DE2404043A1 - Kunststoffbehaelter und verfahren zum herstellen desselben - Google Patents

Description

• Kunststoffbehälter und Verfahren zum Herstellen desselben Die Erfindung betrifft einen Kunststoffbehälter, dessen Wandung den Behälterhohlraum bis auf ein Loch allseitig umschließt und durch Füllkörper armiert ist, insbesondere zur Aufbewahrung von brennbaren und/oder Grundwasser gefillrclenden Flüssigkeiten.
• Es sind Behälter in Kugelform bekannt, bei denen die Wandung durch endlose Glasfasern armiert sind, die in Strangen um c#eii Behälter verlaufen. Beim Herstellen dieser Behälter werden mit endlosen Glasfasern versetzte Kunststoffstränge in noch plastischem Zustand um eine aus Gummi und/oder Kunststoff bestehende aufgeblasene oder um eine aus einzelnen Segmenten zusammengesetzte Form gewickelt. Sobald die Wandung auf der Form hart geworden ist, wird diese durch Herauslassen der Druckluft im Falle einer aufgeblasenen Form bzw. nach Zerlegung derselben in ihre Segmente bei einer zusammengesetzten Form durch das Loch in der Wandung des Kunststoffbehalters herausgezogen Diese bekannten Kunststoffbehälter sind verhältnismäßig teuer, weil die zum Herstellen derselben erforderlichen \7ickelmaschinen sehr teuer sind. Außerdem hat die Wandung dieser bekannten Kunststoffbehälter je nach der Beanspruchungsrichtung sehr verschiedene Festigkeitswerte. Dies wirkt sich sehr unvorteilhaft aus, weil bei einem Kunststoffbehälter, der einen konvexen Behälter, z.B. eine Kugel, bildet, Innen- oder Außendruckbeanspruchungen sich in allen Richtungen gleich stark auswirken.
• Durch das Wickelverfahren wird eine Wandung geschaffen, bei der verschieden gerichtete Schnitte, z.B. ein Schnitt, der im rechten Winkel und ein Schnitt, der parallel zu den Fasern eines Stranges verläuft, verschiedene Verteilungen der Füllkcrper enthalten, woraus sich auch die oben genannten verschiedenen, von der Beanspruchungsrichtung abhängigen Festigkeitswerte ergeben.
• Weiterhin sind Kunststoffbehälter der eingangs genannten Art bekannt, bei denen ein zylindrischer Behälter innerhalb einer Außenform im Schleuderverfahren hergestellt wird, die um die Zylinderachse gedreht wird. Nach dem Erhärten des so gebildet ten zylindrischen, an beiden Enden offenen Behälters werden diese beiden öffnungen durch nachträgliches Verbinden mit gewölbten Böden verschlossen. Diese Böden müssen gesondert vom zYlindrischen Teil des Behälters hergestellt werden.
• Dieses gesonderte Herstellen des zylindrischen Wandungsteils und der gewölbten Böden und das nachträgliche Verbinden dieser Teile miteinander ist mit einem verhältnismäßig großen Arbeitsaufwand verbunden, so daß die Behälter dieser Art verhältnismäßig teuer sind. Auch bilden die Verbindungsstellen zwischen dem zylindrischen Teil und den gewölbten Böden Reißlinien, längs denen der Behälter aufreißen kann, was bei der Lagerung von brennbaren und/oder wassergefährdenden Flüssigkeiten äußerst gefährlich ist.
• Der Erfindung liegt die Ausgabe zu Grunde, einen Kunststoffbehälter zu schaffen, dessen Wandung in allen Belastungsrichtungen eine gleichbleibende Festigkeit aufweist und der verhältnismäßig einfach herstellbar ist.
• Diese Aufgabe ist bei einem Kunststoffbehälter der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Füllkörper Partikel vorgesehen sind, deren größte Abmessung sich nur über einen Bruchteil der Wandungsfläche des Behälters erstreckt, und daß in allen Schnitten die Partikel gleichmäßig verteilt sind.
• Hierbei können als Füllkörper Stapelfasern, vorzugsweise kurzgeschnittene oder geschnitzelte Glasfasern, Quarzsand, Mikrokugeln od.dgl., vorgesehen sein.
• Dadurch, daß als Füllkörper Partikel verwendet werden, wird erreicht, daß diese Partikel in der Wandung des Behälters gleichmäßig verteilt und, falls sie langgestreckt sind, in allen Richtungen verlaufend in der Behälterwandung angeordnet sein können. Bei der Verwendung von langgestreckten Partikeln, z.B. von Stapelfasern als Füllkörper, wird hierbei eine für alle Belastungsrichtungen gleichbleibende Zugfestigkeit erreicht. Bei der Verwendung von sich in allen Richtungen im wesentlichen gleich weit erstreckenden Partikeln, z.B. von Körnern von Quarzsand, von Mikrokugeln od.dgl., wird erreicht, daß die Druckfestigkeit und die Beulfestigkeit der Wandung in allen Richtungen gleichmäßig verstärkt wird. Die Behälterwand kann auch sowohl langgestreckte und nicht langgestreckte Partikel in jedem beliebigen Mischungsverhältnis enthalten.
• Der erfindungsgemäße Kunststoffbehälter kann als konvexer Körper, vorzugsweise als Kugel, Ellipsoid od.dgl., oder als Faß mit vorzugsweise zylindrischer Wandung ausgebildet sein, dessen beide Enden durch gewölbte Böden geschlossen sind.
• Die Erfindung bezieht sich auch auf zwei Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Behälters.
• -Das eine erfindungsgemäße Verfahren geht von dem bekannten Verfahren aus, bei dem der Kunststoff im plastischen Zustand in das Innere einer Schleuderform eingebracht und diese um eine Achse gedreht wird. Nach diesem bekannten Verfahren können nur zylindrische, an beiden Enden offene Behälter hergestellt werden. Die beiden Endöffnungen dieser zylindrischen Behälter werden dann durch gewölbte Böden verschlossen, was die oben geschilderten bekannten Behälter mit den dort angegebenen Nachteilen ergibt.
• Die Erfindung besteht darin, daß eine in mindestens zwei Schalen zerlegbare Schleuderform verwendet wird, die gleichzeitig mit der Drehung um die eine Achse um eine zweite Achse gedreht wird, die mit der ersten Achse einen Winkel von vorzugsweise 900 bildet. Dadurch wird erreicht, daß im Schleuderverfahren ein Behälter in jeder beliebigen Form hergestellt werden kann, dessen Wandung kontinuierlich zusammenhängend ist und die in jedem beliebigen Schnitt die gleiche Verteilung von Füllkörper-Partikeln enthält, da diese willkürlich und doch gleichmäßig über die ganze Wandung verteilt sind. Dieses Herstellungsverfahren macht es sicher, daß keine Retlinien entstehen, längs denen der Behälter aufbrechen könnte.
• Das andere erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Behälters geht von dem bekannten Verfahren aus, bei dem eine aufblasbare oder in Segmente zerlegbare -Innenform verwendet wird. Beim bekannten Verfahren wird diese Innenform mit Kunststoff strängen umwickelt, die mit Endlosfasern verstärkt sind.
• Um die oben geschilderten Nachteile dieses bekannten Verfahrens zu vermeiden und einen erfindungsgemäßen Behälter schaffen zu können, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der noch plastische, mit Füllkörper-Partikeln versetzte Kunststoff im Spritzverfahren auf die Innenform aufgespritzt wird.
• Dadurch wird erreicht, daß die Wandung des Behälters in gleichmäßiger und willkürlicher Verteilung die im aufsespritzten Kunststoff enthaltenen Füllkörperpartikel so enthält, daß in jedem beliebigen Schnitt die gleiche Verteilung der Füllkörper-Partikel enthalten ist.
• Vorzugsweise werden hierbei als Füllkörper-Partikel kurzgeschnittene Glasfasern oder Glasfaserschnitzel verwendet.
• Es ist bekannt, kurzgeschnittene Glasfasern im sogenannten Faser-Harz-Spritzverfahren zum Herstellen großflächiger Kunststoffteile mit Glasfaserverstärkung zu verwenden' (siehe Lueger, Lexikon der Technik, 4. Auflage, Band 8, Seite 220).
• Es ist jedoch nicht bekannt, dieses bekannte Verfahren in Verbindung mit einer aufblasbaren oder in Segmente zerlegbaren Innenform zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Behälters zu benutzen.
• Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 und 2 einen Diametral- bzw. Axialschnitt eines kugelförmigen bzw. zylindrischen erfindungsgemäßen Behälters; Fig. 3 eine schematisch vereinfachte Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen des Behälters nach Fig. 1 im Faser-Harz-Spritzverfahren; Fig. 4 eine schematisch vereinfachte Darstellung einer Vorrichtung zum Herstellen des Behälters nach Fig. 1 im Schleuderverfahren.
• In den Fig. 1 und 2 sind ein kugelförmiger bzw. ein zylindrischer Behälter 1 bzw. 2 dargestellt, die mit einem Mannloch 3 versehen sind und in deren Wandungen 4 als Füllkörper kurzgeschnittene Glasfasern enthalten sind, die gleichmäßig verteilt sind und sich willkürlich in allen Richtungen erstrecken, so daß sie in allen Schnitten gleichmäßig verteilt sind.
• Dadurch unterscheidet sich der Behälter 1 nach Fig. 1 von dem bekannten kugelförmigen Behälter, bei dem die Wandung durch Aufwickeln von Kunststoffsträngen mit in diesen parallel zueinander verlaufenden endlosen Glasfasern gebildet ist. Wird dort nämlich längs einer Glasfaser ein Schnitt hergestellt, dann ist die Verteilung der Glasfasern in diesem Schnitt grundsätzlich von der Verteilung der Glasfasern in einem anderen Schnitt, der mit dieser Glasfaser einen Winkel bildet, verschieden.
• Auch der in Fig. 2 dargestellte Behälter 2 unterscheidet sich grundsätzlich von den bekannten zylindrischen Behältern, bei denen der zylindrische Teil im Schleudergußverfahren hergestellt und anschließend mit gewölbten Böden verbunden wird.
• Wird nämlich der erfindungsgemäße Behälter nach Fig. 2 an der Übergangs stelle zwischen dem zylindrischen Teil 5 und den Boden 6 längs einer Ebene 7 geschnitten, dann ergibt sich in dieser Schnittebene die gleiche Verteilung wie an jeder beliebigen anderen Stelle des Behälters, weil hier die durch kurzgeschnittene Glasfasern gebildeten Partikel überall, also auch an der übergangsstelle zwischen den Böden 6 und dem zylindrischen Teil 5, in gleicher Weise gleichmäßig verteilt sind.
• Bei dem entsprechenden bekannten Behälter dagegen wird die Verteilung der Füllkörper im Schnitt an der Verbindungsstelle zwischen dem zylindrischen Teil und den Böden sich grundsätzlich von Schnitten an anderen Stellen unterscheiden.
• Die beiden in den Fig. 1 und 2 dargestellten Behälter, vorzugsweise aber der Behälter 1 nach Fig. 1, können mit der in Fig.3 dargestellten Vorrichtung im Faser-Harz-Spritzverfahren hergestellt werden. Die Fig. 3 zeigt einen Arm 11 der Vorrichtung, der mit einer Düse 12 versehen ist, an der eine kugelförmig aufblasbare Form 13 aus Gummi oder Kunststoff hängt. Die Form 13 wird mittels der durch den Arm 11 und die Düse 12 zugeführten Druckluft auf die gewünschte Größe aufgeblasen. Mit einer Spritzpistole 14 wird ein flüssiger Kunststoffstrahl 15, in dem kurzgeschnittene Glasfasern enthalten sind, auf die Oberflache der Form 13 in bekannter Weise aufgespritzt. Dort, wo sich der Körper der Düse 12 befindet, bleibt das in Fig. 1 dargestellte Loch 3, das bei größeren kugelförmigen Behältern als Mannloch dienen kann.
• Nach dem Erhärten des Kunststoffes wird die Druckluft aus der Form 13 herausgelassen und durch das Loch 3 aus dem nun erhrteten Behälter 1 herausgezogen.
• Die in Fig. 3 dargestellte Form 13 kann auch aus festen Segmenten gebildet sein, die nach dem Aufspritzen und Erhärten des Behälters 2 in die einzelnen Segmente zerlegt wird, die dann durch das Loch 1 herausgenommen werden.
• Anstelle eines kugelförmigen Behälters kann, je nach der Ausbildung dieser aufgeblasenen oder zerlegbaren Form, ein Behälter beliebiger Form hergestellt werden. Um einen nicht kug;elförmigen Behälter mittels einer aufblasbaren Form herzustellen, empfiehlt es sich, einen nicht dehnbaren Kunststoff zur Herstellung der Form 13 zu verwenden.
• In Fig. 4 ist eine Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters im Schleuderverfahren dargestellt. Diese Vorrichtung weist eine kardanisch um zwei Achsen 21 und 22 drehbar gelagerte Schleuderform 23 auf, in deren Inneres durch eine verschließbare Öffnung 24 ein mit Füllstoff-Partikeln versetzter flüssiger Kunststoff eingeführt werden kann.
• Die Schleuderform 23 ist in zwei gleiche Halbschalen zerlegbar und um die Achse 22 drehbar in einem Rahmen 25 gelagert, der um die Achse 21 drehbar gelagert ist. Zum Drehen des Rahmens 25 um seine Achse 21 ist ein Motor 26 vorgesehen Zum Drehen der Schleuderform 23 um die Achse 22 ist ein Motor 27 vorgesehen, der über ein Kegelradgetriebe 28 mit der Schleuderform 23 verbunden ist. Durch entsprechende Einstellung der Drehgeschwindigkeit der Motoren 26 und 27 kann erreicht werden, daß die Schleuder form 23 sich mit gleicher oder mit verschiedenen Drehgeschwin#-digkeiten um die Achsen 21 und 22 dreht. Dadurch kann beim Schleudern sowohl die Schwerkraft als auch eine von der kugelförmigen Form 23 abweichende Form berücksichtigt werden.
• Wird nun der mit festen Partikeln versetzte Kunststoff in die Schleuderform 23 durch die Öffnung 24 eingebracht, dann wird er durch die Drehung der Schleuderform 23 um die beiden Achsen 21 und 22 gleichmäßig auf der Innenwand der Schleuderform 23 verteilt und erhärtet dort, bis sich ein Behälter gebildet hat. Dann werden die beiden Schalen auseinandergenommen und der. neu gebildete Behälter herausgenommen. Zur Bildung des Loches 3 kann in der Schleuderform 23 ein entsprechender Innenvorsprung vorgesehen sein.
• Anstelle des Motors 27 kann für den Antrieb der Schleuderform 23 um die Achse 22 ein am Rahmen 25 angeflanschter, in Fig. 4 strichpunktiert angedeuteter Elektromotor 29 vorgesehen sein, dem der Strom in bekannter Weise über -Schleifringe zuführbar ist.
• Aus der obigen Beschreibung der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Vorrichtung zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Kunststoffbehälters geht hervor, daß die Form nicht nur, wie einfachheitshalber in den Fig. 3 und 4 dargestellt, kugelförmig, sondern auch jede beliebige andere Form haben kann. Zum Herstellen von Kunststoffbehältern in der Form eines konvexen Körpers, z.B. einer Kugel, eines Ellipsoids od.dgl., ist insbesondere das Schleuderverfahren geeignet. Das Spritzverfahren ist im gleichen Maße für die Herstellung von ganz beliebig geformten Behältern anwendbar.

Claims (7)

Patentansprüche

1) Kunststoffbehälter, dessen Wandung den Behälterhohlraum bis auf ein Loch allseitig umschließt und durch Füllkörper armiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllkörper Partikel vorgesehen sind, deren größte Abmessung sich nur über einen Bruchteil der Wandungsfläche des Behälters (1,2) erstreckt, und daß in allen Schnitten die Partikel gleichmäßig verteilt sind.

2) Kunststoffbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllkörper Stapelfasern, vorzugsweise kurzgeschnittene Glasfasern, vorgesehe-n# sind.

3) Kunststoffbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllkörper Quarzsand, Mikrokugeln od.dgl.

vorgesehen sind.

4) Kunststoffbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er als konvexer Körper, vorzugsweise als Kugel, Ellipsoid od.dgl.,. ausgebildet ist.

5) Kunststoffbehälter nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er als Faß, vorzugsweise mit zylindrischer Wandung (5), ausgebildet ist, dessen beide Enden durch gewölbte Böden (6) geschlossen sind.

6) Verfahren zum Herstellen eines Behälters nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Kunststoff im plastischen Zustand in das Innere einer Schleuderform eingebracht und# diese um eine Achse gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine in mindestens zwei Schalen zerlegbare Schleuderform verwendet wird, die gleichzeitig mit der Drehung um die eine Achse um eine zweite Achse gedreht wird, die mit der ersten Achse einen Winkel von vorzugsweise 900 bildet.

7) Verfahren zum Herstellen eines Behälters nach einem der Ansprüche 1 bis 5, unter Verwendung einer aufblasbaren oder in Segmente zerlegbaren Innenform, dadurch gekennzeichnet, daß der noch plastische, mit Füllkörper-Partikeln versetzte Kunststoff im Spritzverfahren auf die Innenform aufgespritzt wird.

L e e r s e i t e