DE2637683A1

DE2637683A1 - Verfahren zur herstellung von rotationssymetrischen hohlkoerpern

Info

Publication number: DE2637683A1
Application number: DE19762637683
Authority: DE
Inventors: Hans-Erich Wagner
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1976-08-20
Filing date: 1976-08-20
Publication date: 1978-02-23

Description

Verfahren 71lr Herste# lung von rotationssymmetrischen Hohl-
körpern Din Frfitldllng betrifft ein Verfahren zur Herstellung von rotationssymmetrischen Hohlkörpern aus einem chemisch reaktionsfahigen Kunststoffkomponentengemisch, bei dem die-Kunststoffkomponenten in eine Schleudergießform eingebracht ud uacii der chemischen Reaktion der Komponenten der Hohlkörper aus der F#orm entfernt wird.
Im allgemeinen werden Rohre oder Hohlkörper aus Kunststoffen durch Extrudieren hergestellt. So lassen sich beispielsweise Pnlyäthylen, Polyvinylchlorid und andere thermoplastische Kunststoffe ausgezeichnet extrudieren. Es sind aber auch Kunststoffe bekannt, die erst durch Zusammenfügen mehrerer Komponenten durch chemische Reaktion entstehen.
Hierzu gehören beispielsweise Polyamid-Blockpolymerisat, Polyurethan und andere. Diese Kunststoffe werden überwiegend durch Gießen verarbeitet.
Zur Herstellung von rotationssymmetrischen Hohlkörpern aus den letztgenannten Kunststoffen hat sich das Schleuder- gießen als besonders vorteilhaft erwiesen. Bei diesem Verfahren werden die Reaktionskomponenten in der Schlellderform vermischt und aufgrund von Zentrifugallcräften legt sich ein rohrförmiger Kunststoffkörper an die Tnncnwandnng der Schleudergießform. Nach Beendigung der Reaktion wird die umlaufende Schleuderform angehalten und das fertige Werkstück entnommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, Rohic aus Polynmid-Blockpolymerisat, Polyilrethan oder anderen ähnlichen Kunststoffen herzstelllen, welche in ihrem Aufbau eine oder mehrere Verstärkungslagen aufweisen, die die mechanische Festigkeit der Hohlkörper, insbesondere die Biegesteifigkeit und Druckfestigkeit erhiihe.
Diese Aufgabe wird hei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß vor dem Einbringen der Komponen ten in die Schleudergießform konzentr i s ch zur Innenwan<lung zumindest ein hohl zylindrisches oder ähnliches Verstärkungselement befestigt wird, welches mit gleichen und gleichmäßig verteilten Durchbriichen versehen ist, deren Gesamtquerschnitt größer as 40 °,-o ist.
Wenn nach dem Befestigen des Verstärkungselementes innerhalb der Schleudergießform diese angetrieben wird und die Reaktionskomponenten eingefüllt werden, können diese durch die Durchbrüche hindurchtreten, sich an der Innenwandung der Schleudergießform anlagern und bei weiterer Zugabe von Reaktionskomponenten die Verstärkiingslage einbetten. Es entsteht so ein Kunststoffrohr mit einer gleichmäßigen Wanddicke, in die die Verstärkungslage eingebaut ist. Auf diese Weise kann die Biegesteifigkeit und Druckfestigkeit von derartigen hohlzylindrischen Körpern erhöht werden.
Die Sehleudergießform und das Verstärkungselement werden vor dem Einfüllen der Komponenten erwärmt. Dadurch wird der Ablauf der chemischen Reaktion beschleunigt. Als Verstärktingselement wird vorzugsweise ein solches aus Metall verwendet, welches beispielsweise aus einem Metallband hergestellt ist, welches mit Durchbrüchen, beispielsweise durch Stanzen, versehen ist und welches an seinen längsverlaufenden Bandkanten zu einem Rohr verschweißt ist.
Aber auch Verstärkungseinlagen aus Glasfasern, Kohlefasern etc. sind möglich. Um eine konzentrische Lagerung des Verstärkungselementes zur Innenwandung der Schleudergießform zu gewährleisten, werden auf das Verstärkungselement Mittel zum Zentrieren aufgebracht, deren radialer Abstand dem Abstand zwischen dem Verstärkungselement und der Innenwandung der Schleudergießform entspricht. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Zentrierringe zu verwenden, die aus dem gleichen Material wie der hergestellte Hohlkörper bestehen. Eine andere vorteilhafte Lösung besteht darin vor dem Einbringen in das Schleuderrohr auf die Enden des Verstärkungselementes Zentrierringe aufzubringen, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Verstärkungselementes und deren Außendurchmesser den Innendurchmesser des Schleuderrohres entspricht. Diese Zentrierringe bestehen vorteilhafterweise aus Metall. Die Enden mit den Zentrierringen müssen dann von den hergestellten Hohlkörper abgeschnitten werden und können wiederverwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich besonders günstig anwenden, bei der Herstellung von Rohren aus Polyamid-Blockpolymerisat mit einer oder mehreren Verstärkungseinlagen.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die aus einem Schleuderrohr besteht, welches endseitig mit Deckeln verschlossen ist, von denen mindestens einer von dem Schleuderrohr abnehmbar und mit einer Einfüllöffnung für die Komponenten versehen ist.
Beide Deckel weisen Zapfen zum Antrieb und zur Lagerung der Schleudergießform auf. Bei einer derartigen Vorrichtung sollen zwischen der lnnenwandung des Schleuderrohres und dem Verstärkungselement Zentrierringe angeordnet sein.
Zweckmäßigerweise sind die Zentrierringe im endseitigen Bereich des Schleuderrohres angeordnet.
Die Erfindung ist anhand der in den Figuren 1 bis 5 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen Figur 1 einen seitlichen Schnitt durch die Schleudergießform die- Figuren 2 bis 5 Ausschnitte-aus den Wandungen von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten zylindrischen Hohlkörpern Die Schleudergießform 1 besteht aus einem Schleuderrohr 2, welches an seinen Enden mit Deckeln 3 und 4 verschlossen ist. Einer dieser Deckel 3 und 4 ist abnehmbar. An dem Deckel 3 ist ein Wellenzapfen 5 zur Lagerung und zum Antrieb der Schleudergießform angebracht. Das Gegenlager 6 besitzt eine Einfüllöffnung 7 für die Reaktionskomponenten.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet wie folgt: In die Schleudergießform 1, von der der Deckel 4 abgenommen ist, wird eine Verstärkungslage 8, welche aus einem gelochten Metallband zum Rohr geformt wurde, eingeführt. Zur konzentrischen Lagerung der Verstärkungslage 8 innerhalb des Schleuderrohres 2 dienen Zentrierringe 9 und 10, die endseitig auf das Verstärkungselement 8 aufgebracht sind.
Anschließend wird der Deckel #4 auf das Schleuderrohr 2 aufgesetzt und die Schleudergießform auf Verarbeitungs temperatur gebracht. Danach wird die Schleudergießform in Rotation um ihre Längsachse versetzt und die aufgeschmolzenen und erwärmten Reaktionskomponenten, beispielsweise Caprolactam und Additive eingefüllt. Durch die Rotation der Schleudergießform 1 werden die Reaktionskomponenten innig miteinander vermischt und infolge der Zentrifugalkraft an die Innenwandung des Schleuderrohes 2 transportiert, wobei sie durch die Durchbrüche in der Verstärkungseinlage 8 hindurchtreten. Es ist aber auch möglich, die Komponenten vorher zu mischen und in erwärmtem Zustand in die Schleudergießform einzubringen. Um ein über die Länge gesehen gleichmäßig starkes Kunststoffrohr zu erhalten, ist es erforderlich, die Durchtrittsöffnungen im Verstärkungselement gleichmäßig anzuordnen, wobei sie zweckmäßigerweise eine gleiche Form, beispielsweise Kreisform, aufweisen sollten und die Summe aller Durchtrittsöffnungen über 40 % der Gesamtoberfläche des Verstärkungselementes 8 betragen sollte.
Nach der Reaktion der Komponenten, beispielsweise nach 2 -5 Minuten, wird die Schleudergießform 1 angehalten, der Deckel 4 entfernt und das fertige Polyamidrohr 11 mit Verstärkungseiniage 8 entnommen.
#t Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrerskönnen verschiedenartige Hohlkörper hergestellt werden. So zeigt die Figur 2 einen zylindrischen Hohlkörper, bei dem das Verstärkungselement 8 mittig in der Wandung eingelagert ist.
Mit 12 sind die Durchtrittsöffnungen bezeichnet. Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, in dem das Verstärkungselement 8 mehr zur Innenwandung des Kunststoffrohres 11 angeordnet ist. Die Figuren 4 und 5 zeigen Ausführungsbeispiele, in denen die Menge und die Wanddicke des Verstärkung elementes 8 so aufeinander abgestimmt sind, daß die Innenwandung des Verstärkungselementes 8 die Innenwandung des fertigen Werkstückes 11 bildet. Derartige Weritücke können beispielsweise Anwendung finden als Förderrollen, Transportrollen, Tragrollen, Umlenkrollen, Stützrohre etc.
L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n 5 p r ii c h e 1. Verfahren zur Herstellung von rotationssymmetrischen Hohlkörpern aus einem chemisch reaktionsfähigen Kunststoffkomponentengemisch, bei dem die Kunststoffkomponennten in eine Schleudergießform eingebracht und nach der chemischen Reaktion der Komponenten der Hohlkörper aus der Form entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einbringen der Komponenten in die Schleudergießform konzentrisch zur Innenwandung# zumindest ein hohlzylindrisches Vcrstärkungselement befestigt wird, welches mit gleichen und gleichmäßig verteilten Durchbrüchen versehen ist, deren Gesamtquerschnitt größer ist als 40 %.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form und das Verstärkungselement vor dem Einfüllen der Komponenten erwärmt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Verstärkungselemente aus Metall verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einbringen des Verstärkungselementes Mittel zum Zentrieren auf dieses aufgebracht werden, deren radialer Abstand dem Abstand zwischen dem Verstärkungselement und der Innenwandung des Schleuderrohres entspricht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Zentrierringe aus dem gleichen Material wie der Hohlkörper verwendet wesen.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einbringen in das Schleuderrohr auf die Enden des Verstärkungselementes Zentrierringe aufgebracht werden, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Verstärkungselementes und deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Schleuderrohres entspricht.
7. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden zur Herstellung von Rohren aus Polyamid mit einer oder mehreren Verstärkungseinlagen.
8. Anwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verstärkungseinlagen unterschiedlichen Materials und/oder unterschiedichen Gesanitquerschnitts der Durchbrüche vorgesehen sind.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, bestehend aus einem Schleuderrohr, welches endseitig mit Deckeln verschlossen ist, von denen mindestens einer von dem Schleuderrohr abnehmbar und mit einer Einfüllöffnung für die Komponenten versehen und der andere mit Zapfen zum Antrieb und zur Lagerung der Schleudergießform versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenwandung des Schleuderrohres (2) und dem Verstärkungsele ment (8) Zentrierringe (9,10) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet1 daß die Zentrierringe (9,10) im endseitigen Bereich des Schleuderrohres (2) angeordnet sind.