DE1753802B2 - Verfahren zum Herstellen eines verstärkten Kunststoffrohres. Ausscheidung aus: 1760479 - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines verstärkten Kunststoffrohres. Ausscheidung aus: 1760479

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DE1753802B2 DE1753802A DE1753802A DE1753802B2 DE 1753802 B2 DE1753802 B2 DE 1753802B2 DE 1753802 A DE1753802 A DE 1753802A DE 1753802 A DE1753802 A DE 1753802A DE 1753802 B2 DE1753802 B2 DE 1753802B2
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Description

3 ' 4
daß es auf relativ einfache Weise möglich ist. die Be- eine Trichteranordnuna 6, die über dem Dornl an
lastung der aus dem körnigen Material besiehenden einer Stelle angeordnet ist, an der das Band 2 den
Schichten erheblich zu erhöhen, ohne daß dies einen Dornl berührt. Die Trichteranordnung6 besteht
entscheidenden Einfluß auf die Dicke der Schichten vorzugsweise aus zwei getrennten Abführbereichen 7
aus dem körnigen Material hat. 5 und 8 deren jeder gesonderte Zuführungsbeieiche 9
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Er- bzw. 10 besitzt. Der Abführbereich 7 ist vor dem Abfindung wird zuerst körniges Material mit einer mitt- führbereich 8 angeordnet. Der Abstand zwischen beileren Teilchengröße zwischen 2,38 und 1,19 mm und den Abführbereichen 7 und 8 ist aus Gründen der dann körniges Material mit einer minieren Teilchen- Klarheit in F i g. 1 übertrieben dargestellt. Vorzugsgröße zwischen 0,005 und 0,149 mm abgelagert. io weise befinden sich die Abführbereiche 7 und 8 verti-Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Schicht kai über der Berührungsstelle zwischen dem Band 2 aus dem körnigen Material eine besonders hohe vo- und dem Dorn 1, so daß aus dem Abführbereich 7 lumetrische Dichte besitzt, wodurch ein derart herge- herausgeführtes körniges Material zuerst auf das auf stelltes verstärktes Kunststoffrohr besonders gut au- dem Dorn 1 bereits aufgewickelte Band 2 aufgeßeren Belastungen zu widerstehen imstande ist. 15 bracht wird, während mit der Weiterdrehung des
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestal- Dornsl aus dem Abführbereich 8 herausgeführtes
tung der Erfindung werden auf dem Dorn Glasfasern körniges Material über das aus dem Abführbereich 7
aufgewickelt, und als körniges Material wird Sand herausgeführte körnige Material abgelagert wird. Das
abgelagert. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines Band 2 führt mit seinen Fäden 3 genügend Harz mit
besonders billigen Rohmaterials für das verstärkte 20 sich, um die auf ihm abgelagerten Materialkörner
Kunststoffrohr. festhalten zu können. Das dem Zuführungsbereich 9
Anstatt der Glasfasern können jedoch auch hoch zuaeführte körnige Material besitzt dabei eine gröhelastbare Fäden, wie z. B. Metalldrähte oder -fäden ßere mittlere Teilchengröße als das dem Zuführungsoder Quarzfäden, verwendet werden. Die Fäden kön- bereich 10 zugeführte"körnige Material, so daß auf nen als durchgehende Fäden oder in Form eines kon- 25 das Band 2 zuerst das die größere mittlere Teilchenünuierlichen Gewebes, wie z. B. ein Glasfasergewebe größe besitzende körnige Material abgelagert wird oder ein Gewebe aus geflochtenen Fäden, ausgebii- und danach das eine geringere mittlere Teilchenrlc! sein. An Stelle des als körniges Material abgela- größe besitzende körnige Material, welches in den werten Sandes können auch andere Materialien ver- Zwischenräumen zwischen den Materialkörnern der wendet werden, wie z. B. körniges Harz, kleine hohl- 30 größeren mittleren Teilchengröße abgelagert wird,
kugelige Materialien und Kohlenstoff sowie Graphit. " Das vorstehend erläuterte"Verfahren wird während I ür Kunststoff rohre geringen Gewichts eignen sich einer Anzahl von Umläufen des Domes 1 ununter-Materialien, wie z. B. Glas oder Phenolharz. brachen ausgeführt, bis eine genügende Wandungs-
An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung dicke erzielt ist. Danach wird das "Harz ausgehärtet,
nachstehend näher erläutert. " 35 und anschließend wird der Dornl aus denTgebilde-
F i g. 1 zeigt schematisch eine Anlage, mit deren ten Rohr herausgezogen. Das auf diese Weise herge-
HiIk- das Verfahren zum Herstellen eines verstärkten stellte verstärkte Kunststoffrohr besitzt dabei eine
KunststofTrohres gemäß der Erfindung durchgeführt größere Gleichmäßigkeit in der Dicke der Schichten
uii'd: aus dem körnigen Material sowie einen höheren Füll-
F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch die Wandung 40 grad als in dem Fall, daß Materialkörner beliebiger
eines gemäß der Erfindung hergestellten verstärkten unterschiedlicher Größen oder nur einer einzigen
Kunststoffrohres in größerem Maßstab. Größe verwendet werden. Bei Verwendung von
Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Anlage, mit Materialkörnern beliebiger unterschiedlicher Größe
tieren Hilfe das Verfahren gemäß der Erfindung wird die Dicke der jeweiligen Materialkornschicht
durchgeführt wird, ist lediglich zum Verständnis der 45 unregelmäßig sein, und bei Verwendung von Mate-
der Erfindung notwendigen Elemente dargestellt. rialkörncrn einer Größe kann zwar die Dicke der aus
Ein Dorn 1, der sich in Richtung des eingetrage- diesen Körnern gebildeten Schicht reguliert werden,
nen Pfeiles dreht, nimmt ein Band 2 aus Fäden 3 auf, ohne jedoch einen guten Füllgrad zu erzielen.
die mit einem Harz getränkt bzw. von diesem über- Die Größen der das körnige Material bildenden
zogen sind. Zu diesem Zweck werden die Fäden 3 iU Materialkörner sind innerhalb relativ weiter Grenzen
durch einen ein Harz, insbesondere ein Epoxy oder wählbar; die nachstehend angegebenen Größen sind
Polyesterharz, enthaltenden Behälter 4 hindurchge- charakteristische Größen, die keine Beschränkungen
leitet und über Abstreifrollen 5 kontinuierlich hin- hinsichtlich der Wahl der Körnergrößen auferlegen,
weggeführt. Die Fäden 3 werden sodann unter einer Bei der Herstellung eines verstärkten Kunststoffroh-
relativen Hin- und Herbewegung zwischen dem 55 res hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, für das
Dorn 1 und den Fäden 3 um den Dorn 1 über dessen zuerst auf die mit Kunststoff getränkten Fäden abge-
Länge schraubenlinienförmig herumgewickeli. Die lagerte körnige Material eine mittlere Teilchengröße
Steigung oder der Wickelwinkel kann in an sich be- zwischen 2.38 und 1.19 mm zu verwenden und dann
kannter Weise durch entsprechende Wahl der Um- körniges Material mit einer mittleren Teilchengröße
fangsgeschwindigkeit des Domes 1 und der Relativ- 60 zwischen 0.005 und 0,149 mm für die Ablagerung zu
geschwindigkeit zwischen dem Dorn 1 und den Fä- verwenden.
den 3 reguliert werden. Die Fäden 3 bzw. das diese In der Schnittansicht eines verstärkten Kunststoff-Faden 3 enthaltende Band 2 wird vorzugsweise unter rohres nach F i g. 2 ist die Dicke der Schichten aus einem sehr großen Wickclwinkel zu dem Dorn 1 zu- dem körnigen Material und den Faserstoffen bzw. geführt, so daß die dem Dorn 1 kontinuierlich züge- 65 Fäden nicht maßstabgerecht gezeigt. Die als Innenführten Fäden 3 im wesentlichen Ringwindungen bil- schicht des verstärkten Kunststoffrohres gezeichnete den. Schicht 20 ist ein Gel-Überzug, der ein Tüllgewebe
Die in Fig. 1 dargestellte Anlage enthält femer 26 enthält, welches zunächst um den mit Harz über-
zogenen Dorn 1 herumgewickelt worden ist. Um eine Längsverstärkung des betreffenden Kunststoffrohres zu erzielen, werden Lagen aus in Längsrichtung verlaufenden Fasern 21 aufgebracht. Mit 22 sind Lagen aus ringförmig verlaufenden Fäden hoher Festigkeit bezeichnet, und mit 23 sind Schichten aus körnigem Material bezeichnet, die aus durchschnittlich größeren Materialkörnern 24 und durchschnittlich kleineren Materialkörnern 25 bestehen. Die Dicke der Schichten aus dem körnigen Material wird im wesentlichen durch die großen Materialkörner 24 bestimmt. Die gesamte, die Wandung eines verstärkten Kunststoffrohres bildende Schichtenanordnung wird durch ein ausgehärtet» s Harz zusammengehalten.
Beispiel
Es wurde ein verstärktes Kunststoffrohr gemäß der Erfindung mit einer lichten Weite von 61 cm und einem Außendurchmesser von 62,9 cm hergestellt. Zu diesem Zweck wurden Glasfasern und Sand mit einer größeren mittleren Korngröße von 1,19 mm und einer kleineren mittleren Teilchengröße von 0,149 mm verwendet. Die Glasfaserlagen waren etwa
ίο 0,0127 cm dick, und die Sandschichten waren etwa 0,127 cm dick. Das fertige verstärkte Kunststoffrohr enthielt etwa 35 °/o Harz, 15 %> Glas und 50 % Sand; hierbei betrug der Anteil des feinen körnigen Materials etwa 10 Gewichtsprozent.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

ί 753 802 ι gen (s. American Society für Testing Materials C-76- Patentansprüche: 63 T) festzulegen und nicht so sehr nach dem Innen druck, weshalb Rohre erforderlich sind, deren Wan-
1. Verfahren zum Herstellen eines verstärkten düngen Dicken aufweisen, welche die normalerweise Kunststoffrohres mit einer Wandung, die ab- 5 zum Ausgleich der Innendrücke benötigen Wanwechselnd aus Schichten aus mit Kunstharz ge- dungsdicken erheblich überschreiten. Da die Kosten tränkten Faserstoffen und dazwischenliegenden des Materials für ein durch hohe Außendrücke be-Schichten aus einem kömigen Materia! besieht. lastbares verstärktes Kunststoffrohr viel höher sind durch kontinuierliches Aufwickeln von mit als die Kosten für sonstige in Betracht kommende Kunstharz getränkten Fäden auf einen Dorn und io Materialien, z. B. für Eisen, Beton oder Stahl, werden durch kontinuierliches Ablagern eines körnigen normalerweise die letztgenannten Materialien für Materials auf die Fadenlage, dadurch ge- Rohre großen Durchmessers verwendet, obwohl die kennzeichnet, daß körniges Material ver- verstärkten Kunststoffrohre üblicherweise in physischiedener mittlerer Teilchengröße obgelagert kalischer und chemischer Hinsicht den erstgenannten wird, derart, daß zuerst das kömige Material der 15 Rohren überlegen sind.
größeren mittleren Teilchengröße auf die Faden- Zur Behebung der vorstehend aufgezeigten Nachlage und dann das körnige Material mit der klei- teile ist bereits vorgeschlagen worden, verstärkte neren mittleren Teilchengröße auf die Fadenlage Kunststoffrohre großen Durchmessers mit Wandun- und über das körnige Materiai mit der größten gen in Form von geschichteten oder »Sandwich«-Anmittleren Teilchengröße abgelagert wird. 20 Ordnungen auszuführen. Eine Wandung dieser Art
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- besteht aus einem durch eine dünne Schicht aus mit kennzeichnet, daß zuerst körniges Material mit Glasfäden verstärktem Kunststoff, der mit hohen Ineiner mittleren Teilchengröße zwischen 2,38 und nendrii, ken belastbar ist, und aus einer diesen 1,19 mm und dann kömiges Material mit einer Kunst: .off umhüllenden dicken Schicht eines Kernmittleren Teilchengröße zwischen 0,005 und 25 materials, wie z. B. Beton, das den Druckbeanspru-0,149 mm abgelagert wird. chungen und »D«-Belastungen standhält, wobei auf
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, das Kernmaterial wiederum eine dünne Kunststoffdadurch gekennzeichnet, daß auf den Dom Glas- schicht aufgewickelt ist. Es ist weiterhin bekannt, den fasern gewickelt werden und als körniges Mate- Schichtaufbau der Rohrwandung so herzustellen, daß rial Sand abgelagert wird. 30 auf einen Dom mehrere Lagen von harzgetränkten
Faserstoffen gewickelt und gleichzeitig zwischen die einzelnen Faserstofflagen körniges Material eingebracht wird.
Werden diese Rohre äußeren Belastungen ausge-
35 setzt, so wirkt der Deformation des Querschnitts eine
in der Grenzfläche zwischen dem Kernmaterial und dem verstärkten Kunststoff auftretende Scherspannung entgegen, die zu einer Beschädigung der betreffenden Anordnung in Bereichen führt, in denen eine
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum 40 Bindung zwischen den betreffenden Materialien be-Herstellen eines verstärkten Kunststoffrohres mit steht.
einer Wandung, die abwechselnd aus Schichten aus Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei
mit Kunstharz getränkten Faserstoffen und dazwi- einem verstärkten Kunststoffrohr mit geschichtetem schenliegenden Schichten aus einem körnigen Mate- Wandungsaufbau eine solche Druckfestigkeit zu errial besteht, durch kontinuierliches Aufwickeln von 45 zielen, das Kunstston rohr gegenüber äußeren BeIamit Kunstharz getränken Fäden auf einen Dorn und stungen widerstandsfähiger ist und die Belastungen durch kontinuierliches Ablagern eines körnigen Ma- zu verteilen imstande ist, wobei die Schichten aus terials auf die Fadenlage. dem körnigen Material hinsichtlich ihrer Dicke
Verstärkte Kunststoffrohrc werden normalerweise genau reguliert weiden können.
durch Bildung eines Zylinders aus einem Fasermate- 50 Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe rial geschaffen, das auf einen entfernbaren Dorn bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erkontinuierlich gewickelt, entweder vor oder nach findungsgemäß dadurch, daß körniges Material verdem Aufwickeln mit einem aushärtbaren Harz im- schiedener mittlerer Teilchengröße abgelagert wird, prägnicrt und nach dem Härten des Harzes von dem derart, daß zuerst das körnige Material der größeren Dom abgezogen wird. Durch passende Wahl des 55 mittleren Teilchengröße auf die Fadenlage und dann Fasermaterials, bei dem es sich um gewöhnliche das körnige Material mit der kleineren mittleren Glasfaden handeln mag, und des Harzes, bei dem es Teilchengröße auf die Fadenlage und über das körsich um ein Epoxy- oder Polyesterharz handeln mag, nice Material mit der größeren mittleren Teilchensind feste, korrosionsbeständige verstärkte Kunst- größe abgelagert wird.
stoffrohre herstellbar. 60 Das Verfahren nach der Erfindung bringt den
Auf Grund ihrer hohen Belastbarkeit eignen sich Vorteil mit sich, daß auf relativ einfache Weise ein Glasfaden zur Herstellung von Rohren, die erhebli- verstärktes Kunststoffrohr geschaffen werden kann, chcn inneren Druckbelastungen ausgesetzt werden. welches die erforderliche Druckfestigkeit besitzt, um Bei Rohren großen Durchmessers, z. B. für im Erd- durch externe Beanspruchungen hervorgerufenen Bereich verlegte Leitungen, ist die Dicke der Wandung 65 lastungen widerstehen zu können und diese Belastundes jeweiligen Rohres jedoch nach dem Außendruck gen derart zu verteilen, daß keine Beschädigung des und den durch die durch Erdbelastungen hervorgeru- Kunststoffrohres auftritt. Außerdem bringt das Verfenen ungleichmäßigen sogenannten »D«-Belastun- fahren gemäß der Erfindung den Vorteil mit sich,
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