31 entsteht deshalb eine sich bleibend in dem Rohr absetzt und erhärtet. Bei schraubenförmige Stoßnaht23α entsprechend Fig. 3. 60 Verwendung einer wäßrigen Acrylmischung zum Beim Vorschub des Rohres 31 auf dem Dorn 14 Tränken der Lage 32 kann das Abbinden oder Erhärwird hinter dem Riemen 16 eine äußere Lage 32 aus ten unter normaler Raumtemperatur innerhalb einer nichtgewebtem Textilmaterial, das mit einem Harz relativ kurzen Zeitdauer durchgeführt werden. Falls imprägniert ist, schraubenförmig über die äußere die Erhärtungs- oder Abbindezeit durch Anwendung Papierlage 23 des Rohres 31 gewickelt. Der Streifen 65 von Wärme verkürzt werden soll, kann ein Ofen 32 kann aus einem hierfür geeigneten nichtgewebtem oder eine andere Heizeinrichtung benutzt werden.
Textilmaterial bestehen, das überall handelsüblich Nach dem Erhärten wird die Hüllage 42 aus dem zur Verfügung steht und entweder aus natürlichen ablösbaren Streifenmaterial von dem Rohrabschniu

abgewickelt und weggeworfen. Nach dem Entfernen der Hüllage 42 kann man feststellen, daß diese äußere Lage 42 die darunterliegende imprägnierte Lage 32 verdichtet und vergleichmäßigt hat und darauf eine harte, relativ gleichförmige, jedoch unregelmäßige glatte äußere Oberfläche entstanden ist, auf der sich überall unregelmäßig willkürlich verteilte glatte Flächenbereiche befinden.-die als Abdruck der glatten Küllage anzusehen sind. Dazwischen befinden sich wenige-relativ unebene Flächenbereiche, deren Anzahl viel kleiner als die der glatten .Flächenbereiche ist, so daß die gesamte Oberfläche des Rohres ein ebenes glattes Aussehen erhält und ein ebensolches Gefühl vermittelt. Die erhärteten Rohrabschnitte werden dann nochmals in mehrere kürzere Längen unter-•teilt, vorzugsweise in Längen von etwa 20 cm, um Formroiire 11 mit geeigneter Länge zur Anwendung für die Wickel- und Abwickelvorgänge mit Glasfasern zu erzielen.

Gemäß der Erfindung entsteht somit ein Formlohr zum Aufwickeln von Glasfasern unter Verwendung von Lagen aus nichtgewebtem Textilmaterial sowie ' Papier, die schraubenförmig · derart aufeinandergewickelt sind, daß das Rohr eine äußerst hohe Festigkeit erhält, jedoch gleichzeitig ausreichend flexibel bleibt, um· eine wiederholte Verwendung ohne Abnutzungserscheinungen bei gleichzeitiger leichter Entfernbarkeit aus einem aufgewickelten Glasfaserknäuel zu erreichen. Darüber hinaus erhält das Formrohr nach der Erfindung eine Oberfläche, die hart und über ihre gesamte Ausdehnung im wesentlichen gleichmäßig glatt ist. Die' neuartige Wickeloberfläche für Glasfasern entsteht durch ein neuartiges Verfahren unter Verwendung von glattem lösbarem, d. h. nicht anhaftendem Material, beispielsweise aus Mylar, Polyäthylen u. dgl., das auf die mit Harz getränkte Lage aus nichtgewebtem Textilmaterial in noch nicht erhärtetem Zustand so aufgewickelt wird, daß die ebene, glatte Oberfläche des nicht anhaftenden Materials auf die Außenseite der Textilmateriallage aufgepreßt wird, wonach man das Harz zum Erhärten bringt

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Nichtstarres Formrohr zur Verarbeitung, insbesondere zum Auf- und Abspulen, von Glas-' fasern, dadurch gekennzeichnet, daß eine schraubenförmig gewickelte äußere Lage (32) aus mit Harz getränktem, nichtgewebtem Textilmaterial eine harte, gleichförmige, glatte Außenfläche ■ zum Aufwickeln von Glasfasern über wenigstens eine schraubenförmig gewickelte innere Lage (21) aus faserhaltigem. Material gewickelt ist und daß das Formrohr eine.solche Flexibilität aufweist, daß es in Längsrichtung zusammendrückbar und aus einem auf ihm aufgewickelten Glasfaser-

■ knäuel herausziehbar ist.

2." Formrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere innere Lage (23) aus faserhaltigem Material, die vor dem Aufbringen durch ein Bad aus Klebemittel gezogen worden ist, schraubenförmig derart über die innere Lage (21) aus faserhaltigem Material gewickelt ist, daß zwei schraubenförmig gewickelte ■innere Lagen (21, 23) aus faserhaltigem Material in zueinander versetzter Beziehung stehen.

3. Formrohr nach Anspruch 2, dadurch ge-

■ kennzeichnet, daß in den Lagen aus faserhaltigem (, Material die Streifenkanten benachbarter Windungen oder Umschlingungen aneinander stoßen (23 a) und daß die Streifenkanten benachbarter Umschlingungen der äußeren Lage (32) aus nichtgewebtem Textilmaterial einander überlappen (32a). ■ .

4. Verfahren zur Herstellung eines nichtstarren Formrohres zum Auf- und Abspulen von Glasfasern nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Streifen (21) aus faserhaltigem Material. schraubenförmig zur Bildung einer inneren rohrförmigen Lage gewikfelt wird, daß ein Streifen (32) aus nichtgewebtem Textilmaterial mit einem Harz getränkt und schraubenförmig über die innere Lage gewickelt wird, daß über die mit Harz imprägnierte äußere Lage (32) schraubenförmig ein Streifen (42) aus • ablösbarem Material gewickelt wird, daß das Harz in der aus nichtgewebtem Textilmaterial bestehenden äußeren Lage zum Abbinden bzw. . Erhärten gebracht und das Material (42) ab- ,, gelöst wird, so daß ein Formrohr mit einer harten, gleichmäßig glatten Außenfläche erzeugt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen