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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Gießharzrohres mit
Glasfaserverstärkung im Schleudergießverfahren Die Herstellung von Gießharzrohren
mit Fasserverstärkung erfolgt In der Regel nach dem Schleudergießverfahren. Bei
dem in der DAS 1 138 533 beschriebenen Verfahren zur Herstellung solcher Rohre wird
eine Faserstoffmatte zu rohrförmiger Gestatt aufgerollt und in die Schleudergießform
so eingebracht.
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daß sie an der Innenwand der Form anliegt. Diese wird dann In Umdrehung
versetzt und erwarmt, wobei flüssiges Gießharz in den Hohlraum der Form eingespritzt
wird. Bei einem in der DAS 1 104 171 beschriebenen Verfahren werden die auf einen
Dorn aufgezogenen verflochtenen Glasfasern mit einem Elebstoff überstrichen, damit
sie zusammengehalten werden und ihre zylindrische Form bewahren; danach wird das
zylindrische Glasfasergebilde vom Dorn entfernt und in die Schleudergießform eingelegt.
Bei einem anderen, in der gleichen Auslegeschrift beschriebenen Verfahren wird eine
Hülse aus einem rohrförmigen, aus wendelförmig nach zwei entgegengesetzten Richtungen
angeordneten Fäden geflochtenen schlaffen, dehnbaren Gewebe in die Schleudergießform
eingelegt, das sich dann beim Drehen der Form an deren Innenwand anschmiegt.
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Die nach allen diesen bekannten Verfahren hergestellten Gießharzrohre
mit Glasfaserverstärkung haben den Nachteil, daß in der Oberfläche der Außenwand
der Rohre Fasern liegen, in welche
Feuchtigkeit eindringen kann
und die auch abreißen können.
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Auch wird die Oberfläche'solcher-Gièßharzrohre häufigunansehnlich.
Eine glatte, witterangstëstandige-Obertläche der Gießharzrohre läßt sich bei Anwendung
dieser bekannten Verfahren also nicht erzielen.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gießharzrohres
mit Glasfaserverstärkung im Schleudergießver fahren, durch welches der geschilderte
Nachteil vermieden wird, und auf einfache Weise Gießharzrohre mit Glasfaserverstärkung
herstellbar sind, die außen eine glatte, auch witterungsbeständige Oberfläche aufweisen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß auf einen in seinem
Durchmesser einstellbaren Wickeldorn durch spiraliges Aufwickeln eines Glasfaserbandes
oder Auflegen einer oder mehrerer Glasfasergewebebahnen eine zylindrische Glasfaserschicht
der gewünschten Dicke und Länge aufgebracht wird, worauf der Dorn mit der auf ihm
befindlichen Glasfaserschicht inidie Schleudergießform eingebracht wird, deren Innendurchmesser
etwas größer ist als der Außendurchmesser der zylindrischen Glasfaserschicht, und
daß anschließend die Schleudergießform gemeinsam mit dem die Glasfaserschicht tragenden
Dorn in Umdrehung versetzt wird, wobei das flüssige Gießharz in den Hohlraum der
Schleudergießform eingebracht wird und die Glasfaserschicht umspült und durchdringt,
so daß an der Innenwand der Form eine glasfaserfreie Gießharzschicht und anschließend
eine mit Glasfasern verstärkte Gießharzschicht entsteht. Soll das Gießharzrohr mit
Glasfaserverstärkung auch innen eine glatte, glasfaserfreie Oberfläche erhalten,
so wird nach Entstehung der glasfaserfreien Gießharzschiclit und der anschließenden
mit Glasfasern verstärkten Gießharzschicht bei sich weiter drehender Schleudergießform
der Durchmesser des Wickeldornes so weit verkleinert, daß beim weiteren Einbringen
von
flüssigem Gießharz in die Schleudergießform eine sich an die mit Glasfasern verstärkte
Gießharzschicht anschließende glasfaserfreie Schicht entsteht.
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Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann die Stärke der glasfaserfreien
Außenschicht des Gießharzrohres beliebig gewählt werden, indem einfach der Durchmesser
des Wickeldornes entsprechend eingestellt wird, bevor das Glasfaserband aufgewickelt
bzw. die Glasfasergewebebahn aufgebracht wird. Auch die Glasfaserschicht kann Je
nach der gewünschten Festigkeit mehr oder weniger stark gemacht werden, indem mehrere
Lagen oder nur eine Lage aus dem Glasfaserband bzw. der Glasfasergewebebahn auf
den Dorn aufgewickelt wird. Die Stärke der gegebenenfalls vorzusehenden glasfaserfreien
Innenschicht hängt davon ab, wieviel Gießharz nach der Verkleinerung des Durchmessers
des Wickeldornes noch eingeschleudert wird. Die Erfindung ermöglicht auch die Verwendung
eines besonders witterungsbeständigen Gießharzes, z.13. eines cycloaliphatischen
Epoxydharzes, gegebenenfalls mit Füllstoffen, für die Bildung der äußeren und'oder
inneren glasfaserfreien Schicht, und eines normalen Epoxydharzes, z.B. Tränkharzes,
zur Bildung der mit Glasfasern verstärkten Schicht, indem die verschiedenen Harzsorten
in der richtigen Reihenfolge in die Schleudergießform eingebracht werden.
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Der Wickeldorn kann nach Entstehen der glasfaserfreien Gießharzschicht
und der mit Glasfasern verstärkten Gießharz schicht bzw. der weiteren glasfaserfreien
Schicht, vorzugsweise im Zustand des Gelierens, in seinem Durchmesser verkleinert
und aus der sich weiter drehenden Schleudergießform entfernt werden, so daß er einer
Wiederverwendung zugeführt werden kann, während die Gießharzschichten in der sich
drehenden Form aushärten. Es ist auch möglich, nach der Entfernung des Dornes noch
eine weitere glasfaserfreie Schicht zu schleudern.
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Auch wenn keine weitere glasfaserfreie Schicht erzeugt werden soll,
kann der Wickeldorn in seinemDurchmeser-verkleinert und aus der Schleudergießform
herausgenommen werden. Das hat den Vorteil, daß in der Aushärtephase des mit Glasfasern
verstärkten geschleuderten Gießharzrohres der Wickeldorn wieder auf seinen Solldurchmesser
gebracht und mit neuen Gläsfaserbahnen oder -geweben beschickt werden kann.
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Der Wickeldorn kann aber auch erst nach genügender Verfestigung der
zwei bzw. drei Gießharzschichten aus der Schleudergießform nach deren Stillsetzung
entfernt werden. Oder er wird nach genügender Verfestigung der an der Innenwand
der Sclileudergießform gebildeten glasfaserfreien und -der'anschließenden mit Glasfasern
verstärkten Gießharzschicht aus der dazu vorübergehend stillgesetzten Schleudergießform
entfernt, worauf in die wieder in Umdrehung versetzte Schleudergießform flüssi.-ges
Gießharz zur Bildung der glasfaserfreien (dritten) Schicht eingebracht wird.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur' Durchführung des
vorstehend beschriebenen Verfahrens. Diese Vorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß ein drehbar gelagerter und in die Schleudergießform einbringbarer
und mit ihr gemeinsam in Umdrehung versetzbarer Wickeldorn vorgesehen ist, dessen
Welle an ihrem Umfang mehrere';Rad'ialverstelleinrichtungen aufweist, an denen TrägertelTe''für
ein aufzuwickelndes Glasfaserband oder eine oder mehrere aufbringbare Glasfasergewebebahnen
gehaltert sind und daß die Radialverstelleinrichtungen Lagerstellen auf der Wickeldornvelle
aufweisen, von denen mindestens eine auf der Wickeldornwelle zwecks Einstellung
des Durchmessers der-Radialverstelleinrichtungen bei stillstehender oder umlaufender
Schleudergießform von außen axial verschiebbar ist. Damit kann bei vorgeebenem
Innendurchmesser
der Schieudergießform die Dicke des herzustellenden Gießharzrohres bzw. seiner einzelnen
Schichten - glasfaserfreie Gießharzschicht, mit Glasfasern verstärkte Gießharzschicht
und, falls erwünscht, nochmals eine oder mehrere glasfaserfreie Gießharzschichten
- auf einfache Weise eingestellt werden. Darüber hinaus können auch erforderliche
Veränderungen oder Korrekturen der vorgesehenen Wandstärkedicken ohne Unterbrechung
des Fertigungsprozesses vorgenommen werden Weitere Einzelheiten und Vorteile der
Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutern.
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Fig. 1 zeigt im Schnitt eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens geeignete Schleudervorrichtung Fig 2 zeigt eine Ansicht der Vorrichtung
nach Fig. 1 bei abgenommener seitlicher Abdeckplatte.
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in Fig. 1 ist ein drehbar gelagerter Wickeldorn mit 1 bezeichnet,
der in eine Schleudergießform 2 einbringbar und mit ihr gemeinsam in Umdrehung versetzbar
ist. Auf den in seinem I)urchmesser einstellbaren Wickeldorn 1 kann durch spiraliges
Aufwickeln eines Glasfaserbandes oder durch Auflegen einer oder mehrerer-Glasfasergewebebahnen
eine zylindrische Glasfaserschicht 3 der gewünschten Dicke und Länge aufgebracht
werden. Der Durchmesser des Wickeldornes 1 wird so eingestellt, daß nach dem Einbringen
des fertig gewickelten Dornes 1 in die Schleudergießform 2 ein ausreichender zylindrischer
Spalt 4 verbleibt der für die Dicke der glasfaserfreien Außenschicht des herzustellenden
Gießharzrohres maßgebend ist. Wickeldorn 1 und Schleudergießform 2 können kraftschlüssig
miteinander verbunden und gemeinsam in Umdrehung versetzt werden. Das
flUssige
Gießharz wird in Richtung des Pfeiles A durch eine' Öffnung 5 der Schleudergießform;
2' 2 geführt gelangt z"um'.-in den zylindrischen Spalt 4 und. umspült und durchdringt
die Glasfaserschicht 3, so daß an der Innenwand der Form: zunächst eine glasfaserfreie
Gießharzschicht und anschließend eine mit Glasfasern verstärkte Gießharzschicht
entsteht. Nach Entstehung dieser beiden Schichten kann bei sich. wei£#r @ drehender
Schleudergießform 2 der Durchmesser des Wickeldornes 1 so weit verkleinert werden,
daß beim weiteren Einbringen von flüssigem Gießharz in die Schleudergießform 2 eine
s.<ch an die mit Glasfasern verstärkte Gießharzschicht anschließende glasfaserfreie
Schicht entsteht. Die Erfindung' er'mö'C'licht es, nach dem Entstehen der glasfaserfreien
Gießharzschicht und' der mit Glasfasern verstärkten Gießharzsch'icht b2w. der weiteren
glasfaserfreien Schicht den Wickeldorn 1 in seinem Durchmesser zu verkleinern und
aus der kurzzeitig stillgew setzten oder sich weiter'drehenden Schleudergießform
2 2 z'u'entfernen. Damit ist eine rationelle Fertigung gewährleistet. Der Wickeldorn
1 kann aber auch erst nach genügender Verfestig,ung der zwei bzw. drei oder auch
mehr Gießharzschichten aus der Schleudergießform 2 nach deren. Stillsetzung entfernt
werden.
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Die Welle 6 des Wickeldornes 1 weist an ihrem Umfang mehrere Radialverstelleinrichtungen
7 auf, die sich aus Scherengliedenn 8 und parallel zur Wickeldornachse verlaufenden
Träcerw leisten 9 zusammensetzen. Die Scherenglieder 8 sind mit ihren der Wickeldornwelle
6 benachbarten Enden 1-0 und 1-1 der Wickeldornwelle 6 bzw. an einem diese koaxial
umfassunden Führungsstück 12 einer Axialverschiebeeinrichtung 13 angelenkt. An den
der Wickeldornwelle 6 abgewandten Enden 14, 15 der Scherenglieder 9 befinden sich,
wie erwähnt, radial verschiebbare Trägerleisten 9 Die Radialverstelleinrichtungen
7 sind vorzugswefse gleichmaßig am Umfang der Wickeldornwelle 6 verteilt, so daß
die von den Trägerleisten 9 gebildete Auflagefläche
für die Glasfaserschicht
3 einen Zylinder darstellt.
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Da zwischen den beispielsweise U-förmig ausgebildeten Trägerleisten
9 in radialer Richtung gesehen jeweils ein Spalt 16 (Fig. 2) verbleibt, wird die
Glasfaserschicht 3 gleichmäßig vom Gießharz umsnült und durchdrungen. Die Radialverstelleinrichtungen
8 weisen Lagerstellen 17 und 18 aufs die axial gegeneinander verschiebbar sind.
Im Ausführungsbeispiel sind die Lagerstellen 17 fest mit der Wickeldornwelle 6 verbunden,
während die tagerstellen 18 an dem rohrförmigen Führungsstück 12 befestigt und damit
axial verschiebbar sind. Die zwischen den Spanndornen 19, 20 gehalterte Welle 6
ist über die Antriebswelle 21 kraftschlüssig mit der einen seitlichen Abdeckplatte
22 und damit auch mit der zylindrischen Schleudergießform 2 verbunden. Die andere
seitliche Abdeckplatte 23 eist eine nach innen sich erweiternde Öffnung 5 auf, durch
die das flussige Gießharz in Richtung des Pfeiles A überwiegend in den Spalt 4 zwischen
Schleudergießform 2 und Glasfaserschicht 3 bei sich drehender Form 2 und rotierendem
Wickeldorn 1 eingebracht wird. Das Gießharz bildet an der Innenrand der Form 2 eine
glasfaserfreie Gießharzschicht, während die Glasfaserschicht 3 vom Gießharz umspült
und durchsetzt wird. Nach dem Entstehen dieser beiden Schichten kann der Durchmesser
des Wickeldornes 1 bei sich weiter drehender Schleudergießform 2 durch Betätigung
der Axialverschiebeeinrichtwng 13 verkleinert werden. Hierzu braucht nur das FührunGsstück
12 nach rechts in Richtung auf die seitliche Abdeckplatte 23 verschoben zu werden.
Dabei werden die Scherenglieder 8 eingezogen und damit auch die Trägerteile 9 serkrecht
auf die Längsachse der Welle 6 zu bewegt, so daß der Durchmesser des Wickeldornes
1 verkleinert wird.
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Die Axialverschibeeinrich'vumg 13 besteht im wesentlichen aus z^eq
Kugellagern 24, 25, von jenen das eine auf der Wickeldornwelle
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und das andere auf dem Führungsstück 12 gelagert ist. Der maximale Verschiebungsweg
ist durch taschen 26, 27 begrenzt, die an radialen Zapfen 28, 29 am Außenring des
Kugellagers 24 fest gelagert und mittels langlochführungen 30 31 an radial angebrachten
Schraubenbolzen 32, 33 am Außenring des Kugeliagers 25 beweglich gelagert sind.
Die Länge der iIanglochführun.gen 30, 31 bestimmt den axialen Versehiebeweg und
damit auch die Größe dner Durchmesseränderung des Wickeldomes 1. Die axiale Verschiebung
der Anordnung 13 in Richtung des Doppelpfeiles B kann am einiachsten durch einen
die Zapfen 28, 29 umfassenden, mittels eines Hebels bedienbaren Greifarmes, der
der tYbersichtlichkeit wegen zeichnerisch nicht dargestellt ist, bewirkt werden.
Die Laschen 26, 27 können durch an sich bekannte Mittel an der Axialverschiebeeinrichtung
13 befestigt werden. Die Axialverschiebeeinrichtung 13 ermöglicht somit auch bei
sich drehender Schleudergießform 2 ein stetiges Verändern, insbesondere Verkleinern,
des Wickeldorndurchmessers von außen her Bei größeren Schleudergießformen können
zur gleichmäßigen axialen Führung der Trägerleisten auch zwei oder mehr Sätze von
Scherengliedern P längs der Wickeldornwelle 6 angeordnet und gemeinsam in ihrem
Durchmesser verstellt werden. Das Verfahren und die Vorrichtung eignen sich zum
Vergießen beliebiger aushärtbarer Stoffe.