DE2437805A1 - PROCESS AND EQUIPMENT FOR THE MANUFACTURE OF GLASS FIBER REINFORCED PLASTIC HOLLOW BODIES - Google Patents
PROCESS AND EQUIPMENT FOR THE MANUFACTURE OF GLASS FIBER REINFORCED PLASTIC HOLLOW BODIESInfo
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Description
PatentanwaltPatent attorney
üf. Ing. C. HandzIKüf. Ing.C. HandzIK
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Schwab, nerweg 4Schwab, Nerweg 4
Hasler .itückfärberei AG· BaselHasler .itückfärberei AG · Basel
Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von glasfaserarmierten Kunststoff - HohlkörpernProcess and device for the production of glass fiber reinforced plastic hollow bodies
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von glasfaserarmierten, rotationssymmetrischen Kunststoff-Hohlkörpern mit einerends angeordneter Verbindungsmuffe.The present invention relates to a method and a device for the production of glass fiber reinforced, rotationally symmetrical Plastic hollow bodies with a connecting sleeve arranged at one end.
Es ist bekannt, den zylindrischen Mantel eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers, z.B. eines Rohres oder Behälterteils, nach dem ,'Jchleudergussverfahren herzustellen und nachträglich mit einer getrennt hergestellten ebenfalls aus glasfaserarmiertem Kunststoff bestehenden Verbindungsmuffe zu versehen. Abgesehen davon, dass dieses Herstellungsverfahren drei völlig getrennte Arbeitsoperationen bedingt, nämlich das Herstellen des zylindrischen Rohr- bzw. BehältermanteLs, das Herstellen der Muffe und das Verbinden dieser beiden Elemente, und damit recht aufwendig ist, wird auch bei einwandfreier Durchführung keine homogene Verbindung zwischen Rohr- bzw. Behaltermantel und Muffe erzielt. Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile? zu diesem Zweck ist das erfindungsgemässe Verfahren dadurch ge-It is known, the cylindrical jacket of a rotationally symmetrical Hollow bodies, e.g. a pipe or part of a container, can be manufactured using the centrifugal casting process and subsequently with a separately manufactured one as well fiberglass-reinforced plastic existing connection sleeve to provide. Apart from the fact that this manufacturing process requires three completely separate work operations, namely the production of the cylindrical pipe or container shell, the production of the sleeve and the connection of these two elements, and thus quite expensive, is no homogeneous connection between the pipe or container jacket and the socket is achieved even if it is carried out correctly. The present invention avoids these disadvantages? for this purpose, the method according to the invention is thereby
23. 7. 1974 / Vo. A 234423. 7. 1974 / Vo. A 2344
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kennzeichnet, daaβ Mantel und Muffe durch Einbringen des zu ihrer Bildung notwendigen Kunststoffs in eine rotierende Schleuderform im gleichen Arbeitsgang als Einheit hergestellt werden. Dabei kann so vorgegangen werden, dass während einer ersten Phase der zur Bildung der Muffe dienende ;Kunststoff in die Form eingebracht und unmittelbar anschliessend, und zwar vor dem Beginn des Aushärtena des Muffenkunststoffs, der zur Bildung des Mantels dienende Kunststoff in die kontinuierlich rotierende Form eingebracht wird. Es ist aber auch möglich, den Kunststoff laufend auf beide Abschnitte verteilt einzubringen und damit beide Abschnitte gleichzeitig schichtweise bis zur vollen Wandstärke aufzubauen* das Aushärten beider Abschnitte erfolgt in beiden Fällen gleichzeitig. Das zur Armierung beider Abschnitte notwendige Grlas kann ganas oder teilweise vor oder während dem Einbringen des Kunststoffs in den bzw. die betreffenden Formabschnitte eingeführt werden; im ersten Fall geschieht dies zweckmäusig in Form einer Glasmatte, im zweiten Fall durch kontinuierliches Zuführen einzelner Fasers tiicke, indicates that a β jacket and sleeve are produced as a unit by introducing the plastic necessary for their formation into a rotating centrifugal mold in the same operation. The procedure can be that during a first phase the plastic used to form the sleeve is introduced into the mold and immediately afterwards, namely before the start of the hardening of the sleeve plastic, the plastic used to form the shell is introduced into the continuously rotating mold will. However, it is also possible to distribute the plastic continuously over both sections and thus build up both sections in layers up to the full wall thickness at the same time * the curing of both sections takes place simultaneously in both cases. The glass necessary to reinforce both sections can be introduced in whole or in part before or during the introduction of the plastic into the relevant mold section (s); in the first case this is done conveniently in the form of a glass mat, in the second case by continuously feeding in individual pieces of fiber,
Dieses neue Verfahren bringt nicht nur den Vorteil, dass alle Herstellungsschritte in einem Arbeitsgang und damit auch am gleichen Arbeitsort durchgeführt werden können, sondern ergibt, dank dem gleichzeitigen Aushärten des gesaraten Kunststoffs, einen absolut homogenen Kunststoffkörper.This new process not only brings the benefit of everyone Manufacturing steps can be carried out in one operation and thus also at the same place of work, but results, thanks to the simultaneous hardening of the entire plastic, an absolutely homogeneous plastic body.
Die ebenfalls Erfindungsgegenstand bildende Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass eine liegend angeordnete, rotierend antreibbare Hohlform, der ein von einer Offenseite der Form her in diese eLnführbarer und darin achsparallel hin- und herbewe^barer Materialverteilkopf zugeordnet iat, an der genannten Offenseite eine innere Erweiterung aufweist, in welche mit radialen Abstand ein koaxiaLer, an der Form abnehmbar fixiertem Einsatzring hineinragt, der mit dem erweiterten Formendteil einen nach aussen abgeschlossenen ringförmigen Muffenhohlraum begrenzt. Der als innenform für die Muffe dienende Einaatz-The device also forming the subject of the invention for Implementation of this method is characterized in that a horizontally arranged, rotating drivable hollow mold, the one that can be introduced into the mold from an open side and in it axially parallel reciprocating material distribution head assigned iat, has an inner extension on said open side, in which with radial Distance a coaxial insert ring that is detachably fixed to the mold protrudes, which with the enlarged mold end part has an outwardly closed annular socket cavity limited. The insert that serves as the inner mold for the socket
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ring gestattet es, das bei Muffen gewünschte innere Stufenprofil zu erzeugen, wobei der flüssig eingebrechte Kunststoff bei rotierender Form dank der vorgesehenen Erweiterung ohne weiteres in den Muffenformhohlraum eindringt. Der Einsatzring wird vor dem Einbringen des Kunststoffs bzw· der Glasfaserstücke an der stillstehenden Form montiert und erst nach Aushärten des als Einheit in einem Arbeitsgang hergestellten Hohlkörpers wieder abgenommen, wonach das Ausformen ohne weiteres möglich ist. Zweckmässig ist für die Materialabgabe (Kunststoff, Glasfaserstücke und evtl. weitere Füllstoffe wie Sand etc.) und die Bewegung des MaterialfUhrkopfes eine Programmsteuerung vorgesehen.ring makes it possible to create the inner step profile required for sleeves, whereby the liquid plastic that has penetrated into it easily penetrates into the socket mold cavity when the mold is rotating, thanks to the expansion provided. The insert ring before the plastic or the pieces of glass fiber are introduced mounted on the stationary mold and only produced as a unit in a single operation after it has hardened Hollow body removed again, after which the molding is easily possible. It is useful for material delivery (Plastic, pieces of glass fiber and possibly other fillers such as sand etc.) and the movement of the material feed head is controlled by a program intended.
An Hand der beiliegenden Zeichnung, die schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung zeigt, ist im folgenden das Verfahren nach der Erfindung beispielsweise erläutert.With reference to the accompanying drawing, which schematically shows an embodiment the device according to the invention shows, the method according to the invention is for example below explained.
In der Zeichnung zeigt*In the drawing shows *
Fig. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Herstellung von Kunststoffhohlkörpern, undFig. 1 schematically shows an embodiment of a device for the production of plastic hollow bodies, and
Fig. 2 in grösserem Massstab und im Axialschnitt das Formende der Einrichtung mit Einsatzring zur Herstellung der Muffe.Fig. 2 shows the end of the mold on a larger scale and in axial section the device with insert ring for producing the socket.
In Fig. 1 ist eine Einrichtung zur Herstellung von armierten Kunststoffrohren mit horizontaler, rotierend antreibbarer Schleuderform 1 gezeigt, wie sie beispielsweise im Schweizerpatent 438 702 näher erläutert ist. Dabei bedeuten:In Fig. 1 is a device for the production of reinforced plastic pipes with horizontal, rotatably drivable Centrifugal mold 1 is shown as it is explained in more detail in Swiss patent 438 702, for example. Mean:
2 das vordere Formlager,2 the front mold bearing,
3 das hintere auf einer Wippe angeordnete Formlager,3 the rear mold bearing arranged on a rocker,
5 eine Beschickungsvorrichtung, die an einem Träger 6 in Pfeilrichtung a hin- und herverechiebbar und damit durch die5 shows a loading device which is attached to a carrier 6 in FIG Arrow direction a back and forth and thus through the
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vordere Offenseite der Form 1 in diese einführbar aufgehängt ist.front open side of the mold 1 is suspended in this insertable.
9 ist ein ortsfester Vorratsbehälter für den flüssigen Kunststoff, der durch eine flexible leitung 8 zu der mit Verteilkopf 7 versehenen Beschickungsvorrichtung 5 gelangt, die Zuführ weiterer Zuschlagsstoffe, z.B. Sand kann in analoger Weise erfolgen; das zur Armierung verwendete Glas kann beispielsweise bei 4 in Form von Spulen gelagert sein, von wo es z.B. mittels Druckluft zum mit einer Schneidvorrichtung versehenen Verteilkopf 7 gefördert wird. Der Hauptteil χ des Formhohlraums dient der Herstellung des eigentlichen zylindrischen Rohrkörpers oder Mantels, während der radial etwas erweiterte Hohlraum y im vorderen, offenen Formendteil la der Muffenherstellung dient. An einem äusseren Endflansch Ib des Formendteils la ist ein Endflansch 11a eines koaxialen Einsatzringes 11 abnehmbar festgeschraubt. Die Aussenflache des mit radialem Spiel in den Formhohlraum y hineinragenden Einsatzringes 11 ist zweifach abgesetzt, dasheisst auf eine erste konische Ringfläche 12a unmittelbar am Endflansch 11a folgt eine zylindrische Fläche 12b, an die sich eine zweite konische Ringfläche 12c anschliesst, auf die wiederum eine zylindrische Fläche 12d folgt. Das innere Ende des Einsatzringes 11 ist mit einem inneren Endflansch 11b mit konischer Innenfläche lic versehen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, liegt das innere Ende des Einsatzringes 11 im Bereich des inneren Endes des erweiterten Formhohlraumes y, der hier durch eine trompetenartige Verengung in den Haupthohlraum χ übergeht.9 is a stationary storage container for the liquid plastic, which arrives through a flexible line 8 to the feeding device 5 provided with distribution head 7, the feed other aggregates, e.g. sand, can be done in a similar way; the glass used for reinforcement can, for example be stored at 4 in the form of coils, from where it is e.g. by means of compressed air to a cutting device provided distributor head 7 is promoted. The main part χ of the mold cavity is used to produce the actual cylindrical Tubular body or jacket, while the radially somewhat widened cavity y in the front, open end part la serves to manufacture sleeves. On an outer end flange Ib of the end part la is an end flange 11a of a coaxial one Insert ring 11 removably screwed. The outer surface of the insert ring 11 protruding into the mold cavity y with radial play is offset twice, that is to say on one first conical annular surface 12a directly on the end flange 11a is followed by a cylindrical surface 12b, to which a second Conical annular surface 12c adjoins, which in turn is followed by a cylindrical surface 12d. The inner end of the insert ring 11 is provided with an inner end flange 11b with a conical inner surface lic. As can be seen from Fig. 2, lies the inner end of the insert ring 11 in the area of the inner end of the enlarged mold cavity y, which is here by a Trumpet-like narrowing merges into the main cavity χ.
Mit der beschriebenen Einrichtung lässt sich im gleichen Arbeitsgang, in welchem der glasfaserarmierte Hauptkörper des Kunststoffrohres erzeugt wird, auch die einerende an diesem vorzusehende Muffe erzeugen; dabei sind grundsätzlich zwei Arbeitsweisen möglich»With the device described, in the same operation, in which the glass fiber reinforced main body of the plastic pipe is produced, including the one end at this create the sleeve to be provided; basically two ways of working are possible »
Im einen Fall wird in einer ersten Phase (bei rotierender Form) bei in der in Fig. 2 ersichtlichen Position stillste-In one case, in a first phase (with the mold rotating) in the position shown in FIG.
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hender Beschickungsvorrichtung 5 solange Kunststoff zugeführt, bis dieser den ringförmigen Hohlraum y vollständig ausfüllt; dank der radialen Erweiterung dieses Formhohlraumes y gegenüber dem Hauptraum χ erfolgt dieses Füllen unter der Wirkung der Zentrifugalkraft automatisch, wobei zu beachten ist, dass die Innenwand des Hauptraums χ etwa gleichen Radius wie die Aussenflache 12d des Einsatzringes 11 besitzt, so dass tatsächlich der Ringraum y zuerst mit Kunststoff gefüllt wird, bevor sich der Kunststoff weiter in den Haupthohlraum χ hinein ausbreiten kann; in einer bei weiterhin rotierender Form unmittelbar anschliessenden Phase wird die Beschickungsvorrich tung im Haupthohlraum χ hin- und herbewegt, wodurch der Hauptkörper des Rohres aufgebaut wird, bis die gewünschte Wandstärke erreicht ist, was bei einem Innendurchmesser der Fall ist, der etwas kleiner ist als der Aussendurchmesser der Ringfläche 12d. Die zur Armierung erforderliche Glaszugabe kann sowohl in der ersten, der Muffenherstellung dienenden Phase als auch in der zweiten, der Herstellung des Hauptrohrkörpers dienenden Phase, erfolgen. Dabei kann die Glaszugabe in beiden Phasen unterschiedlich gesteuert werden, z.B. so, dass die Muffe aus einem relativ homogenen Glas/Kunststoffgemisch gebildet wird, während der Hauptrohrkörper z.B. aus, durch einen mineralischen Füllstoff wie Sand oder dgl. enthaltende Distanz bzw. Versteifungsschichten, getrennten glasfaserhaltigen Schichten aufgebaut sein kann. Es ist aber auch möglich, die Glasfaserarmierung für die Muffe (und evtl. auch für den Hauptrohrkörper) vor dem Einbringen des Kunststoffs in Form einer Matte oder eines Gewebes in die Form einzulegen. Da sich die beiden Herstellungsphasen unmittelbar folgen, d.h. bevor eine merkbare Aushärtung des Kunststoffs eintritt, bilden Hauptkörper und Muffe nach Fertigstellung·einen bezüglich des Kunststoffs völlig homogenen Körper, der auch keinerlei Kachbearbeitung wie Ausdrehen etc. mehr bedarf. Zum Ausformen des mit der Muffe einstückig gebildeten Rohres wird der Einsatzring 11 abgenommen und das Rohr z.B. mittels einer im Bereich des hinteren Lagers 3 angeordneten Ausstossvorrichtung nach vorn ausgeformt.The current loading device 5 is supplied with plastic until it completely fills the annular cavity y; thanks to the radial expansion of this mold cavity y compared to the main space χ, this filling takes place under the effect the centrifugal force automatically, whereby it should be noted that the inner wall of the main room χ approximately the same radius as the Outer surface 12d of the insert ring 11 has, so that actually the annulus y is first filled with plastic before the plastic moves further into the main cavity χ can spread; in a phase that immediately follows, while the mold continues to rotate, the feed device device is moved back and forth in the main cavity χ, whereby the main body of the pipe is built up to the desired wall thickness is reached, which is the case with an inner diameter which is slightly smaller than the outer diameter of the ring surface 12d. The glass addition required for reinforcement can be used in the first phase, which is used to manufacture the socket as well as in the second phase, which is used to manufacture the main tubular body. The addition of glass can be used in both Phases can be controlled differently, e.g. so that the sleeve is formed from a relatively homogeneous glass / plastic mixture while the main pipe body is made of, for example, distance containing a mineral filler such as sand or the like or stiffening layers, separate glass fiber-containing layers can be built up. But it is also possible that the Glass fiber reinforcement for the socket (and possibly also for the main pipe body) before the plastic is introduced into the mold a mat or fabric into the mold. Since the two manufacturing phases follow each other immediately, i.e. before a noticeable hardening of the plastic occurs, the main body and sleeve form one with respect to one another after completion the completely homogeneous body of the plastic, which no longer requires any processing such as turning, etc. For molding of the pipe formed in one piece with the socket, the insert ring 11 is removed and the pipe is e.g. Area of the rear bearing 3 arranged ejector shaped forward.
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Im zweiten Pail wird das Verfahren einphasig durchgeführt, d.h., die Beschickungsvorrichtung 5 wird von Anfang an unter Zufuhr von Kunststoff (und den jeweils im betreffenden Abschnitt gewünschten Zuschlagstoffen) hin und her bewegt, wobei im Bereich des Uebergangs des Haupthohlraumes χ in den erweiterten Ringhohlraum y zwischen jedem Hin- und Hergang ein kurzer Halt eingeschaltet wird, damit an dieser Stelle die zum Aufbau der Muffe benötigte Kunststoffmenge abgegeben wird. Da der Einlassquerschnitt des Ringhohlraumes y relativ gross ist, wird sich dieser Querschnitt erst dann schliessen, wenn der ganze Ringhohlraum mit Kunststoff gefüllt ist. Auch bei diesem Verfahren, bei welchem die G-lasarmierung vorgängig (als Matte oder Gewebe) oder gleichzeitig mit dem Kunststoff (in Porm kurzer Paserstücke) eingebracht werden kann, erhält man ein homogenes Kunststoffrohr mit Muffe, das keiner Nachbearbeitung mehr bedarf.In the second pail, the procedure is carried out in one phase, that is, the loading device 5 is from the beginning with the supply of plastic (and the respective section in question desired aggregates) moved back and forth, in the area of the transition of the main cavity χ in the enlarged ring cavity y a short stop is switched on between each back and forth so that at this point the amount of plastic required to build the socket is released will. Since the inlet cross-section of the annular cavity y is relatively large, this cross-section will only close when when the entire ring cavity is filled with plastic. This is also the case with this procedure, in which the glass reinforcement is carried out beforehand (as a mat or fabric) or at the same time as the plastic (in Porm short pieces of fiber) can be introduced a homogeneous plastic pipe with a socket that no longer needs reworking.
Es versteht sich, dass bei relativ grosser Wandstärke der Muffe diese auch als Verstärkungsring dienen kann, was besonders dann vorteilhaft ist, wenn zwei oder mehrere solcher mit einstückiger Muffe versehener Rohre zu einem mit entsprechenden Böden versehenen Behälter zusammengesetzt werden. Mit ein und derselben Einrichtung lassen sich in einfacher Weise durch Auswechseln des Einsatzringes Muffen mit anders profilierter Innenseite am Häuptkörper des Rohres anformen. Anstelle der konischen Absetzungen der Muffe können auch Hinterschneidungen, z.B. zum Einsetzen von Dichtungen, erzeugt werden; in diesem Pail ist ein mehrteiliger, aus Segmenten zusammengesetzter Einsatzring erforderlich.It goes without saying that with a relatively large wall thickness Sleeve this can also serve as a reinforcement ring, which is particularly advantageous when two or more of these with one-piece sleeve provided pipes are assembled to form a container provided with appropriate bottoms. With one and the same device can be easily profiled by replacing the insert ring sleeves with different Shape the inside of the main body of the pipe. Instead of the conical steps of the socket, undercuts, e.g. for the insertion of seals, can also be created; in this pail is a multi-part, composed of segments Insert ring required.
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