DE1629811C3

DE1629811C3 - Device for the production of strands reinforced with inserts with a non-circular cross-section from curable plastics

Info

Publication number: DE1629811C3
Application number: DE19661629811
Authority: DE
Inventors: LeRoy Rader Bristol Va. Boggs (V.StA.)
Original assignee: Koppers Co., Inc., Pittsburgh, Pa. (V.StA.)
Priority date: 1965-01-22
Filing date: 1966-01-14
Publication date: 1977-04-14

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von mit Einlagen verstärkten Strängen unrunden Querschnitts aus aushärtbaren Kunststoffen, mit einem Dorn und einer Wickelvorrichtung zum Bewickeln desselben mit einem Verstärkungsmaterial, mit einer Einrichtung zum Imprägnieren des gewickelten Verstärkungsmaterials mit flüssigem Kunststoff, mit einer Formvorrichtung, die einen Formkanal mit einem Querschnitt entsprechend dem äußeren Umriß des herzustellenden Stranges sowie eine Einrichtung zum Aushärten des geformten Stranges enthält, sowie mit einer Abzugvorrichtung für den aus der Formvorrichtung ausgetretenen Strang.The invention relates to a device for producing non-round strands reinforced with inserts Cross-section made of curable plastics, with a mandrel and a winding device for winding the same with a reinforcement material, with a device for impregnating the wound reinforcement material with liquid plastic, with a molding device that has a molding channel with a Cross-section corresponding to the outer outline of the strand to be produced and a device for Includes curing the shaped strand, as well as having a withdrawal device for the from the forming device beaten strand.

Eine solche Vorrichtung geht aus der US-Patentschrift 25 26 945 im wesentlichen als bekannt hervor. Diese Patentschrift zeigt eine Vorrichtung zum Herstellen von Strangprofilen aus mit Einlagen verstärkten aushärtbaren Kunststoffen, die eine Anzahl von Vorratsrollen für das Verstärkungsmaterial, den flüssigen Kunststoff enthaltende Imprägnierbäder sowie ein Walzenpaar zum Verbinden der übereinander gelegten, imprägnierten Einlageschichten aufweist. Hinter diesem Walzenpaar liegt eine Formvorrichtung aus mehreren verformenden Teilen und einem den Querschnitt aufrechterhaltenden und zum Aushärten bestimmten Teil. Hinter der Formvorrichtung ist eine Abzugsvorrichtung für den fertigen Strang vorgesehen. Die formenden Teile bestehen je aus einem Kern und einem Mantel. Der aus dem Walzenpaar ausgetretene Verbundstreifen wird in der Formvorrichtung progressiv in seine endgültige Gestalt gebracht und dann ausgehärtet.Such a device is essentially known from US Pat. No. 25 26 945. This patent specification shows a device for producing extruded profiles with inserts reinforced thermosetting plastics which contain a number of supply rolls for the reinforcement material den Impregnating baths containing liquid plastic and a pair of rollers for connecting the one above the other has laid, impregnated insert layers. A molding device is located behind this pair of rollers of several deforming parts and one that maintains the cross-section and is for hardening certain part. A withdrawal device for the finished strand is provided behind the forming device. The forming parts each consist of a core and a jacket. The one that emerged from the pair of rollers The composite strip is progressively formed into its final shape in the molding machine and then hardened.

Zum Stand der Technik ist noch auf die US-Palcntschrift 26 82 292 hinzuweisen. Sie zeigt Vorrichtungen zum Herstellen faserverstärkter Kunstsloffsträngc flachen oder runden Querschnitts, insbesondere auch von Rohren. Jede der Vorrichtungen weist ein abgeschlossenes Imprägniergefäß auf, das mit einemFor the state of the art, please refer to the US Palcntschrift 26 82 292 should be pointed out. It shows devices for the production of fiber-reinforced Kunstsloffsträngc flat or round cross-section, especially of pipes. Each of the devices has a closed impregnation vessel with a

ίο Mischgefäß verbunden ist, in das das das flüssige Kunstharz eingetragen und gegebenenfalls mit einem Aushärtmittel und mit Farbzusätzen versehen wird. Das Gemisch wird dann unter Druck in das Imprägniergefäß eingespeist, in dem sich Vorratsrollen für das Verstärkungsmaterial befinden und das mit einem Auslaßkanal versehen ist. Am Ende dieses Auslaßkanals ist eine heizbare Form angebracht.ίο Mixing vessel is connected, into which the liquid Synthetic resin is entered and, if necessary, provided with a curing agent and color additives. The The mixture is then fed under pressure into the impregnation vessel, in which there are supply rolls for the reinforcement material are located and which is provided with an outlet channel. At the end of this outlet channel is one heatable form attached.

Bei den Vorrichtungen zum Herstellen von flachen Profilen, Winkelprofilen oder Wellprofilen tritt aus dem Imprägniergefäß ein an der Austrittsstelle durch Walzen zusammengepreßter flacher Streifen aus imprägniertem und geschichtetem Verstärkungsmaterial aus, der in einer Form in seine endgültige Gestalt gebracht wird. Wie der Streifen auf eine von der flachen Gestaltung abweichende Querschnittsgestalt gebracht wird, ist nicht näher erläutert.With the devices for the production of flat profiles, angle profiles or corrugated profiles occurs from the Impregnation vessel consists of a flat strip compressed by rollers at the exit point impregnated and layered reinforcement material that is shaped into its final shape is brought. How the strip is brought to a cross-sectional shape that differs from the flat design is not explained in detail.

Die zum Herstellen von Rohren bestimmten Vorrichtungen sind mit einem drehbaren Kern ausgerüstet, der sich durch das Imprägniergefäß, den Auslaßkanal und die Form bis zu zwei Abzugwalzen erstreckt und in deren Walzenspalt drehbar abgestützt ist. Das Formen des Rohres geschieht in einer besonderen Form. Mit dieser Vorrichtung können aber nur kreiszylindrische Rohre hergestellt werden, und es finden sich keine Hinweise bezüglich der Gewinnung unrunder oder eckiger Rohre.The devices intended for the manufacture of pipes are equipped with a rotatable core, the extends through the impregnation vessel, the outlet channel and the mold up to two take-off rollers and in whose nip is rotatably supported. The tube is shaped in a special way. With this device, however, only circular cylindrical tubes can be produced, and there are none Notes regarding the extraction of non-circular or angular pipes.

Bei keiner dieser bekannten Anordnungen wird den verformenden und daher nachteiligen Krafteinwirkungen, denen das Verstärkungsmaterial bei der Herstellung der Stränge ausgesetzt ist, irgendwelche Aufmerksamkeit geschenkt.In none of these known arrangements is the deforming and therefore disadvantageous force effects, any attention to which the reinforcement material is exposed in the manufacture of the strands given.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs umrissenen Art so auszugestalten, daß das Verstärkungsmaterial freigehalten wird von Beschleunigungskräften und von aus Längenänderungen entspringenden Zugkräften, die sich den an Biegestellen auftretenden Kräften überlagern und zu Rißbildungen führen können.In contrast, the invention is based on the object of providing a device of the type outlined at the outset Kind of design so that the reinforcement material is kept free from acceleration forces and from Tensile forces arising from changes in length, which are superimposed on the forces occurring at the bending points and can lead to the formation of cracks.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß der Dorn einen kreiszylindrischen Abschnitt, der vor dem Formkanal liegt und mit diesem koaxial verläuft, und einen auf diesen folgenden Übergangsabschnitt mit sich von der Kreisgestalt progressiv in die Querschnittsgestalt des Formkanals änderndem Querschnitt aufweist, der vor dem Formkanal endet, und daß die Umrißlinien sämtlicher Querschnitte beider Dornabschnitte im wesentlichen gleich lang sind.This object is achieved according to the invention in that the mandrel is a circular cylindrical Section which is in front of the molding channel and runs coaxially with it, and one following this Transition section with itself progressively from the circular shape into the cross-sectional shape of the molding channel having changing cross-section that ends in front of the molding channel, and that the outlines of all Cross-sections of both mandrel sections are essentially the same length.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet, wie ohne weitere Darlegungen ersichtlich ist, einen technischen Fortschritt, weil sie durch die besondere Ausgestaltung von Dorn und Übergangsabschnitt auf einfache und zuverlässige Weise eine Lösung der vorstehend genannten Aufgabe darstellt und damit die Gewinnung von Kunststoffsträngen — vor allem auch unrunden Querschnitts — ermöglicht, deren Verstärkungseinlagen strukturell einwandfrei sind.The device according to the invention ensures, as can be seen without further explanation, a technical progress, because they are due to the special design of the mandrel and transition section simple and reliable way represents a solution to the above-mentioned problem and thus the Extraction of plastic strands - especially also non-circular cross-sections - enables their reinforcement inserts are structurally sound.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungs-In a particularly advantageous embodiment

form der Vorrichtung nach der Erfindung, die zum Herstellen von hohlen Profilsträngen dient, ist hinter dem Übergangsabschnitt des Dorns ein weiterer Dornabschnitt angeordnet, der sich in den Formkanal erstreckt und dessen Umrißiinic im wesentlichen der inneren Umrißlinie des Querschnitts des Hohlstranges entspricht.form of the device according to the invention, which is used to produce hollow profile strands, is behind the transition section of the mandrel is arranged a further mandrel section, which extends into the molding channel extends and its Umrißiinic substantially the inner contour of the cross section of the hollow strand is equivalent to.

Die erfindungsgemäß herzustellenden Stränge können im einzelnen hohl oder massiv sein und runde, insbesondere aber unrunde Profile aufweisen, vor allem quadratische oder rechteckige Profile, oder auch U-, L-, T-oder Doppel-T-Profile.The strands to be produced according to the invention can individually be hollow or solid and round, but in particular have non-circular profiles, especially square or rectangular profiles, or U-, L-, T or double T profiles.

Die Erfindung wird in der Beschreibung an vier bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen im einzelnen:The invention is referred to in the description of four preferred exemplary embodiments explained in more detail on the drawing. The figures in the drawing show in detail:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Herstellen von endlosen Vierkantrohrsträngen;1 shows a plan view of a device for producing endless square tubing strands;

Fig.2 in größerer Darstellung einen Vertikalschnitt durch den oberen Teil dieser Vorrichtung;2 shows a larger representation of a vertical section through the top of this device;

Fig.3 in gleicher Darstellung einen Vertikalschnitt durch den mittleren Teil derselben Vorrichtung;3 shows a vertical section in the same representation through the middle part of the same device;

Fig.4 in noch größerer Darstellung und mit weggebrochenen Teilen eine in der Vorrichtung nach Fig. 1 vorgesehene Einrichtung zum Verformen des Verstärkungsmaterials;4 in an even larger representation and with broken away parts one in the device according to 1 provided means for deforming the reinforcement material;

Fig.5 in der Darstellung wie in den Fig.2 und 3 einen Querschnitt nach der Linie 5-5 der F i g. 2;5 in the representation as in FIGS. 2 and 3 a cross section along the line 5-5 of FIG. 2;

F i g. 6 in gleicher Darstellung einen Querschnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 3;F i g. 6 in the same representation a cross section along the line 6-6 of FIG. 3;

Fig. 7 in gleicher Darstellung einen Querschnitt nach der Linie 7-7 der F i g. 4;7 shows a cross section according to the same representation the line 7-7 of FIG. 4;

F i g. 8 eine Ansicht eines Teils der Vorrichtung zum Herstellen eines endlosen U-Profils;F i g. 8 is a view of part of the device for producing an endless U-profile;

F i g. 9 schaubildlich und mit voneinander getrennten Elementen einen Teil der Vorrichtung nach F i g. 8;F i g. 9 shows a part of the device according to FIG. 9 diagrammatically and with elements separated from one another. 8th;

Fig. 10einen Vertikalschnitt nach der Linie 10-10der F ig. 8;10 is a vertical section along line 10-10 of FIG Fig. 8th;

Fig. 11 —15 in größerer Darstellung Horizontalschnitte nach den Linien 11-11 bis 15-15 der Fi g. 8;Fig. 11-15 in a larger representation, horizontal sections after the lines 11-11 to 15-15 of Fi g. 8th;

Fig. 16—20 in ähnlicher Darstellung wie in den Fig. 11-15 eine Vorrichtung zum Herstellen eines Winkelprofils;16-20 in a representation similar to that in FIG 11-15 a device for producing an angle profile;

Fig. 21—25 in ähnlicher Darstellung wie in den Fig. 11—15 eine Vorrichtung zum Herstellen eines Doppel-T-Profils.FIGS. 21-25 in a representation similar to that in FIG 11-15 show a device for producing a double-T profile.

In der Mitte des unteren Teils der Fig. 1 ist eine Formeinrichtung 26 gezeigt mit einem Formkanal, der die Einrichtung im wesentlichen vertikal durchsetzt und eine Dornstrecke enthält, die zusammen mit der Kanalwandung einen Ringkanal begrenzt, der im wesentlichen denselben Querschnitt aufweist wie der herzustellende Rohrstrang. Die Dornstrecke wird von dem unteren Teil eines unteren Fortsatzes eines Dorns zum Verformen, und Führen von Verstärkungsfasern gebildet, die in den Formkanal eingeführt werden. Dieser Dorn ist im Ganzen mit 27 bezeichnet. Die Einzelheiten der Ausbildung verschiedener Strecken des Dorns wie auch die einen Fortsatz desselben bildende Dornstrecke werden noch anhand anderer Figuren genauer beschireben werden. Hier genügt die Feststellung, daß gemäß Fig. 1 verschiedene Verstärkungselemente auf den Dorn 27 gelegt und auf dessen Oberfläche abwärts in den Formkanal der Einrichtung 26 eingeführt werden können. Wie in der Figur weiter oben ersichtlich ist, kann eine Anzahl von Glasfasersträngen 28 von nicht gezeigten Vorratsquellen radial einwärts und durch Radialöffnungen der Führungsplatte 29 geführt und von dort durch den Trichter 30 der Außenfläche des Dorns 27 zugeführt werden.In the middle of the lower part of FIG. 1, a molding device 26 is shown with a molding channel, the the device passes through substantially vertically and contains a mandrel section which, together with the Channel wall delimits an annular channel which has essentially the same cross section as the pipe string to be produced. The mandrel stretch is from the lower part of a lower extension of a mandrel formed for deforming and guiding reinforcing fibers which are introduced into the molding channel. This mandrel is designated as 27 as a whole. The details of training different routes of the mandrel as well as the mandrel line forming an extension of the same are illustrated by other means Figures are described in more detail. Suffice it to say here that, according to FIG. 1, different reinforcing elements placed on the mandrel 27 and down on its surface into the molding channel of the device 26 can be introduced. As can be seen in the figure above, a number of glass fiber strands 28 from supply sources, not shown, radially inward and through radial openings in the guide plate 29 and fed from there through the funnel 30 to the outer surface of the mandrel 27.

Faserbänder 31 werden dabei auf die aus den Fasersträngen 28 bestehenden Lagen wendelförmig herumgewickelt und bilden eine zweite Verstärkungslage. Die Faserbänder 31 können von Spulen zugeführt werden, die von einer Drehscheibe 32 getragen werden, die um die Achse des Dorns 27 drehbar ist. Da die Verstärkungen während des Aufwickeins der Faserbänder 31 auf die Oberfläche des Dorns 27 abwärts geschoben werden, laufen die Faserbänder 31 wendelförmig um den Dorn 27 herum. Unterhalb der Drehscheibe 32 ist eine weitere Drehscheibe 33 vorgesehen, die dazu dient, die Spulen 34 mit Glasfasersträngen zu tragen, die über die Faserbänder 31 auf den Dorn 27 aufgewickelt werden und zwar ebenfalls wendelförmig. Noch weiter unten ist eine Drehscheibe 35 angeordnet, die ebenfalls Spulen 36 mit Fasersträngen trägt und sich gegensinnig zu der Drehscheibe 33 dreht, so daß eine Lage von gegensinnig gewickelten wendeiförmigen Fasersträngen gebildet wird.Slivers 31 become helical on the layers consisting of the fiber strands 28 wrapped around and form a second reinforcement layer. The slivers 31 can be fed from spools carried by a turntable 32 which is rotatable about the axis of the mandrel 27. Since the Reinforcements during the winding of the slivers 31 onto the surface of the mandrel 27 downwards are pushed, the slivers 31 run helically around the mandrel 27. Below the Turntable 32, a further turntable 33 is provided, which serves to connect the coils 34 with To carry glass fiber strands that are wound over the fiber ribbons 31 on the mandrel 27 and that also helical. A turntable 35 is arranged even further down, which also has coils 36 Carries fiber strands and rotates in opposite directions to the turntable 33, so that a position of opposite directions wound helical fiber strands is formed.

Um die zuletzt genannten Faserstränge können weitere Faserbänder 37 wendelförmig herumgewickelt werden, und zwar durch die Drehung einer Drehscheibe 38, die Vorratsspulen mit den Bändern 37 trägt.Further fiber ribbons 37 can be wound around the last-mentioned fiber strands in a helical manner by the rotation of a turntable 38 carrying supply spools with tapes 37.

Die als nächste zugeführte Verstärkungslage besteht aus einem weiteren Satz von Glasfasersträngen 39, die ähnlich wie die vorstehend beschriebenen Faserstränge 28 dem Dorn 27 zunächst radial und dann axial zugeführt werden.The next added reinforcement layer consists of a further set of glass fiber strands 39, the similar to the fiber strands 28 described above, the mandrel 27 initially radially and then axially are fed.

Die äußerste Bewehrungslage wird dem Dorn 27 in Form von Faserbändern 40 von Spulen 41 zugeführt. Diese Bänder werden axial auf die Vorrichtung gelegt, und zwar an einer Stelle, die knapp über der Formeinrichtung 26 liegt.The outermost reinforcement layer is fed to the mandrel 27 in the form of slivers 40 from spools 41. These tapes are placed axially on the device at a point just above the Forming device 26 is located.

Je nach den Anforderungen an die Verstärkung des jeweiligen Stranges können die Verstärkungslagen auch anders angeordnet werden. Beispielsweise kann die Reihenfolge des Aufwickeins von Fasersträngen, Bändern usw. verändert werden. Manche Lagen können entfallen, andere hinzugefügt werden, wenn dies erwünscht ist.Depending on the requirements for the reinforcement of the respective strand, the reinforcement layers can also be arranged differently. For example, the order of winding up fiber strands, ribbons etc. can be changed. Some layers can be omitted, others can be added if this is the case is desired.

Beim Betrieb der Vorrichtung werden die verschiedenen Verstärkungslagen mit einem flüssigen duroplastischen Harzmaterial imprägniert, das über die Zuleitung 42 und die Zeigleitungen 43 (Fig. 2) dem Ringraum 44 zwischen dem obersten Abschnitt 27 a des Dorns 27 und einer sie umgebenden Hülse 45 zugeführt wird. Das untere Ende des Ringkanals 44 endet in einer Ringöffnung 46, aus der das flüssige Harzmaterial austritt, um über die Außenfläche des mittleren Abschnitts 276 des Dorns 27 verteilt zu werden. Die Hülse 45 und der mittlere Dornabschnitt 27a werden zueinander konzentrisch gehalten, und zwar durch in Abständen voneinander angeordnete Abstandhalter 45«; in Form von drei oder vier kleinen Erhöhungen auf der Innenfläche der Hülse 45.When operating the device, the various reinforcement layers with a liquid thermoset Resin material impregnated, which via the supply line 42 and the pointer lines 43 (FIG. 2) to the annular space 44 is fed between the uppermost section 27 a of the mandrel 27 and a sleeve 45 surrounding it. The lower end of the annular channel 44 ends in an annular opening 46, from which the liquid resin material exits to be distributed over the outer surface of the central portion 276 of the mandrel 27. the The sleeve 45 and the central mandrel section 27a are kept concentric to one another by in Spacers 45 ″ arranged at a distance from one another; in the form of three or four small bumps on the inner surface of the sleeve 45.

Gemäß Fig. 1, 2 und 5 wird der Dorn 27 an seinem oberen Ende von der Mutter 47 getragen, die auf das obere Ende des Dornabschnittes 27a aufgeschraubt ist und auf einem Formstück 48 ruht, das seinerseits von der Kappe 49 des in F i g. 1 gezeigten Turms getragen wird, auf dem die verschiedenen Teile der Gesamtvorrichtung montiert sind. Mit Hilfe einer oberen Platte 50 und einer unteren Platte 51 ist die Hülse 45 ebenfalls auf der Kappe 49 montiert. Die Platte 50 ist an der Kappe 49 mit Stiftschrauben befestigt, von denen eine in F i g. 2 bis 52According to FIGS. 1, 2 and 5, the mandrel 27 is carried at its upper end by the nut 47, which on the upper end of the mandrel section 27a is screwed and rests on a shaped piece 48, which in turn of the Cap 49 of the in F i g. 1 is carried on the tower on which the various parts of the overall device are mounted. With the help of an upper plate 50 and a lower plate 51, the sleeve 45 is also on the Cap 49 mounted. The plate 50 is attached to the cap 49 with studs, one of which is shown in FIG. 2 to 52

gezeigt ist. Die Platte 51 trägt die Hülse 45 und ist an einem Teil der Kappe 49 mit Hilfe von drei Stiftschrauben 53 (siehe die Fig. 2 und 5) befestigt. Im Wechsel mit den Stiftschrauben 54 angeordnet sind auf der Platte 51 drei weitere Stiftschrauben 54, die zum Einstellen des Abstandes der Platte 51 von der Kappe 49 dienen. Die Stiftschrauben 53 dienen dann zum Festziehen der Verbindung in der eingestellten Lage. Da die Hülse 45 an der Platte 51 aufgehängt ist, ermöglicht diese Anordnung eine vertikale Verstellung der Hülse 45 gegenüber dem Abschnitt 27a des Dorns 27. Damit kann die Größe der Ringöffnung 46 und so die Strömungsstärke des Harzes, d. h. die der Oberfläche des Abschnitts 27£>des Dorns 27 zugeführte Harzmenge eingestellt werden.is shown. The plate 51 carries the sleeve 45 and is on a part of the cap 49 by means of three studs 53 (see FIGS. 2 and 5). in the Change with the studs 54 are arranged on the plate 51 three more studs 54, which for Adjusting the distance between the plate 51 and the cap 49 are used. The studs 53 are then used to Tighten the connection in the set position. Since the sleeve 45 is suspended from the plate 51, enables this arrangement a vertical adjustment of the sleeve 45 relative to the section 27a of the mandrel 27. Thus the size of the ring opening 46 and thus the flow rate of the resin, i. H. those of the surface of the section 27 £> of the mandrel 27 amount of resin supplied can be set.

Diese Anordnung der Hülse 45 und ihre Zuordnung zu dem Dorn 27 ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung des Harzes um die Umfangsfläche des Abschnitts 27£>des Dorns 27.This arrangement of the sleeve 45 and its assignment to the mandrel 27 enables a uniform Distribution of the resin around the circumferential surface of the section 27 £> of the mandrel 27.

Das ist für eine gleichmäßige Imprägnierung aller Verstärkungslagen wichtig, die auf den Dorn 27 gelegt oder gewickelt werden.This is important for a uniform impregnation of all reinforcement layers that are placed on the mandrel 27 or wrapped.

Dem Abschnitt 270 des Dorns 27 wird das Harz im Überschuß zugeführt, d. h. in einer Menge, die größer ist als die zum Imprägnieren der Faserverstärkung und zum Auffüllen des Formkanals erforderliche Menge. Dieser Überschuß sammelt sich in der Schale 55 (siehe F i g. 1) und läuft aus dieser über in die Ringkammer 56, aus der er über die Leitung 57 zu einer Pumpe 58 gelangt, die das Harz in die vorstehend angegebene Zuleitung 42 abgibt.The resin is fed in excess to the section 270 of the mandrel 27, i.e. H. in an amount that is greater than the amount required to impregnate the fiber reinforcement and fill the mold channel. This excess collects in the shell 55 (see FIG. 1) and runs out of this into the annular chamber 56, from which it arrives via line 57 to a pump 58 which converts the resin into the above-mentioned Feed line 42 emits.

Der Abschnitt 27b des Dorns 27 ist zylindrisch (siehe die F i g. 4 und 7). Dagegen hat der Abschnitt 27c (siehe die F i g. 3, 4, 6 und 7) einen eckigen, hier quadratischen Querschnitt, so daß er mit einem Kanal von ebenfalls quadratischem Querschnitt in der Formeinrichtung 26 zusammenwirkt und ein Vierkantrohr entsteht. Gemäß den Fig. 3 und 4 ist zwischen dem zylindrischen Abschnitt 27b und dem Abschnitt 27c ein Übergangsabschnitt vorhanden, der in F i g. 4 durch die Klammer 27c/ angedeutet ist. Dieser Übergangsabschnitt 27c/ist auch in F i g. 7 gezeigt. In der bevorzugten Ausführungsform hat der quadratische Abschnitt 27c im wesentlichen dasselbe Umfangsmaß wie der zylindrische Abschnitt 27έ>. Ferner hat auch jedes Längenstück des Übergangsabschnittes 27c/im wesentlichen dasselbe Umfangsmaß wie die Abschnitte 276 und 27c Infolgedessen besteht bei der Vorwärtsbewegung des Verstärkungsschlauches auf dem zur Formgebung und Führung dienenden Dorn 27 keine Tendenz zum Ausweiten oder Zusammendrükken der Verstärkung.The section 27b of the mandrel 27 is cylindrical (see Figs. 4 and 7). In contrast, the section 27c (see FIGS. 3, 4, 6 and 7) has an angular, here square cross-section, so that it cooperates with a channel of also square cross-section in the forming device 26 and a square tube is formed. . Is shown in FIGS 3 and 4 between the cylindrical portion 27 b and the portion 27c, a transition section present, the in F i g. 4 is indicated by the bracket 27c /. This transition section 27c / is also shown in FIG. 7 shown. In the preferred embodiment, the square section 27c has substantially the same circumferential dimension as the cylindrical section 27έ>. Furthermore, each length of the transition section 27c / has essentially the same circumferential dimension as the sections 276 and 27c.

Aus den Fig.3 und 6 erkennt man, daß die Formeinrichtung 26 einen Außenmantel 59 und einen Innenmantel 60 besitzt. Diese beiden Mantel begrenzen einen Zwischenraum, der in axiale Strecken unterteilt ist und das Strömen eines Wärmeübertragungsmittels durch die Formeinrichtung 26 ermöglicht. Insbesondere soll mit Hilfe von Rohrstutzen 61 durch den untersten Teil des Zwischenraums zwischen den Mänteln 59 und 60 ein Heizmittel umgewälzt werden, das das durch den Formkanal tretende Harz erwärmt und verfestigt. In der Nähe des oberen oder Eintrittsendes der Formeinrichtung 26 wird der oberste Teil des Zwischenraums zwischen den Mänteln 59 und 60 über den Rohrstutzen 62 mit einem Kühlmittel beschickt, damit die Temperatür des flüssigen duroplastischen Harzes unter der Erstarrungstemperatur gehalten und das Harz in der Schale 55 von der Heizzone getrennt bzw. isoliert und dadurch eine unerwünschte vor/.ciligc Härtung einer nennenswerten Harzmenge in der Schale 55 verhindert wird. Aus den F i g. 3 und 6 geht ferner hervor, daß der Formkanal in der Formeinrichtung 26 innerhalb des Teils 63 angeordnet ist, der eine zylindrische Außenfläche aufweist, die von dem Innenmantel 60 umgeben ist und innen eine im Querschnitt eckige, beispielsweise quadratische Ausnehmung hat, die mit dem im Querschnitt quadratischen Abschnitt 27c des Dorns 27 unter Bildung des Formkanals für die Formung eines Vierkantrohres zusammenwirkt, wie es in Fig.6 mil P bezeichnet ist.From FIGS. 3 and 6 it can be seen that the molding device 26 has an outer jacket 59 and an inner jacket 60. These two jackets delimit a space which is divided into axial sections and which enables a heat transfer medium to flow through the forming device 26. In particular, a heating medium is to be circulated with the aid of pipe sockets 61 through the lowest part of the space between the jackets 59 and 60, which heats and solidifies the resin passing through the molding channel. In the vicinity of the upper or inlet end of the molding device 26, the uppermost part of the space between the jackets 59 and 60 is charged with a coolant via the pipe socket 62 so that the temperature of the liquid thermosetting resin is kept below the solidification temperature and the resin in the shell 55 of the heating zone is separated or insulated and thereby an undesired prior / .ciligc hardening of a significant amount of resin in the shell 55 is prevented. From the F i g. 3 and 6 it can also be seen that the molding channel is arranged in the molding device 26 within the part 63, which has a cylindrical outer surface which is surrounded by the inner jacket 60 and has an internally angular cross-section, for example a square recess, which is matched with the in square cross-section portion 27c of the mandrel 27 cooperate to form the mold tunnel for forming a rectangular tube, as indicated in Figure 6 mil P.

Gegebenenfalls kann der Abschnitt 27cdes Dorns 27 in Bereichen, die dem Heiz- bzw. Kühlbereich der Formeinrichtung 26 entsprechen, mit einer Heiz- bzw. Kühleinrichtung versehen sein. In Fig.7 hat der Dornabschnitt 27c innen eine zylindrische Bohrung, in die ringförmige Behälter für Kühl- und Heizmittel eingesetzt werden können. Durch diese Behälter können Kühl- bzw. Heizmittel umgewälzt werden, beispielsweise mit Hilfe von Rohrstutzen, die oben in den Dorn 27 eintreten. Mehrere derartige Leitungen sind in F i g. 2 oben bei 27egezeigt.If necessary, the section 27c of the mandrel 27 in areas which correspond to the heating or cooling area of the molding device 26, with a heating or Be provided cooling device. In Figure 7, the mandrel section 27c has a cylindrical bore inside, in the ring-shaped containers for cooling and heating media can be used. Through this container coolant or heating medium can be circulated, for example with the help of pipe sockets, which are in enter the mandrel 27. Several such lines are shown in FIG. 2 shown above at 27.

Der Eintrittsteil des Formkanals erweitert sich vorzugsweise zu einer erweiterten Eintritlsöffnung 63a in Fig.3, damit die imprägnierten Verstärkungen beim Eintritt in den FormkanaJ zusammengedrückt werden.The entry part of the molding channel preferably widens to form an enlarged entry opening 63a in Fig.3, so that the impregnated reinforcements when Entrance into the form canal are compressed.

Der Strang wird durch den Formkanal mit Hilfe einer Zieheinrichtung gezogen, die unterhalb der Formeinrichtung 26 angeordnet ist und vorzugsweise zwei Raupenketten 64-64 (Fig. 1) aufweist, von denen jede eine Anzahl von Greifbacken 65 trägt, die an dem verfestigten Strang angreifen, der aus dem unteren oder Austrittsende des Formkanals austritt. Durch reibungsschlüssigen Angriff an dem Strang ziehen die Greifbakken 65 den Strang aus der Formeinrichtung heraus. Diese Zugwirkung dient auch zum Abwärtsbewegen des aus den imprägnierten Verstärkungen bestehenden Schlauchs auf dem Dorn 27 und damit zu der Bewegung der Verstärkungen von dem zylindrischen Abschnitt 27b über den Übergangsabschnitt 27c/ auf den im Querschnitt quadratischen Abschnitt 27c.The strand is drawn through the molding channel with the aid of a pulling device which is arranged below the molding device 26 and preferably has two caterpillar chains 64-64 (Fig. 1), each of which carries a number of gripping jaws 65 which grip the solidified strand, exiting the lower or exit end of the molding channel. By frictionally engaging the strand, the gripping jaws 65 pull the strand out of the forming device. This pulling action also serves to move the hose consisting of the impregnated reinforcements downwards on the mandrel 27 and thus to move the reinforcements from the cylindrical section 27b via the transition section 27c / to the section 27c with a square cross-section.

Der vorstehend beschriebene, zur Formgebung und Führung dienende Dorn 27 ermöglicht das Aufwickeln verschiedener Verstärkungselemente auf den zylindrischen Abschnitt 27b, ohne daß die unerwünschten Beschleunigungen und Verlangsamungen auftreten, die vorkommen, wenn solche Verstärkungselemente auf eine eckige Führung, beispielsweise den im Querschnitt quadratischen Abschnitt 27c aufgewickelt werden, die der Form des gewünschten Stranges entspricht.The mandrel 27 described above, used for shaping and guiding, enables various reinforcing elements to be wound onto the cylindrical section 27b without the undesirable accelerations and decelerations occurring when such reinforcing elements are wound onto an angular guide, for example the section 27c with a square cross-section that corresponds to the shape of the desired strand.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung ermöglicht eine zweckmäßige Herstellung von Rohrsträngen, die von der Zylinderform abweichen und Verstärkungselemente aufweisen, die sich nicht nur in der Längsrichtung des Stranges, sondern auch in dessen Querrichtung erstrecken, d. h. bei einem Rohr mit eckigem Profil in der Umfangsrichtung der Rohrwand. Ein ähnlicher Vorteil kann auch bei der Herstellung von verschiedenen anders geformten Rohrsträngen erzielt werden, beispielsweise bei der Herstellung von ovalen Rohren oder von Rohren, die im Ganzen die Form eines U-Profils oder eines Doppel-T-Profils haben.The device described above enables an expedient production of pipe strings that deviate from the cylindrical shape and have reinforcing elements that are not only in the longitudinal direction of the strand, but also extend in the transverse direction thereof, d. H. for a pipe with a square profile in the circumferential direction of the pipe wall. A similar advantage can also be found in the manufacture of different differently shaped pipe strings can be achieved, for example in the production of oval pipes or of pipes which, as a whole, have the shape of a U-profile or a double-T-profile.

Die Vorteile der Ausgestaltung der einzelnen Dornabschnitte treten auch in Erscheinung bei der Herstellung von Massivsträngen, bei denen Verstärkungsfasern nicht nur in der Längsrichtung des Stranges, sondern auch quer dazu verlaufen. Dies wirdThe advantages of the design of the individual mandrel sections also appear in the Manufacture of solid strands, in which reinforcing fibers are not only in the longitudinal direction of the Strand, but also run across it. this will

dadurch erzielt, daß sich die Einrichtung zum Verformen der Verstärkung bis zu einem Endpunkt verjüngt, der an dem Eingangsende des Formkanals oder in Bewegungsrichtung gesehen vor diesem Eingangsende angeordnet ist.achieved in that the device for deforming the gain tapers to an end point that is at the input end of the molding channel or, viewed in the direction of movement, arranged in front of this input end is.

Ein solches Ausführungsbeispiel ist in den F i g. 8 bis 15 in Gestalt einer Vorrichtung zur Herstellung eines massiven U-Profils gezeigt. Hier wird eine Formeinrichtung mit zwei voneinander trennbaren Teilen 66 und 67 verwendet, die so ausgebildet sind, daß, wenn sie mit den Abstandleisten 68 zusammengesetzt sind, ein im Querschnitt U-profilförmiger Formkanal 69 (Fig. 15) erhalten wird. Die oberen Bereiche der Teile 66 und 67 sind zweckmäßig mit Hohlräumen für das Umwälzen eines Kühlmitteis über Rohrstutzen 70 ausgebildet.Such an embodiment is shown in FIGS. 8 to 15 in the form of an apparatus for producing a massive U-profile shown. Here is a molding device with two separable parts 66 and 67 used which are designed so that when they are with the Spacer strips 68 are assembled, a U-shaped cross-section shaped channel 69 (Fig. 15) is obtained. The upper areas of parts 66 and 67 are conveniently provided with cavities for circulation a cooling medium is formed via pipe sockets 70.

Im unteren Bereich der Formeinrichtung sind zum Umwälzen eines Wärmeübertragungsmittels Hohlräume vorgesehen, die mit Rohrstutzen 71 versehen sind. Ferner ist ein Dorn 72 für die Formgebung und Führung der Verstärkung vorgesehen. Der obere Abschnitt dieses Dorns ist wie in der ersten Ausführungsform zylindrisch und kann der Einrichtung zum Wickeln und Imprägnieren der Verstärkung zugeordnet werden, beispielsweise einer Einrichtung der in F i g. 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen Art. Zum unteren Ende des Dorns 72 hin verändert sich dessen Profil fortlaufend, und zwar zunächst zu einer länglichen Form, die in Fig. 12 bei 72« angedeutet ist, dann zu einer länglichen Form 72Z> mit Flanschen 72c (F ig. 13), und schließlich zu der Form eines U-Profils mit einem Steg72c/und Flanschen7Ie(Fig. 14).In the lower area of the molding device there are cavities for circulating a heat transfer medium provided, which are provided with pipe socket 71. There is also a mandrel 72 for shaping and guiding the reinforcement provided. The upper portion of this mandrel is as in the first embodiment cylindrical and can be assigned to the device for winding and impregnating the reinforcement, for example a device of the in F i g. 1 shown and described above. To the lower end the profile of the mandrel 72 changes continuously, initially to an elongated one Form, which is indicated in Fig. 12 at 72 ", then to an elongated shape 72Z> with flanges 72c (Fig. 13), and finally to the shape of a U-profile with a Web 72c / and flanges 7Ie (Fig. 14).

Wie besonders aus der Fig. 10 hervorgeht, verjüngt sich der Dorn 72 zu einem Endpunkt, der genau am Eintrittsende des Formkanais 69 angeordnet ist. Gemäß den Fig. 8,9,10,13, und 14 ist ferner ein Führungsschuh 73 vorgesehen, der mit dem Dorn 72 zusammenwirkt und die Verstärkung veranlaßt, zwischen den sich fortschreitend entwickelnden Flanschen 72c-72c in den einspringenden Teil des Dorns 72 einzutreten.As can be seen particularly from FIG. 10, the mandrel 72 tapers to an end point which is exactly on Entrance end of the molding channel 69 is arranged. According to FIGS. 8, 9, 10, 13 and 14 there is also a guide shoe 73 provided, which cooperates with the mandrel 72 and causes the reinforcement between the progressively developing flanges 72c-72c to enter the re-entrant portion of the mandrel 72.

Die fortschreitende Formveränderung der Verstärkung in der Vorrichtung nach den F i g. 8 bis 15 geht aus einem Vergleich der Fig. 11 bis 15 klar hervor. Man erkennt, daß die Verstärkung zunächst in Form eines Zylinders C auf den Dorn 72 gelegt wird, dann die längliche Form Ci annimmt und dann fortschreitend über die in den Fig. 13 und 14 gezeigten Formen C2 und Ci die U-Profilform annimmt, die auch der Formkanal 79 besitzt, so daß ein volles U-Profil erhalten wird.The progressive change in shape of the reinforcement in the device according to FIGS. 8 to 15 can be clearly seen from a comparison of FIGS. 11 to 15. It can be seen that the reinforcement is first placed in the form of a cylinder C on the mandrel 72, then assumes the elongated shape Ci and then progressively over the shapes C2 and Ci shown in FIGS. 13 and 14 assumes the U-profile shape, which also the molding channel 79 has so that a full U-profile is obtained.

Wenn auf dem Dorn 72 wenigstens einige wendelförmig gewickelte Verstarkungselementc vorgesehen sind, beispielsweise in Form von Verstärkungsbändern und/oder Fasersträngen wie dies in der Vorrichtung nach F i g. 1 gezeigt ist, enthält der fertige Strang verschiedene Verstärkungsfasern, die sich quer zur Längsrichtung des hergestellten U-Profils erstrecken. In einem derartigen Strang sind daher Verstärkungsfasern vorhanden, die sich quer über den Steg und quer über die Flansche des U-Profils erstrecken. Durch die Kombination derartiger wendelförmig gewickelter Verstärkungen mit anderen kann man ein U-Profil herstellen, das mit Längs- und Quereinlagen verstärkt ist. die strukturell einwandfrei und daher von großer Festigkeit sind.If at least some helically wound reinforcing elements are provided on the mandrel 72, for example in the form of reinforcing tapes and / or fiber strands like this in the device according to FIG. 1, the finished strand contains various reinforcing fibers extending across the Extend the longitudinal direction of the U-profile produced. There are therefore reinforcing fibers in such a strand present, which extend across the web and across the flanges of the U-profile. Through the Combining such helically wound reinforcements with others can be a U-profile produce that is reinforced with longitudinal and transverse inserts. which are structurally sound and therefore of great importance Strength are.

Die Fig. 16 bis 20 entsprechen den Fig. 11 bis 15, erläutern aber die Anwendung derselben Konstruktionsprinzipicn bezüglich der Dorngestallung bei der Herstellung eines Winkelprofils, während nach den Fig. 8 bis 15 ein U-Profil hergestellt wird. Zu diesem Zweck ist zur Formgebung und Führung der Verstärkung ein Dorn vorgesehen, der einen zylindrischenFIGS. 16 to 20 correspond to FIGS. 11 to 15, but explain the application of the same construction principles with regard to the mandrel design in the Production of an angle profile, while according to FIGS. 8 to 15, a U-profile is produced. To this Purpose, a mandrel is provided for shaping and guiding the reinforcement, which is a cylindrical

ίο Abschnitt 74 hat, der fortschreitend zu einem quadratischen Abschnitt 75, einem Abschnitt 76 mit dickflanschigen Winkelprofil und schließlich zu einem Abschnitt 77 mit dünnflanschigem Winkelprofil verjüngt ist. Ein Führungsschuh 78 ist ähnlich angeordnet wie der Führungsschuh 73 nach den Fig. 8, 9, 10, 13 und 14 und bewirkt, daß die Verstärkung sich der Form der einspringenden Seite der Dornabschnittc 76 und 77 anpaßt, von wo die Verstärkung dem Hohlraum 79 zwischen den Teilen 80 und 81 der Formeinrichtung 26 zugeführt wird.ίο has section 74 that progresses to a square Section 75, a section 76 with a thick-flanged angle profile and finally to a section 77 is tapered with a thin-flanged angle profile. A guide shoe 78 is arranged similarly to that Guide shoe 73 according to FIGS. 8, 9, 10, 13 and 14 and causes the reinforcement to follow the shape of the re-entrant side of the mandrel sections 76 and 77 adapts from where the reinforcement meets the cavity 79 between the parts 80 and 81 of the former 26 is fed.

Die Fig. 21 bis 25 schließlich erläutern die Anwendung der Grundsätze bezüglich der Dorngcstaltung bei der Bildung eines vollen Doppel-T-Profils. Der Dorn für die Formgebung und Führung der Verstärkung ist in seinem Abschnitt 82 wieder zylindrisch, worauf sich sein Querschnitt zu einer länglichen Form 83 und weiterhin zu einer Form 84 mit kleinen Flanschen verändert und endlich zu der Form 85, in der die Flansche weiterentwickelt und verbreitert sind und schließlich die in dem fertigen Doppel-T-Profil gewünschte Form haben. In diesem Falle ist auf beiden Seiten der Dornabschnitte 84 und 85 je ein Führungsschuh 86, 87 vorgesehen. Diese Führungsschuhe sind so angeordnet, wie dies für den Führungsschuh 72 in den F i g. 8, 9 und 10 dargestellt ist. Am Ende des gesamten Vorganges tritt die an den Dornabschnitten 85,86 und 87 verformte Verstärkung in den Hohlraum 88 zwischen den Teilen 89 und 90 der Formeinrichtung 26 ein, so daß ein volles Doppel-T-Profil erhalten wird.Finally, FIGS. 21 to 25 explain the application of the principles relating to the design of the mandrel when forming a full double-T profile. The thorn for the shape and guidance of the reinforcement is again cylindrical in its section 82, whereupon it can be Cross-section changed to an elongated shape 83 and further to a shape 84 with small flanges and finally to the shape 85, in which the flanges are further developed and widened and finally the have the desired shape in the finished double-T profile. In this case there is the on both sides Mandrel sections 84 and 85 each have a guide shoe 86, 87 provided. These guide shoes are arranged in such a way as is the case for the guide shoe 72 in FIGS. 8, 9 and 10 is shown. At the end of the whole process the reinforcement deformed at the mandrel sections 85, 86 and 87 enters the cavity 88 between the parts 89 and 90 of the forming device 26, so that a full double-T profile is obtained.

Bei den Ausführungsformen nach den F i g. 8 bis 15,16 bis 20 und 21 bis 25 sind noch verschiedene Punkte zu beachten. Zu diesen gehört die Tatsache, daß der zur Formgebung und Führung dienende Dorn und die mit ihm zusammenwirkenden Schuhe vor dem Eintrittsende des Formkanals enden. Ferner soll der Eintrittsendteil des Formkanals zu einer Eintrittsöffnung hin erweitert sein, damit die Verstärkung fortschreitend zusammengedrückt wird, wenn sie in jenen Teil des Formkanals eintritt, der der Form des herzustellenden Stranges entspricht.In the embodiments according to FIGS. 8 to 15.16 up to 20 and 21 to 25 different points have to be considered. One of these is the fact that the for Shaping and guiding mandrel and the shoes interacting with it before the entry end of the molding channel ends. Furthermore, the entry end part of the molding channel is intended to widen towards an entry opening be so that the reinforcement is progressively compressed as it enters that part of the mold channel occurs which corresponds to the shape of the strand to be produced.

In jedem der drei in den Fig. 8 bis 25 gezeigten Ausführungsbeispiele soll das Umfangsmaß des Dorns für die Formgebung und Führung der Verstärkung über die ganze Länge des Dorns, d. h. von dessen zylindrischem Abschnitt über den Übergangsabschnitt bis zum Endabschnitt des Dorns, im wesentlichen gleich bleiben.In each of the three exemplary embodiments shown in FIGS. 8 to 25, the circumferential dimension of the mandrel should for shaping and guiding the reinforcement over the entire length of the mandrel, d. H. of that cylindrical section over the transition section to the end section of the mandrel, essentially the same remain.

Bei allen dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen muß die Vorrichtung nicht unbedingt vertikal angeordnet sein, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist; die Orientierung der Vorrichtung ist ohne Bedeutung.In all of the illustrated and described embodiments, the device need not necessarily be arranged vertically as shown in Fig. 1; the orientation of the device is of no importance.

Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings

709 615/42709 615/42

Claims

Patent claims:

1. Device for producing strands reinforced with inserts of non-circular cross-section from curable plastics, with a mandrel and a winding device for winding the same with a reinforcing material, with a device for impregnating the wound reinforcing material with liquid plastic, with a molding device that has a molding channel with a Contains cross-section corresponding to the outer contour of the strand to be produced and a device for hardening the shaped strand, as well as with a pull-off device for the strand emerging from the forming device, characterized in that the mandrel (27; 72; 74; 82) has a circular cylindrical section (276 ; 72; 74; 82), which lies in front of the mold channel and coaxial therewith, and a d on these following transition portion (27; 72a, 726, 72d; 75, 76, 77; 83, 84, 85) from the circular shape has a cross-section that changes progressively into the cross-sectional shape (69; 79; 88) of the molding channel, which ends in front of the molding channel, and that the outlines of all cross-sections of both mandrel sections are essentially the same length.

2. Apparatus according to claim 1 for the production of hollow profile strands, characterized in that behind the transition section (27d) of the dome (27), a further mandrel section (27c) is arranged which extends into the molding channel and the outline of which is essentially the inner outline of the Cross section of the hollow strand corresponds.