DE2012107B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Tränken von Verstärkungsmaterialien mit Bindemittel - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Tränken von Verstärkungsmaterialien mit Bindemittel

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DE2012107B2
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Harald Dr. 6203 Hochheim Klos
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
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Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Tränken von Verstärkungsmaterialien, wie Rovings, Vliese, Bänder, mit Bindemittel, z. B. Harz, für die Herstellung von verstärkten Rohren, Behältern, Formstücken nach einem Wickelverfahren, wobei das Verstärkungsmate- so rial über eine teilweise in ein Harzbad eintauchende drehbare Tränkrolle geführt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei Wickelverfahren, insbesondere beim »filament winding process« zur Herstellung von verstärkten Rohren, Formstücken und Behältern werden die Filamente, Rovings, Faserbänder, Vliese oder Gewebebänder aus Glas oder anderen geeigneten Verstärkungsmaterialien vor dem Aufwickeln auf eine Form mit Bindemittel, z. B. Harz, getränkt «>
Grundsätzlich sind zwei Harztränkverfahren bekannt. Nach dem älteren Verfahren erfolgt das Tränken in einem Harzbad, das sich in einer Harzwanne befindet Die zu tränkenden Rovings oder Filamente laufen über einen Einlaufkamm, unter eine in das Harzbad ■-·'< eintauchende Umlenkrolle und über einen Auslaufkamm zu einer Quetschpartie. Für das Tränken von Gewebebändern oder Vliesen sind der Einlauf- und Auslaufkamm durch eine Einlauf- und Auslaufrolle ersetzt
Nach einem neueren Verfahren werden die Rovings oder Bänder nicht durch ein Harzbad, sondern über eine frei mitlaufende Tränkrolle gezogen, welche in das in der Harzwanne befindliche Harzbad eintaucht Einlaufseitig ist der Einlaufkamm bzw. die Einlaufroile, auslaufseitig der Auslaufkamm bzw. die Auslaufrolle angeordnet Die Anbringung von Abstreifleisten oder Abquetschrollen über der Tränkrolle, und zwar in Laufrichtung etwas vor ihrem Scheitelpunkt oder von weiteren Umlenkrollen ist möglich.
Ferner ist es aus der BE-PS 7 39 608 bekannt die Rovings oder Bänder über eine gebremste Spannwalze laufen zu lassen, welche in das Harzbad eintaucht
Für die Festigkeit des zu fertigenden Produkts ist der strukturelle Aufbau der Wandung, das heißt der Anteil an Bindemittel, Filamenten und Füllstoffen maßgeblich. Für die Wirtschaftlichkeit der Produktion ist maßgeblich, wieviel Bindemittel von den Filamenten oder Bändern transportiert werden kann und wie hoch beim Tränkungsverfahren die Bruchwahrscheinlichkeit für die Rovings, Gewebebänder und dergleichen ist
Bei den? erstgenannten Verfahren kann das Verhältnis Bindemittel (Harz) zu Filamente durch folgende Größen beeinflußt werden:
Eintauchlänge und Eintauchtiefe des Harzbades, Viskosität und Temperatur des Harzes, Oberfläche und Adhäsionskraft des Verstärkungsmaterials, (Filamente), Laufgeschwindigkeit des Verstärkungsmaterials, Einstellung der Quetsch- und Umlenkrollen.
Bei den an zweiter und dritter Stelle genannten Verfahren kann das Verhältnis Bindemittel (Harz) zu Filamente durch folgende Größen beeinflußt werden:
Durchmesser, Eintauchtiefe und Oberflächenbeschaffenheit der Tränkrolle bzw. Spannwalze;
Viskosität und Temperatur des Harzes;
Oberfläche und Adhäsionskraft des Verstärkungsmaterials;
Einstellung der Abstreifleisten bzw. Quetschwalzen.
Bei dem an dritter Stelle genannten Verfahren ist die Einstellung des Verhältnisses Harz : Filamente dadurch begrenzt daß die Drehgeschwindigkeit der Spannrolle im Hinblick auf ihre Spannfunktion festgelegt werden muß.
Bei einer gegebenen Anlage und gegebenem Harz und Verstärkungsmaterial ist der Bereich; in dem sich das Verhältnis Filament zu Bindemittel einstellen läßt, tatsächlich klein, da die genannten Parameter voneinander abhängen und der Bereich im übrigen durch die vorgegebenen Bedingungen bereits festgelegt ist Beispielsweise ist es bei sehr niedrigen und bei sehr hohen Wickelgeschwindigkeiten oft nicht möglich, die Verstärkungsfäden oder -bänder ausreichend mit Harz zu durchtränken. Die Auswechslung der Tränkrolle würde einen zu großen Arbeitsaufwand erfordern; Viskosität und Temperatur des Harzes können in einem kontinuierlich arbeitenden System nicht kurzfristig geändert werden; die Adhäsionskraft des Trägermaterials ist ebenfalls eine vorgegebene Größe; schließlich kann mit Abstreifleisten bzw. Quetschwalzen zwar ein Oberschuß an Harz zurückgehalten, aber keine Mehrförderung bewirkt werden.
Erwünscht ist aber eine innerhalb eines weiten Bereichs beliebige Einstellung des Verhältnisses von Bindemittel zu Trägermaterial, da das benötigte Verhältnis stark von der geforderten Produktfestigkeit (z. B. Druckklasse, Biegebelastungen) und insbesondere
von dem Gehalt an Füllstoffen abhängt Die bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen erfüllen dieses Bedürfnis nur unzureichend.
Es stellt sich also die Aufgabe, für die Herstellung von verstärkten Rohren, Behältern und Formstücken nach einem Wickelverfahren ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Tränken von Verstärkungsmaterialien mit Bindemittel zu schaffen, bei denen sich das Verhältnis von Bindemittel zu Verstärkungsmaterial einfacher und in weiteren Grenzen als bisher regeln läßt und die auch eine höhere Durchlaufgeschwindigkeit des Trägermaterials ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren der eingangs angegebenen Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Grad der Beaufschlagung des Verstärkungsmaterials mit Bindemittel durch Veränderung des Verhältnisses der Umfangsgeschwindigkeit der Tränkrolle zur Laufgeschwindigkeit des Verstärkungsmaterials eingestellt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die eine Harzwanne zur Aufnahme eines Harzbades, eine mit ihrem unteren Teil in das Harzbad eintauchende drehbare Tränkrolle und einen Einlaufkamm bzw. -rolle sowie einen Auslaufkamm bzw. -rolle besitzt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Tränkrolle mit regelbarer Drehzahl unabhängig von der Durchlaufgeschwindigkeit des Verstärkungsmaterials angetrieben ist.
Die Erfindung wird erläutert durch die folgende Beschreibung einer Ausführungsform, die sich auf die Figur bezieht, welche schematisch im Längsschnitt die Vorrichtung zeigt Die Tränkvorrichtung besitzt eine Harzwanne 1, in der sich das Harzbad 2 befindet Die drehbare Tränkrolle 3 taucht nicht ganz, jedoch mindestens mit einem Teil ihrer unteren Hälfte in das Harzbad 2 ein und wird von einem Antrieb 4 her angetrieben, der über einen Riemen- oder Kettenverbindung 5 auf die Welle der Tränkrolle 3 wirkt, jedoch mit dieser auch unmittelbar verbunden sein kann. Der Antrieb 4 ermöglicht eine unabhängige Regelung der Drehzahl der Tränkrolle 3. Das zu tränkende Verstärkungsmaterial 6, wie Filamente oder Gewebebänder, läuit in Richtung des Pfeils 7 unter eine Einlaufrolle 8, von dort über die Tränkrolle 3, wo es mit Harz getränkt wird, und weiter unter die Auslaufrolle 9. Die Durchlaufgeschwindigkeit des Verstärkungsmaterials 6
ίο ist von der Drehzahl der Tränkrolle unabhängig, so daß die Tränkung verstärkt wird, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Tränkrolle größer als die Durchlaufgeschwindigkeit des Verstärkungsmaterials ist, dagegen verringert wird, wenn sie kleiner ist Das Verhältnis Bindemittel (Harz) zur Verstärkungsmaterial hängt also bei gegebener Durchlaufgeschwindigkeit des letzteren nur von der Drehzahl der Tränkrolle ab, die in einfachster Weise innerhalb weiter Grenzen eingestellt werden kann.
Es ist insbesondere auch möglich, dem Harz verschiedenartige Füllstoffe zuzusetzen, die zusammen mit dem Harz innerhalb eines weiten Gewichtsverhältnisses auf das Verstärkungsmaterial aufgebracht werden können.
Ein wichtiger Vorteil des Verfahrens ist die Möglichkeit, während eines einzigen Arbeitsgangs das Verhältnis von Bindemittel (Harz) zu Verstärkungsmaterial kontinuierlich oder diskontinuierlich zu verändern. Derartige Veränderungen können insbesondere beim Wickeln von Formstücken für Rohrleitungen erforderlich sein und lassen sich nach keinem bisher bekannten Verfahren erzeugen.
Die Vorrichtung besitzt den Vorteil eines sehr einfachen Aufbaus und bester Regelbarkeit, so daß die gleiche Vorrichtung zum Tränken verschiedener Verstärkungsmaterialien mit verschiedenen Bindemitteln benutzt werden kann.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Tränken von Verstärkungsmaterialien, wie Rovings, Vliese, Bänder, mit Bindemittel, z.B. Harz, für die Herstellung von verstärkten Rohren, Behältern, Formstücken nach einem Wikkelverfahren, wobei das Verstärkungsmaterial über eine teilweise in ein Harzbad eintauchende drehbare Tränkrolle geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Beaufschlagung des ι ο Verstärkungsmaterials mit Bindemittel durch Veränderung des Verhältnisses der Umfangsgeschwindigkeit der Tränkrolle zur Laufgeschwindigkeit des Verstärkungsmaterials eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung des Verhältnisses der Umfangsgeschwindigkeit der Tränkrolle zur Laufgeschwindigkeit des Verstärkungsmaterials die Drehzahl der angetriebenen Tränkrolle verändert wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, mit einer Harzwanne zur Aufnahme eines Harzbades, einer teilweise in das Harzbad eintauchenden drehbaren Tränkrolle und einem Einlaufkamm, bzw. einer Einlaufrolle sowie einem Anlaufkamm bzw. einer Auslaufrolle für das Verstärkungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die Tränkrolle (3) mit regelbarer Drehzahl unabhängig von der Durchlaufgeschwindigkeit des Verstärkungsmaterials (6) antreibbar ist
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 und 2 mit einer Harzwanne zur Aufnahme eines Harzbades, einer teilweise in das Harzbad eintauchenden drehbaren Tränkrolle und einem Einlaufkamm bzw. einer Einlaufrolle sowie einem Auslaufkamm bzw. einer Auslaufrolle für das Verstärkungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremsvorrichtung für die von dem darüberlaufenden Verstärkungsmaterial (E) in Drehung versetzten Tränkrolle (3) vorgesehen ist
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