DE2730667C3 - Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Druckbehältern - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Druckbehältern

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Description

Dit Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Druckbehälters, insbesondere für elektrische Heißwasserbereiter, bei dem ein geblasener Kunstsioff-Innenbehältcr durch Tempern geschrumpft und dann mit einer Faserschicht, insbesondere glasfaserverstärkten, härtDarcn Kunststoffschicht, die anschließend ausgehärtet wird, ummantelt wird.
Es hat sich gezeigt, daß bei derartigen Behältern eine Relativbewegung /wischen der Bewicklung und dem Innenbehälter auftreten kann. Diese Relativbewegung führt einerseits zu einem unerwünschicn Knarrgeräusch und andererseits nach längerem Betrieb zu Gefügeris sen des beispielsweise aus Polypropylen bestehenden Innenbehälters. Diese Gcfügcrisse sind darauf zurückzuführen, daß durch die bei einem Warmwasserbereiter notwendigerweise auftretende Temperatur im Innern des Behälters das Polypropylen im Laufe der /eil spröde wird.
Aus der I.ileralurslellc »Plaste und Kautschuk« Heft Ϊ. 1977. Seilen 2OJ bis 205 ist es bekannt, zur Verbesserung der Hafiung zwischen Thcrmoplasicn und faserverstärkten Duroplasten f emptrprozessc durchzuführen und damit den zu erwartenden Schriimpfungsbetrag vorwegzunehmen. Mit Tempern allein lassen sich die genannten Schwierigkeiten nicht beseitigen. Auch dann treten im Betrieb aufgrund wechselnder Temperaturen ι nd wechselnden Drucks noch Uelalivbcwcguiigcn auf, die in der Größenordnung einiger Millimeter liegen können.
Aufgabe der Erfindung ist cSi ein Verfahren der eingangs genannten Art Vorz.u.schlagcn, mit dem der Innenbehälter so vorbearbcilcl wird, daß er sich nach dem Bewickeln nicht mehr Von der Faserschicht lösen kann.
Erfindungsgcmäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst.
daß der vom Tempern noch heiße Innenbehälter in einer Preßform unter gleichzeitiger geringfügiger Verringerung seiner Außenabmessungen auf eine Temperatur abgekühlt wird, die im Bereich, vorzugsweise unterhalb der niedrigsten Betriebstemperatur des Druckbehälter liegt, und daß der Innenbehälter dann im kalten Zustand mit der Faserschicht bewickelt wird. Die lichten Innenabmessungen der Preßform sind dabei wenig kleiner als die Außenabmessungen des Innenbehälters nach dem Tempern und damit auch kleiner als die Außenabmessungen des Innenbehälters nach dem Blasen. Der Innenbehälter wird also in einem zusammengepreßten Zustand abgekühlt. Durch die Abkühlung bleiben die verringerten Außenabmessungen
Η zunächst erhalten. In diesem Zustand wird der Behälter bewickelt. Später, beim Betrieb, hat der Innenbehälter nur noch die Tendenz sich auszudehnen, so daß er also mit leichtem Druck an der Bewicklung anlieft Es ist damit erreicht, daß Relativbewegungen zwischen der Bewicklung und dem Innenbehälter nicht auftreten, so daß weder mit Knarrgeräuschen noch mit Gefügerissen zu rechnen ist.
Das Zusammenpressen des Behälters in der Preßform darf nicht in zu starkem Maße erfolgen da sich sonst der
2S Innenbehälter nach dem Bewickeln nach innen auswölben kann.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den lliiteransprüchcn.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbcispieles näher erläutert.
Ein Innenbehälter wird aus Polypropylen geblasen. Er hat danach praktisch sein I löchstmaß.
Anschließend wird der geblasene Innenbehälter in einen Temperofen eingcsclzl und bei einer Temperatur
H von etwa 150' C" getempert. Dabei selzl eine gewisse Schrumpfung ein. da sich beim Tempern das Sphäroliihgefüge des Polypropylens bei dieser Temperatur vcrfesiigt.
Der heiße, getemperte Innenbehälter wird in eine Preßform eingesetzt, deren Inncnabmessungen um einen kleinen Prozenisatz kleiner sind als die Außenabmessungen des getemperten Innenbehälters. In der Preßform, die eine Temperatur von etwa OC" aufweist, wird der Innenbehälter abgekühlt und danach der
■fj Preßform entnommen. Seine Außenabmessungen sind jetzt auf die von der Preßform bestimmten Maße »eingefroren«.
Danach wird der Innenbehälter in cmc Wickelmaschine eingespannt. Er wird dabei unter einen Überdruck
so von etwa 0.5 bar gesetzt, damit er unter v/cm Einfluß der Wickelkräfte nicht zusammenklappt. Der Innendruck ist dabti so gewählt, daß sich der Innenbehälter dadurch nicht sowei! ausdehnt, daß er diejenigen Außenabmessungen annimmt, die er nach dem Verlassen des
¥> Temperofeiis halle. Es wird dann der Innenbehälter mit Epoxidharz gciränkien Glasfascrslrängcn bewickelt. Danach wird der Innendruck des Wickclhehältcrs abgelassen. I r kann dabei wieder in seine drucklose Kaltform zurückgehen.
M) Anschließend erfolgt urne Aufheiziing des bewickelten IJehallers auf etwa I2();C. Dabei härtet das Epoxidharz. Der innenbehälter nimmt bei dieser Temperatur diejenigen AulJenabmessiihgcn ah, die er nach dein Verlassen des Temperofeiis hatte. Er dehnt sich also in geringem Maße aus, so daß er jetzt unter leichtem Druck innen an der Bewicklung anliegt,
Im Ilctrieb liegt der Behälter also in drucklosen! Zustand und erst recht dann, wenn er unter Wasser-
f. Ϊ i
druck steht, an der Bewicklung an. Dies ist auch bei den auftretenden hohen und niedrigen Wassertemperaturen der Fall. Bei der Zulauftemperatur des Kaltwassers von ]4"C ist dies gewährleistet, da die Abkühlung des Behälters im Herstellungsverfahren auf 00C erfolgte.

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Druckbehälters, insbesondere für elektrische Heißwasserbereiter, bei dem ein geblasener Kunststoff-Innenbehälter durch Tempern geschrumpft und dann mit einer Faserschicht, insbesondere glasfaserverstärkten, härtbaren Kunststoffschicht, die anschließend ausgehärtet wird, ummantelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Tempern noch heiße Innenbehälter in einer Preßform unter gleichzeitiger geringfügiger Verringerung seiner Außenabmessungen auf eine Temperatur abgekühlt wird, die im Bereich, vorzugsweise unterhalb der niedrigsten Betriebstemperatur des Druckbehälters liegt, und daß der Innenbehälter dann im kalten Zustand mit der Faserschicht bewickelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter bei einer Temperatur von etwa 150°C getempert und in der Preßform auf etwa 0°C abgekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter im kalten Zustand unter Innendruck bewickelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bewikkelte Behälter bei einer Temperatur von etwa 120" C gehärtet wird.
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