DE1704632A1

DE1704632A1 - Wickeldorn und Verfahren fuer die Herstellung von Rohren aus glasfaserverstaerkten Duroplasten

Info

Publication number: DE1704632A1
Application number: DE19671704632
Authority: DE
Inventors: Peter Biet
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1967-02-24
Filing date: 1967-02-24
Publication date: 1971-05-19
Also published as: FR1566406A; NL6801891A; GB1182750A; BE711186A

Description

FARBENFABKrKEN^üBÄY£R'AG LEVERKUSEN.ieywwerk FttentAbteUuaf Mr/rh 23. Fet). 1967

Wickeldorn und Verfahren für die Herateilung von Rohren aus glaafaserverstärkten Duroplasten

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf einen Wickeldorn sowie ein Verfahren für die Herstellung von Rohren aus glasfaserverstärkten Duroplasten, insbesondere Polyesterharzen und Epoxydharzen, wobei der Dorn aus einem Mantel, vorzugsweise Stahl, besteht, der mit Temperiermitteleinlässen und -auslassen versehen ist.

Die Herstellung von derartigen Rohren nach dem Wickelverfahren geschieht unter Verwendung eines Wickeldornes, dessen Oberfläche poliert ist, indem der Dorn drehbar gelagert ist und rotiert, während das fflasfasermaterial in Form von Rovings, Matten, Bändern oder dergleichen mit ungehärteten Duroplasten getränkt und auf den Dorn aufgewickelt wird, der zum beschleunigten Aushärten der Duroplaste beheizt und gegebenenfalls anschließend gekühlt wird, bevor das erstarrte Rohr schließlich vom Dorn abgezogen wird.

Die Duroplaste haben die nachteilige Eigenschaft, daß sie beim Aushärten stark schrumpfen. Dieser SchrumpfVorgang ist eine Begleiterscheinung des AushärteVorganges auch bei normaler !Temperatur* Nach dem Aushärten alt ssen deshalb die gewickelten

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Rohre feat auf dem Wickeldorn und müssen abgezogen oder abgedrückt werden, wozu besondere Vorrichtungen notwendig sind und womit ein erheblicher Zeitaufwand verbunden ist. Dabei wird meist die innere Rohrfläche beschädigt, so daß der Strömungswiderstand im Rohr vergrößert wird und an derartigen stark beschädigten Stellen unter Umständen später undichtigkeit»

\und Hohrbrüche auftreten. Um die Rohre besser abziehen zu könnem, hat man auch schon die Wiekeldorne leicht konisch gestaltet. Dafür besitzen die Rohre aber schlechtere Durchflußeigenschaften. Bei Rohren größeren Durchmessers kann man Wiekeldorne verwenden, die im Durchmesser durch mechanische Einrichtungen variierbar sind. , Derartige Wiekeldorne sind für kleine Rohrdurchmesser nicht anwendbar und außerdem in der Herstellung sehr aufwendig. Aus den genannten Gründen waren Rohre nach den beschriebenen Verfahren bisher bestenfalls bis zu etwa 3 m Länge herstellbar.

Es wurde nun gefunden, daß sich die Herstellung der Rohre wesentlich verbessern läßt, indem auf den Stahlmantel des Wickeldorns ein thermoplastischer Kunststoff mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten aufgeschrumpft ist. Hierzu wird gemäß der Erfindung vorzugsweise ein Polytetrafluoräthylenmantel aufgeschrumpft.

Dadurch wird erreicht, daß bei der Durchführung des Verfahrens zur Herstellung der Rohre unter Verwendung des erfindungsgemäßen Wickeldornes dieser erfindungsgemäß vor dem Bewickeln erwärmt wird, so daß sich der thermoplastische Kunststoffmantel

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unter dem Wärmeeinflußausdehnt und eine Vergrößerung des Außendurchmessers erzielt wird. Nun wird der Wickelvorgang in an sich bekannter Weise durchgeführt und der Wickeldorn nach dem Aushärten des Duroplasten anschließend von innen gekühlt. Überraschenderweise läßt sich das gewickelte Rohr nach dem Kühlen von dem Wickeldorn ohne besondere Kraftanstrengung abziehen, da das Rohr nur mehr lose auf dem Dorn sitzt, so daß erheblich längere Rohre bis etwa 10 m und mehr hergestellt werden können. -

Der Erfolg überrascht umso mehr, als hierbei nicht nur die Wärmeschrumpfung des Duroplasten sondern auch dessen Schrumpfung aufgrund des Aushärtevorganges durch einen bei Abkühlung stärker schrumpfenden Werkstoff zu überbieten ist. Dieser Werkstoff muß nämlich außerdem die dauernde Wechselbeanspruchung zwischen gehobenen Temperaturen und abgesenkten Temperaturen aushalten. Zudem darf er keine Reaktion oder Verkleben mit Duroplasten zeigen«

Daß eine derartige Lösung nicht auf der Hand lag, zeigt eine I nachträgliche Betrachtung der theoretischen Grundlagen: Die bekannten Wickeldorne sind aus Stahl gefertigt und besitzen einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 10x10" cm/cm°C. Bei glasfaserverstärktem Polyester beispielsweise beträgt der Koeffizient etwa 20 bis 30 χ 10 cm/cm°G. D.h., allein die Wärmeschrumpfung des glasfaserverstärkten Polyesters beträgt etwa das zwei- bis dreifache derjenigen von Stahl. Hinzu kommt noch die von vielen Komponenten abhängige Aushärteschrumpfung des Polyesters, die

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das Verhältnis noch erhöht. Wird als Überzugsmantel für den Wickeldorn beispielsweise Polytetrafluoräthylen verwendet, das einen Ausdehnungskoeffizienten von 100 χ 10 cm/cm°C aufweist, so ist dieser etwa drei- bis fünfmal größer als derjenige von glasfaserverstärktem Polyester. Aus dieser Differenz erklärt sich auch, daß die Aushärteschrumpfung der Duroplaste von der Wärmeschrumpfung des Polytetrafluorethylene überboten wird, so daß das fertig gewickelte Rohr nach dem Abkühlen nur " lose auf dem Dorn steckt.

Anhand einer Zeichnung sei eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wickeldornes beschrieben:

Der Wickeldorn 1 besteht aus dem hohlen Stahlmantel 2, auf dem der Polytetrafluoräthylenmantel 5 aufgeschrumpft ist. Der Hohlraum 4 wird von einem Heizmittel, beispielsweise Dampf von 120 C, bzw. von einem Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, durchströmt und ist durch die Anschlußstopfbuchsen 5 abgedichtet« Der Wickeldorn 1 ist in den Lagern 6 der Lagerböcke 7 gelagert. Der Antrieb erfolgt vom Motor 8 über Kiemenscheiben 9 und

Es versteht sich, daß die Art der Lagerung des Wickeldornes sowie die Zu- und Abführungseinrichtung für die Temperiermittel nur schematisch dargestellt sind. Dafür können durchaus die bisher bekannten Vorrichtungen Anwendung finden. Auch'besteht für die Wahl der Temperiermittel ein weiter Spielraum. Dies liegt aber im Rahmen fachmännischer Maßnahmen und ist nicht

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Gegenstand der Erfindung. Jjogischerweise ist für jeden gewünschten Rohrdurchmesser ein im Durchmesser zugehöriger Wickeldorn erforderlich.

Der erfindungsgemäße Wickeldorn sowie das Verfahren läßt sich auch für die Herstellung von Rohrkrümmen anwenden, wenn der Wickeldorn derart gekrümmt ist, daß seine Kittellinie sowie auch die Mantellinien Kreisbogensegmente beschreiben. Nur in diesem Falle läßt sich der Dorn aus dem gewickelten Krümmer herausnehmen.

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Claims

Patentansprüche:

1. ) Wickeldorn für die Herstellung von Rohren aus glasfaserverstärkten Duroplasten, insbesondere aus Polyesterharzen und Expoxydharzen, der aus einem Mantel, vorzugsweise aus Stahl, besteht, der an den Enden mit Temperiermediumeinlässen und -auslassen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Stahlmantel (2) ein Mantel (3) aus thermoplastischem Kunststoff mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten aufgeschrumpft ist.

2. Wickeldorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der aufgeschrumpfte Mantel (3) aus Polytetrafluoräthylen besteht,

3. Verfahren unter Verwendung des Wickeldornes gemäß den Ansprüchen 1 und 2, der an seinen Enden drehbar gelagert ist und rotiert, wobei das Glasfasermaterial in Form von Rovings, Matten, Bändern oder dergleichen mit ungehärteten Duroplasten getränkt und auf den Dorn aufgewickelt wird, der zum Aushärten der Duroplaste beheizt und anschließend gekühlt wird und das erstarrte Rohr schließlich vom Dorn abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickeldorn vor dem -bewickeln erwärmt wird.

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