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Maschine zur kontinuierlichen Herstellung
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von rohrförmigen Körpern Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine
zur kontinuierlichen Herstellung von rohrförmigen Körpern, mit einem rotierbaren
Kern, der von einem an eine Antriebseinrichtung angekoppelten rotierbaren Träger
axial verschiebbar getragen wird und aus einem endlosen, schraubenförmig aufgewickelten
Trägerband besteht, das am vorderen Ende des rotierbaren Trägers kontinuierlich
aufgewickelt und am hinteren Ende desselben wieder kontinuierlich abgewickelt und
dem vorderen Ende zugeführt wird, sowie mindestens einer stationären Vorrichtung
zum Auftragen mindestens einer schraubenförmigen Lage aus Kunststoff und Verstärkungsfasern
auf den rotierbaren Kern
zur Bildung des rohrförmigen Körpers.
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Rohrförmige Körper mit aus Glasfasern verstärktem Kunststoff mit relativ
grossen Durchmessern, dienen vielfach als Rohrleitungen für Kanalisation und dergleichen
oder als Mantel von Behältern, z.B. zur unterirdischen Lagerung von flüssigen Brennstoffen.
Als Kunststoff wird meist Polyesterharz verwendet, das mit Glasfasern durchsetzt
wird und dadurch eine hohe Festigkeit erhält. Solche Rohre oder Behälter weisen
trotz ihrer hohen Stabilität ein geringes Gewicht auf, so dass sie leicht transportierbar
und am Montageort ohne Schwierigkeiten plaziert werden können.
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Um dem Behältermantel die insbesondere für den Erdeinbau ausreichende
Festigkeit zu verleihen, werden auf diesem Verstärkungsrippen, sogenannte Beulringe,
angebracht. Die Beulringe aber konnten bisher nicht bei der Herstellung des rohrförmigen
Körpers gebildet werden, da dieser aus mindestens einer schraubenförmigen Lage aus
Kunststoff und Verstärkungsfasern auf einem rotierbaren Kern geformt wird und dadurch
stetig eine axiale Verschiebung erfährt. Vielmehr erfolgte das Anbringen der Beulringe
nach der Herstellung des rohrförmigen Körpers mit einer separaten Maschine. Dies
hat aber den Nachteil, dass zusätzliche Arbeitskräfte und viel Platz benötigt werden,
da die rohrförmigen Körper grosse Abmessungen aufweisen. Zudem nimmt dieser separate
Arbeitsgang auch viel Zeit in Anspruch.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen,
mit der die Beulringe während des Produktionsprozesses des Behältermantels mit der
eingangs beschriebenen Maschine auf den rohrförmigen Körpern auflaminierbar sind.
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Gemäss der Erfindung wird dies bei einer Maschine der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, dass eine weitere Vorrichtung zum Auftragen von Kunststoff und
Verstärkungsfasern vorgesehen ist, welche Vorrichtung zum Auftragen mehrerer ringförmiger
Lagen auf den rohrförmigen Körper zur Bildung eines Beulringes auf einem Wagen angeordnet
ist, der mit Antriebsmitteln ausgerüstet ist, um ihn mit der Vorrichtung von einer
Ausgangslage während einer vorbestimmten Zeitdauer mit der gleichen Geschwindigkeit
wie der Kern parallel zu dessen Achse zu bewegen und dann wieder in die Ausgangslage
zurückzuführen.
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Diese Vorrichtung hat den Vorteil, dass keine besondere Maschine zur
Herstellung von Beulringen notwendig ist, und dass die Herstellung der Beulringe
von demselben Personal überwacht werden kann, das ohnehin für die Bedienung der
Maschine zur Herstellung des rohrförmigen Körpers zuständig ist. Somit erfolgt eine
entsprechende Einsparung an Arbeitskräften und Platz. Zudem müssen die rohrförmigen
Körper nicht zusätzlich herumtransportiert werden.
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Vorteilhafterweise ist eine Steuereinrichtung zur Synchronisierung
der Antriebsmittel des Wagens mit den Antriebsmitteln des Kerns vorgesehen. Dadurch
wird erreicht, dass die Beulringe kontinuierlich mit dem Herstellungsprozess des
rohrförmigen Körpers auf diesen auflaminierbar sind, was einen homogenen Verbund
zwischen Beulring und rohrförmigen Körper ergibt. Die Steuereinrichtung zur Synchronisation
der Antriebsmittel des Kerns bzw. des Wagens kann einen Impulsgeber aufweisen, der
vorteilhafterweise ohne Verschleiss arbeitet.
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Zweckmässigerweise besteht der Impulsgeber aus einem Polrad, das sich
synchron mit der Kernachse der Rohrherstellungsmaschine dreht. Dabei erzeugen die
auf dem Polrad angebrachteh Pole beim Vorbeilaufen inleinem induktiven Effektor
oder einem Annäherungsschalter Impulse, die ein Zähler der Motorsteuerung zuführt.
Damit wird eine einwandfreie Synchronisation zwischen dem Antrieb des Kerns und
dem Antrieb des Wagens gewährleistet.
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Die Antriebsmittel am Wagen bestehen vorteilhafterweise aus einem
Motor, dessen Drehzahl durch die Motorsteuerung steuerbar ist, und einem an der
Motorenwelle angebrachten Zahnrad, das in eine Zahnstange, die fest an einem Träger
befestigt ist, eingreift. Diese Antriebsmittel ermöglichen eine schlupffreie Bewegung
des Wagens und gewährleisten zudem die einwandfreie Rückstellung des Wagens in die
Ausgangslage.
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Vorteilhaft ist der Wagen auf parallel zur Achse des Kerns angeordneten
Führungsschienen bewegbar gelagert, wobei die Führungsschienen fest mit einem Träger
verbunden sind. Damit wird gewährleistet, dass der Wagen parallel zur Achse des
Kerns bewegbar ist.
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Zweckmässigerweise ist am Wagen ein Harzbad angeordnet durch das die
Verstärkungsfasern zur Durchtränkung mit Harz hindurchführbar sind. Vorteilhaft
sind zudem Form-, Umlenk- und Führungsrollen am Wagen angebracht, um die Verstärkungsfasern
durch das Harzbad zu führen und die Form des Beulringes zu bilden. Vorteilhafterweise
sind die mit Harz durchtränkten Verstärkungsfasern kontinuierlich auf den rohrförmigen
Körper aufbringbar und erhalten mit diesem einen dauerhaften Verbund.
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Am Wagen sind vorteilhaft verstellbare Quetschrollen angeordnet, die
das überschüssige Harz aus den durch das Harzbad durchgezogenen Verstärkungsfaser
drücken. Damit ist ein sparsamer Harzverbrauch gewährleistet und zudem ist eine
feine Oberfläche der Beulringe erreichbar.
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Im folgenden wird nun anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung näher beschrieben.
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Es zeigt: Figur 1 eine Ansicht von oben einer Maschine zur Herstellung
von rohrförmigen Körpern, zusammen mit einer Vorrichtung zum Auftragen der Beulringe
auf den Körper, Figur 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung und der Form, auf der
der rohrförmige Körper kontinuierlich aufgetragen wird und auf den dann die Beulringe
aufgebracht werden, Figur 3 eine schematische Steuerungseinrichtung zur Steuerung
des Wagens.
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Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Maschine 1 dient zur kontinuierlichen
Herstellung von rohrförmigen Körpern 11. Sie besitzt einen rotierbaren Kern 13 mit
einer in der Zeichnung nur schematisch angedeuteten stationären Vorrichtung 2 zum
Auftragen von mindestens einer schraubenförmigen Lage 4 aus Kunststoff und Verstärkungsfasern
zur Bildung des rohrförmigen Körpers 11, sowie einer weiteren Vorrichtung 3 zum
Auftragen von Beulringen 5 auf den rohrförmigen Körper 11.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Kern
13 nach dem sogenannten Drostholmprinzip aufgebaut. Dieser Kern 13 wird von einem
an eine Antriebseinrichtung (nicht eingezeichnet
) angekoppelten
rotierbaren Träger 9 axial verschiebbar getragen und besteht aus einem endlosen,
schraubenförmigen aufgewickelten Trägerband 15. Im Betrieb der Maschine wird das
Trägerband 15 am vorderen Ende 17 des rotierbaren Trägers 9 aufgewickelt und am
hinteren Ende 19 desselben abgewickelt und wiederum kontinuierlich dem vorderen
Ende 17 zugeführt. Infolgedessen werden die auf den Kern 13 aufgebrachten Lagen
aus Kunststoff und Verstärkungsfasern, die den rohrförmigen Körper 11 bilden, axial
mit dem Kern bewegt.
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Die Vorrichtung 3 zum Auftragen von Beulringen besteht aus einem Wagen
25, der parallel zur Kernachse 23 mittels Rollen 26 auf Schienen 27 bewegbar ist,
die fest auf einem Träger 37 angeordnet sind. Zur Ausführung dieser parallelen Bewegung
dienen Antriebsmittel 29, die über Impulsgeber mit der Antriebseinrichtung des Kerns
13 synchronisiert sind. Die Antriebsmittel 29 bestehen aus einem durch Impulse steuerbaren
Motor 31, an dessen Welle 33 ein Zahnrad 35 angebracht ist, das in eine an einem
festen Träger 37 angeordnete Zahnstange 39 eingreift. Es sind natürlich auch andere
Antriebsarten denkbar, beispielsweise eine Gewindespindel, die mittels eines Motors
angetrieben wird und in eine am Wagen 25 befestigte Gewindemutter eingreift.
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Am Wagen 25 ist ein Harzbad 41 angeordnet, durch das Verstärkungsfasern
43 gezogen werden können, um diese mit Harz zu durchtränken. Die Verstärkungsfasern
43 sind von Spulen 45 abwickelbar, die austauschbar am Wagen 25 angebracht sind.
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Zwischen Führungsrollen 47 hindurch werden die Verstärkungsfasern
ins Harzbad 41 geleitet und um eine im Harzbad 41 angeordnete Rolle 49 umgelenkt
und den Formrollen 51 zugeführt, die die Verstärkungsfasern zu einem Beulringband
21 formen. Anschliessend wird das Beulringband 21 durch Quetschrollen
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gelenkt, um das überschüssige Harz aus den durch das Harzbad 41 durchgezogenen Verstärkungsfasern
zu drücken.
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Das Beulringband 21 wird vorteilhaft in mehreren ringförmigen Lagen
während mehrerer Umdrehungen des Kerns 13 auf den rohrförmigen Körper 11 aufgetragen,
um den Beulring 5 zu bilden.
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Bei der Verwendung von Glasfaservliessen wird vorteilhaft das Glasfaservliess
durch zwei übereinander angeordnete endlose Bänder aus Kettengliedern durch das
Harzband hindurchgeführt.
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In Figur 3 ist schematisch eine Steuerungseinrichtung dargestellt,
welche zur Steuerung des Wagens 25 verwendbar ist.
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Diese Steuerungseinrichtung besitzt einen Impulsgeber 59, der beispielsweise
die Form eines Polrades 61 haben kann und synchron mit der Kernachse 23 der Rohrherstellungsmaschine
1 läuft. Zu diesem Zwecke kann das Polrad beispielsweise auf der Antriebsmotorwelle
(nicht eingezeichnet) der Maschine sitzen. Bei jedem Vorbeilauf eines Poles 63 wird
in einem induktiven Effektor oder einem Annäherungsschalter 65 oder dergleichen
ein Impuls erzeugt, der dem Zähler 67 zugeführt wird. Der Zähler beginnt jedoch
mit dem Zählen erst nach dem Drücken der Starttaste 69. Die Impulse des induktiven
Effektors oder des Annäherungsschalters 65 werden der Motorsteuerung 71 zugeleitet,
um die Geschwindigkeit des Motors 31 zu steuern. Infolgedessen besteht ein bestimmtes
Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Geschwindigkeit der Kernachse 23 und der
Geschwindigkeit, mit welcher der Motor 31 den Wagen 25 bewegt, damit der Vorschub
des Wagens derselbe ist, wie der Vorschub des Kerns 13. Die Starttaste 69 ist nicht
nur mit dem Zähler 67 sondern auch mit der Motorsteuerung 71 verbunden,
um
den Drehsinn des Motors 31 festzulegen. Der Zähler 67 ist einstellbar, um nach einer
bestimmten Anzahl von Impulsen ein Signal zu erzeugen, durch welches die Schneidvorrichtung
55 und die Hupe 73 betätigt und über die Motorsteuerung 71 der Motor 31 veranlasst
wird, den Wagen wieder in umgekehrter Richtung zu bewegen. Beim Eintreffen des Wagens
beim Schalter 57 wird durch einen Impuls dieses Endschalters 57 die Motorsteuerung
betätigt, um den Motor 31 abzustellen. Durch das gleiche Signal des Endschalters
57 wird der Zähler wieder zurückgestellt.
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Wenn dann der Anfang des Beulringbandes 21 wiederum an einer neuen
Stelle des rohrförmigen Körpers 11 angebracht ist, kann die Starttaste 69 wiederum
gedrückt werden und der beschriebene Vorgang wird wiederum zur Herstellung des nächsten
Beulringbandes wiederholt. Wenn durch geeignete mechanische Mittel dafür gesorgt
wird, dass jeweils der Anfang des Beulringbandes automatisch auf dem rohrförmigen
Körper befestigt wird, so kann die Steuerungsvorrichtung auch leicht dahingehend
abgeändert werden, dass nach dem ersten Drücken der Starttaste 69 kein weiteres
Drücken derselben mehr notwendig ist.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform
beschränkt. Es sind vielmehr verschiedene Abweichungen möglich. So kann anstelle
der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform mit einem Harzband 41,
durch das die Verstärkungsfasern hindurchführbar sind, auch eine am Wagen 25 angeordnete
Harzauftragungseinrichtung verwendet werden, bei der ein Harzband direkt auf den
rohrförmigen Körper 11 aufgetragen wird, in das die Verstärkungsfasern 43 eingebettet
werden, um so den Beulring 5 zu bilden. Am Wagen 25
ist eine beispielsweise
elektrisch betätigbare Abschneidvorrichtung 55 angebracht, um das Beulringband 21
abzuschneiden, sobald der Beulring 5 die notwendige Stärke erreicht hat. Nach dem
Abschneiden wird der Motor 31 umgesteuert, um den Wagen wieder in die ursprüngliche
Lage zu bringen. Ein Endschalter 57 kann vorgesehen werden, um den Motor 31 abzustellen,
wenn der Wagen die Ausgangsstellung wieder erreicht hat.