DE2308226A1

DE2308226A1 - Hollow, fibre-reinforced resin articles prepn. - which have multi-layer walls and are produced by winding-up process

Info

Publication number: DE2308226A1
Application number: DE19732308226
Authority: DE
Inventors: Otto Bernhardt; Matthias Dr-Ing Kellenter
Original assignee: Bolenz & Schaefer Maschf
Current assignee: Bolenz & Schaefer Maschf
Priority date: 1973-02-20
Filing date: 1973-02-20
Publication date: 1974-08-22

Abstract

In mfr. of hollow articles with multilayer walls (e.g. containers, plastics "houses") whereby resin-impregnated fibrous strands are wound onto a mandrel serving as inner mould, and the hollow article is removed from the mandrel when the resin has hardened, (a) a layer of impregnated fibre strands is wound on which need not be sufficiently thick to render the resulting hollow article dimensionally stable and mechanically strong; (b) stiffening elements e.g. tubes or channel-shaped profiles are fixed onto the layer longitudinally with the mandrel, before the resinous layer begins to gel; (c) the outer layer of impregnated fibre strands is wound on, the whole is allowed to harden and finally removed from the mandrel. The claimed process affords economical mfr. of hollow bodies whose walls are provided with additional stiffening elements and/or heat-insulating layers.

Description

Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern mit mehrschichtigen Wänden Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern mit mehrschichtigen Wänden, wobei mindestens zwei Schichten aus faserverstärktem Kunstharz bestehen, die im Wickelverfahren hergestellt worden sind.Process for the production of hollow bodies with multilayer walls The present invention relates to a method for producing hollow bodies with multilayer walls, with at least two layers of fiber reinforced Resin are made, which have been produced in the winding process.

Es ist bekannt, Hohlkörper aus faserverstärktem Kunstharz herzustellen, indem man einen als Innenform dienenden rotierenden Wickelkern nach einer vorbestimmten Ordnung mit kunstharzdurchtränkten Fasersträngen bewickelt. Wenn die Wicklung eine genügende Schichtdicke erreicht hat und das Kunstharz genügend ausgehärtet ist, wird der hergestellte Hohlkörper von dem Wickelkern getrennt.It is known to produce hollow bodies from fiber-reinforced synthetic resin, by having a rotating winding core serving as an inner mold according to a predetermined Order wrapped with synthetic resin-soaked fiber strands. If the winding is a has reached a sufficient layer thickness and the synthetic resin has hardened sufficiently, the hollow body produced is separated from the winding core.

Solche Hohlkörper beispielsweise Flüssigkeits- und Gasbehälter, Rohre, Schaienkörper und andere haben eine Reihe von Vorzügen, auf Grund derer ihre Anwendungsmöglichkeiten ausserordentlich mannigfaltig sind. Zu den wesentlichsten Vorzügen zählen ihre große Festigkeit bei verhältnismäßig niedrigem Gewicht und ihre Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen und Chemikalien.Such hollow bodies, for example, liquid and gas containers, pipes, Shaft bodies and others have a number of advantages that determine their uses are extraordinarily diverse. One of the most important advantages is their large size Strength at relatively low weight and their resistance to Weather conditions and chemicals.

Es gibt jedoch auch eine Reihe von Anwendungsgebieten für solche Hohlkörper, die noch gewisse Zusätze an ihren Wänden erforderlich machen. Bei sehr großen Hohlkörpern, die nicht allseitig geschlossen sind, ist beispidsweise zuweilen die Formstabilität nicht ausreichend, so daß zusätzlich Versteifungs elemente angebracht werden müssen.However, there are also a number of areas of application for such hollow bodies, which still require certain additives on their walls. For very large hollow bodies, which are not closed on all sides is, for example, sometimes the dimensional stability not sufficient, so that additional stiffening elements must be attached.

Wenngleich auch die Wärmeleitfähigkeit nicht so hoch ist, wie bei vergleichbaren Hohlkörpern aus Metall, so ist es doch bei einigen Anwendungsgebieten erforderlich, daß die Wand eines solchen Hohlkörpers durch eine zusätzliche Wärmeisolierschicht vervollkommnet wird, Es ist bekannt, sie zu diesem Zweck nachträglich mit einer Auflage aus bekannten Wärmeisolierstoffen zu versehen, die durch eine zusätzliche Schutzverkleidung auf dem Hohlkörper festzuhalten und gegen äußere Einflüsse zu schützen ist.Even though the thermal conductivity is not as high as with comparable hollow bodies made of metal, this is the case in some areas of application required that the wall of such a hollow body by an additional thermal insulation layer It is known to be retrofitted with a for this purpose To provide edition of known thermal insulation materials, which by an additional To hold the protective cover on the hollow body and to protect against external influences protect is.

Ein solches Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers mit mehrschichtigen Wänden unter Verwendung von faserverstärktem Kunstharz hat erhebliche Nachteile und zwar sowohl hinsichtlich des Herstellungsprozesses selbst, wie auch hinsichtlich der Qualität der so hergestellten Erzeugnisse. Wie man beispielsweise einen solchen Behälter herstellen, der zusätzlich eine hohe Wärmeisolierung haben soll, so muß man in einem Arbeitsgang die eigentliche Behälterwand im Wickelverfahren herstellen und in weiteren Arbeitsgängen die Wärme-Isolierschicht aufbringen und befestigen, wozu man dann auch noch Materialien benötigt, die meist von anderen Herstellern bezogen werden müssen wie beispielsweise Glaswolle oder Kunststoff-Hartschaumplatten.Such a method for producing a hollow body with multilayer Walls using fiber-reinforced synthetic resin have significant disadvantages both in terms of the manufacturing process itself, as well as in terms of the quality of the products made in this way. How to, for example a produce such a container, which should also have a high level of thermal insulation, so you have to wrap the actual container wall in one operation produce and apply the heat-insulating layer in further work steps and attach, for which you also need materials, mostly from others Manufacturers must be sourced such as glass wool or plastic rigid foam panels.

Ein solches Herstellungsverfahren ist umständlich und daher teuer.Such a manufacturing process is cumbersome and therefore expensive.

Bei einem solchen Behälter werden die statischen Belastungen ausschließlich von der aus faserverstärktem Kunstharz bestehenden Innenwand getragen. Die dicke Hartschaumschicht sowie die Außenhülle haben daran praktisch keinen Anteil. In Bezug auf die Qualität des Erzeugnisses hat also das bekannte Verfahren den Nachteil, daß die technischen Möglichkeiten der eingesetzten Materialien nicht voll ausgenutzt werden können.With such a container, the static loads are exclusive supported by the inner wall made of fiber-reinforced synthetic resin. The fat Hard foam layer and the outer shell have practically no part in this. In relation on the quality of the product, the known process has the disadvantage that the technical possibilities of the materials used are not fully exploited can be.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern mit mehrschichtigen Wänden zu schaffen, wobei mindestens zwei Schichten aus faserverstärktem Kunstharz bestehen, die im Wickelverfahren hergestellt werden. Das Verfahren soll es ermöglichen, bei geringstmöglichem Aufwand an zusätzlichen Materialien und Nebenarbeiten an einem Arbeitsplatz auch solche Hohlkörper herzustellen, deren Wandung mit zusätzlichen Versteifungselementen und/oder Wärmedämmschichten versehen ist.The invention is therefore based on the object of providing a method for Manufacture of hollow bodies with multilayer walls to create, with at least consist of two layers of fiber-reinforced synthetic resin, which are produced in a winding process will. The method should make it possible to use additional Materials and ancillary work at a workplace also produce such hollow bodies, their walls with additional stiffening elements and / or thermal insulation layers is provided.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern, wobei man kunstharzgetränkte Faserstränge auf einen als Innenform dienenden Wickelkern wickelt und den Hohlkörper nach genügendem Aushärten des Kunstharz es von dem Wickelkern abnimmt.To solve this problem, the invention is based on a method for the production of hollow bodies, whereby one impregnated with synthetic resin Fiber strands winds on a winding core serving as an inner mold and the hollow body after sufficient Curing of the resin removes it from the hub.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein solches Verfahren folgende Merkmale aufweist: a) Man wickelt zunächst eine Schicht aus kunstharzdurchtränkten Fasersträngen, die nicht so dick sein muß, daß sie die notwendige Formstabilität und Festigkeit des fertigen Hohlkörpers aufweist, b) bevor das Kunstharz dieser Schicht zu gelieren beginnt, fixiert man darauf in Längsrichtung des Wickelkerns Versteifungselemente, beispielsweise Rohre oder rinnenartige Profile, c) hierauf wickeltman die Außenschicht aus kunstharzdurchtränkten Fasersträngen und läßt das Kunstharz erhärten.The object is achieved according to the invention in that a Such a method has the following features: a) First, a layer is wound made of synthetic resin-impregnated fiber strands, which need not be so thick that they has the necessary dimensional stability and strength of the finished hollow body, b) before the synthetic resin of this layer begins to gel, one fixes on it in the longitudinal direction of the winding core stiffening elements, for example pipes or channel-like profiles, c) The outer layer is then wound from synthetic resin-impregnated fiber strands and lets the resin harden.

Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man zur Herstellung eines Hohlkörpers mit stark wärmedämmenden Wänden vor dem Abtrennen vom Wickelkern die zwischen der Innenschicht und der Außenschicht gebildeten Hohlräume sowie gegebenenfalls auch die Hohlräume in den Versteifungselementen in an sich bekannter Weise ausschäumt.Another feature of the method according to the invention is that that to produce a hollow body with highly insulating walls before Separating from the winding core those formed between the inner layer and the outer layer Cavities and possibly also the cavities in the stiffening elements in foams in a known manner.

Die Anwendungsbereiche von Gegenständen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind, sind außerordentlich mannigfaltig. In der Zeichnung sind einige Beispiele dargestellt.The areas of application of objects according to the invention Processes are produced are extraordinarily diverse. In the drawing some examples are shown.

Es zeigen: Fig. 1 die Stirnansicht von einem Vorformling für einen beispielsweise als Wochenendhaus verwendbaren Wohnraum, Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Behälter mit starker Wärmedämmschicht und hoher Festigkeit und Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Vorformling für die Herstellung eines Schwimmbeckens oder dergleichen Schalenkörper mit versteiftem Rand.The figures show: FIG. 1 the front view of a preform for a e.g. living space that can be used as a weekend house, Fig. 2 a Cross-section through a container with a strong thermal insulation layer and high strength and FIG. 3 shows a cross section through a preform for the production of a swimming pool or the like shell body with a stiffened edge.

Bei dem als Wohnraum zu verwendenden Hohlkörper gem. Fig. 1 ist die Innenschicht 1 aus kunstharzdurchtränkten Fasersträngen auf einen Wickelkern mit rechteckigem Querschnitt und abgerundeten Kanten gewickelt. Die Versteifungselemente 2, die gleichzeitig auch als Distanzleisten für die darüber anzulegende Außenschicht 3 dienen, sind aus im GFK-Wickelverfahren hergestellten Rohrkörpern durch Auftrennen derselben gewonnen worden.In the case of the hollow body to be used as living space according to FIG Inner layer 1 made of synthetic resin-impregnated fiber strands on a winding core with rectangular cross-section and rounded edges. The stiffening elements 2, which also act as spacer strips for the outer layer to be placed on top 3 are made of pipe bodies produced in the GRP winding process by cutting the same has been won.

Durch Aufschäumen der Hohlräume 4 zwischen der Innenschicht 1 und der Außenschicht 3 erhält die Wand eine hohe Wärmedämmfähigkeit. Dieses Ausschäumen geschieht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren schon, wenn sich die ganze Wicklung noch auf dem Wickelkern befindet. Die bei der Ausdehnung des Schaummaterials auftretenden Kräfte werden auf der Innenseite im wesentlichen vom Wickelkern aufgenommen. Eine Ausbauchung nach außen wird dadurch verhindert, daß die Außenschicht 3 mit hoher Spannung auf den Versteifungselementen 2 liegt und infolge der Zugspannung nicht nach außen nachgeben kann.By foaming the cavities 4 between the inner layer 1 and the outer layer 3, the wall receives a high thermal insulation capacity. This foaming happens according to the method according to the invention when the entire winding is still on the winding core. The ones that occur when the foam material expands Forces are essentially absorbed on the inside by the winding core. One Outward bulging is prevented by the fact that the outer layer 3 has a high Stress on the stiffening elements 2 is and not due to the tensile stress can give in to the outside world.

Die Hohlräume 5 innerhalb der Versteifungselemente 2 können für die Unterbringung von Versorgungsleitungen und/oder für die Belüftung des Wohn- oder dergleichen -raumes dienen. Sie können jedoch ebenfalls ausgeschäumt werden.The cavities 5 within the stiffening elements 2 can be used for Accommodation of supply lines and / or for ventilation of the living or the same room serve. However, they can also be filled with foam.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielte Schichtstoffwandung weist eine außerordentlich hohe Festigkeit, insbesondere Formstabilität, auf.The laminate wall achieved by the method according to the invention has an extremely high strength, in particular dimensional stability.

Da naß in naß gearbeitet wird, ist eine feste Verbindung der Innenschicht 1 mit der Außenschicht 3 unter Einbeziehung der Versteifungselemente 2 gewährleistet. Bei dieser Festigkeit kann das Raumgewicht des in die Hohlräume 4 und 5 eingegossenen Schaumes extrem niedrig gehalten werden, wodurch wiederum der größtmögliche Wärmedämmwert erzielt wird.Since you work wet on wet, the inner layer is firmly bonded 1 with the outer layer 3 with the inclusion of the stiffening elements 2 guaranteed. With this strength, the density of the cast in the cavities 4 and 5 can Foam can be kept extremely low, which in turn results in the greatest possible thermal insulation value is achieved.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen nicht nur darin, daß qualitativ sehr hochwertige Erzeugnisse hergestellt werden können. Es stellt auch in verfahrens technischer Hinsicht gegenüber den bekannten Verfahren zum Herstellen solcher Hohlkörper mit mehrschichtigen Wänden eine erhebliche Verbesserung dar: Alle Arbeitsgänge werden am selben Arbeitsplatz mit einem geringstmöglichen Aufwand an Zusatzmitteln und Nebenarbeiten ausgeführt.The advantages of the method according to the invention are not only that very high quality products can be produced. It puts also from a procedural point of view compared to the known manufacturing processes Such hollow bodies with multilayer walls represent a considerable improvement: All operations are in the same workplace with the least possible effort carried out on admixtures and ancillary work.

In Fig. 2 ist ein nach dem gleichen Verfahren hergestellter zylindrischer Behälter mit hoher Druckfestigkeit und in hohem Maße wärmedämmenden Wänden dargestellt. Zwischen der Innenschicht 6 und der Außenschicht 7 sind Vierkantrohre 8 eingesetzt, die hier die Aufgabe als Distanzhalter für die Außenschicht 7 haben. Diese Rohre 8 sind ebenso wie Hohlräume 9 zwischen der Innenschicht 6 und der Außenschicht 7 ausgeschäumt.In Fig. 2 is a manufactured by the same process cylindrical Containers with high pressure resistance and highly insulating walls are shown. Square tubes 8 are inserted between the inner layer 6 and the outer layer 7, which have the task as spacers for the outer layer 7 here. These pipes 8, like cavities 9, are between the inner layer 6 and the outer layer 7 foamed.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Vorformling für die Herstellung eines Schwimmbeckens oder dergleichen Schalenkörper, der ebenfalls über einen Wickelkern mit viereckigem Querschnitt gewikkelt ist, sind zwischen der Innenschicht 10 und der Außenschicht 11 nur zwei Versteifungselemente 12 diametral einander gegenüberliegend angeordnet. Der Vorformling wird zur Herstellung der fertigen Schalenkörper entlang der Mitte der Versteifungselemente 12 aufgetrennt. Bei diesem Beispiel werden die Versteifungselemente jeweils von der Hälfte eines in Längsrichtung aufgetrennten Rohres gebildet. Zur Herstellung der Schalenkörper wird der Vorformling entlang der Mitte der Versteifungselemente 12 aufgetrennt. Dadurch erhält jeder Schalenkörper eine feste Randversteifung und eine nach oben offene Rinne, wie sie nach den neusten Erkenntnissen im Schwimmbeckenbau erwünscht ist. Anstelle der in Fig. 3 dargestellten Versteifungselemente können jeweils auch zwei nebeneinander liegende Vierkantrohre, wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 dargestellt, eingesetzt werden. Der Vorformling ist dann entlang einer Linie zwischen den Versteifungselementen aufzutrennen, so daß keine Rinne oder freisteliender Rand entsteht.In the preform shown in Fig. 3 for the production of a Swimming pool or the like shell body, which also above a winding core with a square cross-section is wound between the inner layer 10 and the outer layer 11 only two stiffening elements 12 diametrically opposite one another arranged. The preform is used to manufacture the finished shell body along the center of the stiffening elements 12 separated. In this example, the Stiffening elements each separated by half of one in the longitudinal direction Formed pipe. To produce the shell body, the preform is along the center of the stiffening elements 12 separated. This gives each shell body a fixed edge stiffener and an upwardly open gutter, as they are according to the latest Knowledge in swimming pool construction is desirable. Instead of the one shown in FIG Stiffening elements can also be two adjacent square tubes, as shown in the exemplary embodiment in FIG. 2. The preform must then be separated along a line between the stiffening elements, see above that there is no channel or exposed edge.

Claims

PATENT CLAIMS

Process for the production of hollow bodies with multilayer walls, with synthetic resin-soaked fiber strands on a winding core serving as an inner mold wrapped and the hollow body after sufficient curing of the synthetic resin it from the The winding core is removed by drawing a) first a Layer of synthetic resin-soaked fiber strands, which does not have to be so thick, that it has the necessary dimensional stability and strength of the hollow body, b) before the synthetic resin of this layer begins to gel, then in the longitudinal direction of the winding core stiffening elements, for example pipes or channel-like profiles, fixed and c) the outer layer is then wound from synthetic resin-soaked fiber strands, lets the whole harden and takes off from the winding core.

2. The method according to claim 1, characterized in that one is used for Manufacture of a hollow body with highly insulating walls before separation from the winding core, the cavities formed between the inner layer and the outer layer and optionally also the cavities in the stiffening elements per se; known way from foams.