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Verfahren zum Herstellen eines rohrförmigen Gegenstandes aus kunstharzgetränktem
Fasermaterial und nach dem Verfahren hergestellter rohrförmiger Gegenstande Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines rohrförmigen Gegenstandes
aus kunstharzgetränktem Fasermaterial und einen nach diesem Verfahren hergestellten
rohrförmigen Gegenstand.
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Bei bekannten Vorrichtungen zum Herstellen solcher kunstharzgetränkter
rohrförmiger Gegenstände sind an beiden Enden des Formkörpers feststehende Befestigungsstellen
für die Enden des Formling vorgesehen, so daB der Formling bei der Herstellung durch
das Aufblasen der Blase lediglich eine Vorspannung in Umfangsrichtung erhält und
somit nur teilweise auftretenden Beanspruchungen widerstehen kann.
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Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, bei welchen ein schlauchförmiges
Gewebe vor dem Tränken mit Kunstharz auf einen Dorn gespannt wird, um dem Formling
dadurch den erforderlichen Innendurchmeeeer zu geben. Hei. diesem Herstellungeverfahren
kann den aormling höchstens eine geringe Vorspannung in Umfangeriehtung erteilt
werden, welche
aber ao gering.i st, daB dadurch seine Festigkeit
und Steifheit nicht erhöht wird.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, dem Formling sowohl in Umfangsrichtung
als auch in Längsrichtung eine solche Vorspannung bei der Herstellung zu erteilen,
daB der rohrförmige Gegenstand in der Iage ist, inneren Drücken und insbesondere
Biegebeanspruchungen zu widerstehen und ihm eine größere Festigkeit und Steifheit
zu erteilen. Diese wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß auf den kunst-'
harzgetränkten :förmling in der Form gleichzeitig mit dem Druck in radialexRichtung
eine Spannung in axialer Richtung ausgeübt wird, um -den -Formling zusätzlich
zu der Vorspannung in Umfangsrichtung eine Vorspannung in axialer Richtung zu erteilen,.
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Der nach dem Verfahren..hergestellte rohrförmige Gegenstand soll gemäß
weiterer Erfindung aus einer Mehrzahl von Windungen aus harzgetränktem Gewebeoder
Gespinst bestehen, die gleichzeitig in längerichtung und Umfangsrichtung unter Spannung
stehen, wodurch das Harz auf Grund der Beanspruchung des Geepinst -oder Gewebes
unter Druck steht.
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Auf der Zeichnung ist di.e `Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Fig.. 1 zeigt teilweise in :schematischer Ansicht eine Vorrichtung
nach der Brfindung.
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Fig. 2 ist ein Längesohnitt nach der Linie 2-2 der Figur 1 in vergrößertem
Maßstab, wobei die Blase weggelassen ist.
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Fig. 3 ist ein Längsschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2 mit der
Blase in der Stellung zum Formen vor dem Formvorgang.
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Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch die Blase ohne die Vorrichtung,
wobei die Blase in Verbindung mit einem vorgeformten geaehichteten Formling dargestellt
ist.
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Fig. 5 ist ein Querschnitt durch den Formling nach Fig. 4. Fig.
6 ist ein Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 2.
Fig.
7 ist ein Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig. 2.
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gig. 8 zeigt in Ansicht teilweise im Schnitt einen Einzel-. teil der
Vorrichtung.
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Fig. 9 zeigt einen vorgeformten röhrenförmigen Formling vor dem Formen
in schaubildlicher Ansicht. Die Vorrichtung zum Herstellen eines rohrförmigen Gegenstandes
nach Fig. 1 enthält einen Formkörper 10 mit einem zylindrischen Hohlraum 12 (Fig.
2 und 3). Ein Lager 13 ist an dem Formkörper 10 durch A rme 14 und 16 befestigt.
Das` Lager 13 ist mit einer Mittelöffnung 17 versehen, durch welche ein Stützteil
18 hindurchgeführt ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist das eine Ende des Stützteiles
18 zylindrisch und mit einer geriffelten Oberfläche 19 versehen. Das andere Ende
des Stützteiles ist mit einem Flansch 20, der in die Öffnung 17 des Lagers 13 paßt,
und mit einem weiteren Flansch 21 versehen, der mit dem Lager 13 in Eingriff steht
und eine Bewegung des Stützteiles 18 in Richtung auf den Hauptformkörper begrenzt.
Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, klemmt eine Klemmschelle 23 das eine Ende
eines vorgeformten Zylinders 24 auf der geriffelten Oberfläche 19 des Stützteiles
18 fest. Der vorgeformte Zylinder 24 soll zweckmäßig aus harzgetränkten Schichten
bestehen, die zu einem hohlen Zylinder nach Fig. 9 gewickelt sind. Vorzugsweise
wird der vorgeformte Zylinder aus einer flachen Folie von Glasfaserband mit einer
im wesentlichen gleichförmigen Webung hergestellt. Das Glasfasergespinst wird mit
einem geeigneten Harz, vorzugsweise einem hitzehärtbaren Phenol-Formaldeshydharz
getränkt. Von dem Blatt oder der Bahn wird ein rechtwinkeliger Teil ausgeschnitten.
Der Teil wird unter Vorspannung vorzugweise ausge--chnitten, d.h. die Längsausdehnung
des Teiles liegt unter einem Winkel von ungefähr 450 zu den Kett- und Schußfäden
des Glasfasergespinstes. Die Schicht oder die Bahn aus harzgetränktem Glasfasergespinst
wird auf einen nicht dargestellten Dorn zu der hohlen zylindrischen Form, nach Fig.
9 aufgewickelt. Vor dem Aufwickeln wird das Blatt so weit erwärmt, daß das Harz
weich wird und geformt werden kann. Der Fromling kann mehrere Windungen haben.
.Als
Ausführungsbeispiel kann angegeben werden, daß der Formling vier Windungen hat.
für andere Anwendungszwecke kann er auch eine andere Anzahl von Windungen
haben. Die Anzahl der Windungen oder Schichtungen wird durch die Banddicke und die
gewünschte Festigkeit des fertigen Gegenstandes bestimmt. Wie besonders deutlich
aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, ist der Formling länger als der Formkörper
10. Wenn der Formling in dem Formkörper liegt, reichen seine Endteile über die Enden
des Formkörpers hinaus. Der Formling hat einen äußeren Durchmesser, der kleiner
als der innere Durchmesser des zylindrischen Hohlraumes 12 des Formkörpers ist,
so daß sich die Wandungen des Formlinge während des Formens ausdehnen. Der Außendurchmesser
des Formlinge kann zur Erzielung bester Ergebnisse 1-5y. kleiner als der Innendurchmesser
sein und hat eine solche Größe, daß er bei einem Ausdehnen während des Formens mit
der Innenwand des Formkörpers in Eingriff kommt und seine Fasern gedehnt werden,
ohne zu zerreissen. Das linke Ende des Formlings wird durch die Klemmschelle 23
und den Stützteil 18 festgehalten. Das rechte Ende des Formlings wird durch eine
Klemmschelle 26 und eine Vorspannbuchse 27 festgehalten. Einzelheiten der Ausführungsform
der Buchse sind in Fig. 8 dargestellt. Die Vorspannbuchee ist mit einem zylindrischen
geriffelten Teil 29 versehen, der mit der Klemmschelle 23 zusammenwirkt und das
rechte Ende des Formlings 24 festhält. Zusätzlich ist die Buchse 27 mit einem nach
außen vorstehenden Flansch 31 versehen. Der Flansch 31 wird an den Flanschen32 und
32a auf starren Hebeln 33 und 34 befestigt. Die Hebel 33 und 34 sind ihrerseits
an den Enden einer Querschiene 36 befestigt. Die Querschiene 36 ist an einer Verbindungsatange
37 befestigt. Die Verbindungsstange 37 ist, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist; mit einem
Kolben 38 verbunden, der sich in einem Zylinder 39 hin- und herbewegt, so daß wenn
eine hydraulische Flüssigkeit oder dgl. dem Zylinder 39 durch eine Leitung 41 zugeführt
wird, die Verbindungsstange 37 bei den .Fig. 1, 2 und 3 nach rechts bewegt wird
und die Querschiene 36 und die Buchse 27 ebenfalls nach rechts bewegt.
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Die Vorspannbuchse 27 ist mit einer Mittelbohrung 43 versehen,
durch
eelche der Schaft einer Fassung 44 geführt ist. Die Buchse 27 kann auf dem Schaft
der Fassung 44 während des Dehnens und Formens des Formlings lgeiten. Das eine Ende
des Schaftes von der Fassung 44 ist in eine Öffnung eines Halteblockes 46 eingeschraubt.
Der Halteblock 46 ist an starren Hebelgliedern 47 und 48 befestigt und überspannt
diese. Das eine Ende von jedem dieser starren Verbindungshebel 47 arid 48 ist an
einer Platte 49 befestigt, an welcher auch der Zylinder 39 befestigt ist. Die anderen
Enden der Verbindungshebel 47 und 48 sind fest mit den Seiten des Formkörpers 10
verbunden, so daß die Platte 49, der Block 46 und die Fassung 44 starr gegeneinjnder
gehalten werden. Die Fassung 44 ist mit ei ner Mittelbohrung versehen, von welcher
der Schaft der Zuführungsleitung 51 aufgenommen wird. Das eine Ende der Zuführungsleitung
51 ist mit einer Druckleitung 52 verbunden, welche an eine geeignete nicht dargestellte
Druckquelle angeschlossen ist. Das andere Ende der Zeitung 51 ist mit einem Kopf
53 versehen, der innerhalb einer dehnbaren Blase 54 zylindrischen Querschnittes
beispielsweise aus Gummi liegt. Die Blase 54 nach Fig. 4 enthält eine zylindrische
Hauptwandung 56, deren Außendurchmesser im ungedehnten Zustand etwas kleiner als
der Innendurchmesser des Formlings 24 ist, so daß der Formling in den zylindrischen
Hohlraum des FormkörnerE um die Blase herum eingeschoben wer;Aen kann. Die Seitenwjinde
57 und 58 der Blase liegen quer zur Blasenachse. Wie in Fig. 3 dargestellt ist,
stützen sich Zwischenstücke 59 und 61 aus verhältnismäßig hartem Gummi oder dgl.
gegen die Seitenwand 57 und 58 der Blase ab. Die Außenflächen der Zwirn henstücke
schneiden bündig mit den Enden des Formkörpers 10 ab. Das ZwischenStUck 59 besteht
aus einer Scheibe und stützt sich gegen die linke Blasenwandung durch eine Endfläche
62 des Stützteiles 18 ab. Die Scheibe 61 ist ringt örmig und paßt auf Aen Schaft
der ZuVirrungsleitung 51 und stützt sich gegen den Kort der Fassung 44 ab. Die Seitenwand
58 der Blase ist mit einer Öffnung
versehen, durch welche der Schaft
der Zuführungsleitung 51 hin= durchgeführt ist. Die Seitenwand 58 der Blase und
das Zwischenstück 61 werden zwi echen dem Kopf 53 der Zuführungsleitung und dem
Kopf des PaBstückes 44 durch A nziehen»einer Mutter 63 auf dem Schaft der Zeitung
51 festgeklemmt. Wenn ein .Formling geformt werden soll, so wird sein eines Ende
auf dem Stützteil 18 durch die Klemmschelle 23 befestigt. Der Formling wird dann
in die die Blase umgebende Form eingeführt und ihr anderes Ende wird dann an d er
Vorepannbuchse 27 durch die Klemmschelle 26 festgeklemmt. Der Formkörper 10 wird
dann auf eine Temperatur von 130-150o 0 durch Einführen einer erwärmten Zlüssigkeit,
beispielsweise überhitzten Dampf durch Bohrungen 65 in dem Formkörper oder durch
andere geeignete Mittel erhitzt. Durch die Zeitung 41 wird hydraulische Flüssigkeit
in den Zylinder 39 eingeführt und die Vorspannbuchse 27 nach rechts bei den Zig.
1,2 und 3 gedrückt, um die Schichten des Formlings in der Ungerichtung unter Spannung
zu dehnen. Eine Zugspannung von ungefähr 140 kg/cm 2 auf die Schichten d es Formlings
bei der. oben beschriebenen Dicke hat sich bei Phenol-Formaldehyd- getränkten Glasfaeerschichten
als-genügend erwiesen: Gleichzeitig wird hydraulische Flüssigkeit durch die Druckleitung
52 zum Aufblasen und Ausweiten der Blase gepumpt und dadurch die Wandung des Formlinge
gegen die Bohrungswand der Formkörper gedrückt. Ein Druck von 21 kg/cm 2
ist ausreichend. Höhere. Drücke von 21-70 kg/cm 2 ergeben.gute Resultate. Der Formling
kann in dem zylindrischen Hohlraum 15-30 Minuten lang bei genügendem inneren Druck
in vier Blase geformt und :die Wänd gedehnt werden, bis der Formling mit der Bohrung
des Formkörpers in Eingriff kommt. Dann wird der Druck auf die Blase und in den
Zylinder 39 wieder abgelassen', die Klemmschellen 26 und 23 abgenommen und das geformte
Rohr aus der Form entfernt Bei dem fertigen Gegenstand ist das Glasfasermaterial
unter Zug gedehnt und das Harz ist zusammengedrückt beansprucht um so das Glaefasermaterial
unter Spannung zu halten.