DE2738982A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING A FLANGE BAND ON PLASTIC PIPES - Google Patents
PROCESS FOR MANUFACTURING A FLANGE BAND ON PLASTIC PIPESInfo
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Description
CHEMISCHE WERKE HÜLS AG - RSP PATENTE -CHEMISCHE WERKE HÜLS AG - RSP PATENTS -
U370 Mari, 29.08.77 7468/Sy U 370 Mari, 29.08.77 7468 / Sy
Unser Zeichen; O.Z. 2986Our sign; O.Z. 2986
Verfahren zur Herstellung eines Flanschbundes an KunststoffrohrenV processes for the production of a flange collar on plastic pipes
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3 Zeichnungen3 drawings
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O.Z. 2986 29.08.77 OZ 298 6 29.08.77
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Flanschbundes an Kunststoffrohren, die mit gleichen Rohren lösbar zu verbinden sind, wobei im Bereich des Flansches um das mit einem Flanschrand versehene Rohrende herum eine Verstärkung aus einem faserverstärktem, mit dem Rohrende klebend sich verbindendem Binder-Kunststoff vorgesehen ist, deren Außenfläche entsprechend der erforderlichen Kontur geformt ist.The invention relates to a method for producing a flange collar on plastic pipes, which are made with the same pipes are to be releasably connected, with a reinforcement in the region of the flange around the pipe end provided with a flange edge made of a fiber-reinforced material that is glued to the end of the pipe Binder plastic is provided, the outer surface of which is shaped according to the required contour.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Flanschbundes wie eingangs beschrieben,ist bekannt aus der FR-PS 1 5^0 772. Gemäß dem Stande der Technik wird bei dem bekannten Verfahren das Ende eines Rohres ohne Flanschring zunächst außen mit durch Glasfaser verstärkten Polyester bewehrt und auf die gewünschte Länge geschnitten. Dann wird das Ende des Rohres mit Hilfe einer Spezialbuchse kalibriert. Eine Innenhülse aus thermoplastischem Kunststoff wird in das Rohr eingeschoben und mit Hilfe eines erwärmten Werkzeuges über die gewünschte Breite des Flansches umgeschlagen. Anschließend wird die Bewehrung aus Polyester mit Hilfe einer Presse aufgeklebt.A method for producing a flange collar as at the beginning described, is known from FR-PS 1 5 ^ 0 772. According to the In the known method, the state of the art is the end of a pipe without a flange ring, first on the outside with glass fiber reinforced polyester reinforced and cut to the desired length. Then the end of the pipe with the help of a special bushing calibrated. An inner sleeve made of thermoplastic material is pushed into the pipe and heated with the help of a Tool turned over the desired width of the flange. Then the reinforcement is made of polyester using glued on a press.
Die Innenhülsen werden vor dem Einkleben abgedreht, um einen Paßsitz zu gewährleisten. Dieses relativ komplizierte Ilei-stel— Imigsverfahren, das zudem die Verwendung mehrerer Einzelteile und kostspieliger Spezialwerkzeuge bedingt f verteuert die Herstellung der Rohrenden erheblich. Es besteht weiterhin die Gefahr, daß die Klebschicht bei extremer chemischer und mechanischer Belastung zerstört wird und damit die Rohrleitung unterbrochen ist.The inner sleeves are twisted off before gluing in order to ensure a snug fit. This relatively complicated ilei-STEL Imigsverfahren that also the use of several parts and expensive special tools due f makes the manufacture of the pipe ends considerably. There is also the risk that the adhesive layer will be destroyed in the event of extreme chemical and mechanical stress and the pipeline will be interrupted.
Gegenüber diesem Stand der Technik stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung des Flanschbundes anzugeben, das mit weniger aufwendigen Formen und Werkzeugen auskommt, das eine hohe Zugfestigkeit der Flanschverbindung gewährleistet und auch den vorhandenen Werkstoff des Rohres optimal ausnutzt, das weiterhin in einfacher ¥eise und preisgünstig anzuwenden ist und dasIn relation to this state of the art, the task arises Specify a method for producing the flange collar, which manages with less complex shapes and tools, the one ensures high tensile strength of the flange connection and also optimally utilizes the existing material of the pipe, which can still be used simply and inexpensively and that
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insbesondere nur Werkzeuge benötigt, die nicht gesondert beheizt verden müssen. Mit derselben Form läßt sich durch Einlegen von Distanzringen zwischen Auswerferplatte (7) und Rohrendstück die Flanschbunddicke variieren, entsprechend der gewünschten Druckfestigkeit im Überdruck- oder Unterdruckbereich. Diese Aufgabe wird gelöst durch Anwendung eine: Verfahrens zur Herstellung eines F I.anschbuiides, das durch folgende Verfahrcnsschritte gekennzeichnet ist:in particular only tools are required that are not separately heated have to verden. The same shape can be used by inserting Spacer rings between the ejector plate (7) and the pipe end piece Vary the flange collar thickness according to the desired compressive strength in the overpressure or underpressure range. This object is achieved by using a: a method of production of a flange, which is characterized by the following process steps is:
a) Umwickeln des mit einem Planschonkranz versehenen Röhrendes mit einer mit aushärtenden, sich mit dem Kunststoff des Rohres klebend verbindendem Kunststoff (Binder·) getränkten, flexiblen Matte, bis ein um das Rohrende reichender Wulst aus Binder-Kunststoff, verstärkt durch die Matte entstanden ist»a) Wrapping of the tube end provided with a Planschonkranz with one with hardening, with the plastic of the Flexible mat impregnated with the pipe with adhesive bonding (binder) until a bead reaches around the end of the pipe made of binder plastic, reinforced by the mat is"
b) Verpressen des Wulstes um den Kranz herum im Gesenk und Freiputzen der Stirnfläche des Flanschkranzes.b) Pressing the bead around the rim in the die and plastering the face of the flange ring.
Das Verfahren gemäß Erfindung umfaßt demnach den Schritt des sog. Handauflegeverfahrens mit anschließendem Naßpressen bei Zimmertemperatur, für das nur einfache Formen aus Plnstoineren Anwendung finden. Es ist nicht erforderlich, teure Werkzeuge aus Metall mit Heizeinrichtungen einzusetzen. Die gemäß Verfahren hergestellte Flanschverbindung hält höchsten Anforderungen stand, d. h. hohen Drücken bei gleichzeitig auftretenden höheren Temperaturen. Durch das Naßpressen ist es auch möglich, den Flanschbund vollständig aus einer chemisch beständigen Schutzschicht aufzubauen, einschließlich der Flanschenstirnsoite.The method according to the invention accordingly comprises the step of the so-called hand lay-up method with subsequent wet pressing Room temperature, for just simple shapes out of plastic Find application. It doesn't require expensive tools made of metal to be used with heating devices. The flange connection produced according to the process withstands the highest requirements, d. H. high pressures with simultaneously occurring higher temperatures. By wet pressing it is also possible to use the flange collar to be built up entirely from a chemically resistant protective layer, including the flange faceplate.
Um den flaschenförmigen Wulst um das Rohrende zu erreichen, wird vorzugsweise vorgeschlagen, das Rohrende mit polyestergeträiikteri Glasstapelfasermatten zu umwickeln, wobei zunächst eine einzige Matte mit einer Breite gewickelt wird, die die Höhe des Gesenks überschreitet, anschließend nacheinander weitere getränkte Matten mit unterschiedlicher Breite zu wickeln, bis sich ein etwa flaschenförmiger Wulst gebildet hat.To reach the bottle-shaped bead around the end of the pipe, preferably suggested that the pipe end with polyester geträiikteri To wrap staple glass fiber mats, initially wrapping a single mat with a width equal to the height of the die exceeds, then one after the other more soaked mats to wrap with different widths until one is about has formed a bottle-shaped bead.
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Als Birider-Kuus t s tof Γ werden demnach, vie an sich bekannt, aushärtende Polyester-Harze verwendet. Derartige Polyester-Harze werden in Ullniauns Encyklopädie der Technischen Chemie, Dand lh, Seite 90 ff (1963) und in Kirk-Othnier, Encyclopedia of Chemical Technology, Band 20, Seite 791 rf (i96y; beschrieben. Als Glasmatte wird eine Glasstapelfaserinat to ^50 g/m" und als Kunststoffe für die Iiiuenrohre werden alle Plastoniero, Duromere und bei Auskleidungen auch Elastomere verwendet. Für den Wulst über den Flanschkranz weiden Polyester-Harze vorgeschriebener Viskosi-As a Birider-Kuus ts tof Γ therefore, much known per se, hardening polyester resins are used. Such polyester resins are described in Ullniauns Encyklopadie der Technischen Chemie, Dand lh, page 90 ff (1963) and in Kirk-Othnier, Encyclopedia of Chemical Technology, Volume 20, page 791 rf (196y;). A glass staple fiber is used as a glass mat to ^ 50 g / m "and all plastic materials, duromers and also elastomers for linings are used as plastics for the inner tubes.
tat und als Glasmattc eine Glass tapelfasermat te (h^O g/ni*~) unterschiedlicher Breite zwecks Formgebung des zu verpressenden VuI-stes verwendet.did and a glass tapelfasermat (h ^ O g / ni * ~) of different widths used as glass mat for the purpose of shaping the VuI-stes to be pressed.
Die Erfindung bezieht sich ferner· auf ein geflanschtes Kunststoffrohr, das nach dein erfiiidungs;;eraäßen Verfahren hergestellt ist und eine Giasfaserarmierung im Bereich des Bundkragens besitzt, wobei geinäO Erfindung am Rohrende rieben einem Flanschkrnnz auch die Armierung des eigentlichen Verbundrobres in eine mit dem Rohrende fest verbundene, alle Teile durchdringende bzw. übüj"?. ι .etumcie h<Mflo«-e«t; Kunststoff --Schicht eingebettet ist und das Ilnute.il kann demnach in seiner Gesamtheit als isotrop einschließlich der Armierung angesehen werden.The invention also relates to a flanged plastic pipe, manufactured according to your inventive method and has a glass fiber reinforcement in the area of the collar collar, GeinäO invention rubbed a flange rim at the end of the pipe also the reinforcement of the actual composite robe in one firmly connected to the pipe end, penetrating or penetrating all parts üj "?. ι .etumcie h <Mflo« -e «t; plastic layer is embedded and the Ilnute.il can accordingly be considered isotropic in its entirety, including the reinforcement.
Weiterhin kann die Stirnseite des Flanschkranzes mit Diehtrilleri versehen sein, so daß die Flanschverbindung auch hohen Drücken bei entsprechender Einlage von Dichtungen widerstehen kann.Furthermore, the face of the flange can be made with Diehtrilleri be provided so that the flange connection also high pressures can withstand with appropriate insertion of seals.
Weitere Eigenschaften des Flanschbundes und des Verfahrens gemäß Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:Further properties of the flange collar and the method according to Invention are explained with reference to the drawing. The figures in the drawing show:
Figur 1: ein Rohrende aus PVC-C, das mit einem Flaaschkranz und einer Vorarmierun,; (GF-UP) versehen i«'jFigure 1: a pipe end made of PVC-C, with a bottle ring and a pre-armor; (GF-UP) provided i «'j
Figur 2: das Rohrende mit einem Wulst kurz vav d"MFigure 2: the pipe end with a bead short vav d "M
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Figur 3i das Rohrende innerhalb eines Gesenkes während des Preßvorganges, kurz vor dem Ende des ersten Schließintervalles; Figure 3i the pipe end within a die during the Pressing process, shortly before the end of the first closing interval;
Figur 4: einen Flanschbund nach Fertigstellung an einem PVC-C-Rohr. Figure 4: a flange collar after completion on a PVC-C pipe.
In Figur 1 ist ein Kunststoffrohr 1, bestehend aus PVC-C, dargestellt. Es können für das Verfahren gemäß Erfindung auch andere Kunststoffrohre Verwendung finden, beispielsweise aus PVC-hart, aus Polyolefinen und Duromeren, vorzugsweise GF-UP. Das Rohr hat beispielsweise einen Durchmesser von 450 mm, wobei es sich erweist, daß das Verfahren sehr flexibel ist, sich daher für Rohre zwischen 20 und 700 mm Durchmesser eignet.In Figure 1, a plastic pipe 1, consisting of PVC-C, is shown. It can also be used for the method according to the invention other plastic pipes are used, for example from Rigid PVC, made of polyolefins and duromers, preferably GF-UP. The tube has, for example, a diameter of 450 mm, where it turns out that the process is very flexible and is therefore suitable for pipes between 20 and 700 mm in diameter.
Zunächst wird im Bereich der Endkante ein Flanschenkranz 2 angeschweißt (Schweißnaht 3)· Dieser kann aber auch mittels eines SpezialWerkzeuges thermisch herumgezogen werden. Der Rohling wird anschließend mit einer ersten polyestergetränkten Glasstapelfasermatte '+ umwickelt, und zwar so, daß diese so hoch um den Hals gewickelt wird, daß sie aus dem später eingesetzten Formwerkzeug herausragt. Ein Spalt von 0,2 bis 0,6 min zwischen Außeiidurchmesser der Vorarmierung mit der Matte '4 und kleinster Innendurchmesser des Oberteils vom Formwerkzeug 13 wird eingehalten. Zum Ende des Rohres hin werden dann weitere Glasseidenmattenlagen unterschiedlicher Breite (50 und 70 mm bei Rohren bis Nennweite 200, bzw. 70 und 90 mm bei Rohren bis Nennweite 700) gewickelt. Dabei wird grundsätzlich in folgender Reihenfolge gewickelt: drei Lagen schmales Band, anschließend drei Lagen breites Band und weiter in dieser Reihenfolge, bis ein Wulst 5 sich gebildet hat (siehe Figur 2). Am Schluß wird dieser mit zwei Mattenlagen solcher Breite noch abgedeckt, daß von außen beim Zusammenfahren der Preßform kein Verschieben oder Falten der darunterliegenden Mattenstreifen möglich ist.First, a flange ring 2 is welded on in the area of the end edge (Weld 3) · This can also be thermally pulled around using a special tool. The blank is then wrapped with a first polyester-soaked glass staple fiber mat '+, in such a way that it is so high around the neck is wrapped so that it protrudes from the mold used later. A gap of 0.2 to 0.6 min between Outside diameter of the pre-reinforcement with the mat '4 and smallest The inner diameter of the upper part of the molding tool 13 is maintained. Further layers of glass silk mat of different widths (50 and 70 mm for pipes) are then added to the end of the pipe up to nominal size 200, or 70 and 90 mm for pipes up to nominal size 700) wrapped. It is basically in the following order wrapped: three layers of narrow tape, then three Lay wide tape and continue in this order until a bead 5 has formed (see Figure 2). In the end this will be with two mat layers of such width still covered that no shifting or from the outside when moving the mold together Folding the underlying mat strips is possible.
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Bei dem Polyester-Harz handelt es sich um einen Kunststoff, der sich klebend mit dem Rohr verbindet und an der Luft aushärtet. Seine Viskosität ist so einzustellen, wie sie füx" das Handauflegeverfahren benötigt wird (Viskositätswert 680 mm /see). Derartige Harze sind an sich bekannt.The polyester resin is a plastic that bonds to the pipe with an adhesive and hardens in the air. Its viscosity is to be adjusted as it is for the "hand lay-on" process is required (viscosity value 680 mm / see). Such resins are known per se.
Nach dem Wickeln wird das Rohrende in ein Gesenk gemäß Figur 3 eingebracht. Das Gesenk besteht aus zwei Polyethylenteilen, die, wie an sich bekannt, den Erfordernissen angepaßt sind. Die Matrize enthält eine Auswerferplatte 7 mit Auswerfer 6, auf die das Rohrende aufgestellt wird. Das Ende ist umgeben von einer kreisförmigen Matrizenform 8, die unterhalb der Standpunkte 7 und in ihrem Wangenbereich Harzaufnahmerinnen 9» 10 aufweist. Die Patrize 13 weist an ihrer Unterseite einen schräg nach außen sich erweiternden Druckring 11 auf, der acht nutenförmige Entlüftungskanäle 12 eingearbeitet hat. Beim Absenken der Patrizenform 13 muß darauf geachtet werden, daß dies in Intervallen geschieht, wobei die Preßkraft den Wert von 1 000 kp nicht überschreiten darf, und daß der Preßvorgang nach 15 Minuten beendet ist, aber nicht kürzer als innerhalb von 10 Minuten beendet sein sollte, um eine Einbettung der Mattenstreifen so üu garantieren, daß sich der gepreßte Wulst anschließend als isotroper Werkstoff verhält. Der Druckring der Patrize dringt entlang des Wulstes ein und verpreßt diesen so, daß eine etwa kegelstumpfförmige Außenkontur (Flaschenform) des Wulstes erreicht wird. Durch die enge Tolerierung zwischen Rohrendstück und Patrize wird nur überschüssiges Harz in die Harzrinnen weggedrückt, dieses erleichtert die theoretische Ermittlung des Glasfaseranteils und läßt somit Rückschlüsse auf das Festigkeitsverhalten zu.After winding, the pipe end is placed in a die according to FIG brought in. The die consists of two polyethylene parts which, as is known per se, are adapted to the requirements. The die contains an ejector plate 7 with an ejector 6 on which the end of the pipe is set up. The end is surrounded by a circular die shape 8, which is below the viewpoints 7 and has resin receiving grooves 9 »10 in its cheek area. the The male part 13 has on its underside a pressure ring 11 which widens obliquely outward and which has eight groove-shaped ventilation channels 12 incorporated. When lowering the male mold 13 Care must be taken that this happens at intervals, whereby the pressing force does not exceed the value of 1,000 kp may, and that the pressing process is finished after 15 minutes, but should not be finished shorter than within 10 minutes in order to ensure that the mat strips are embedded in such a way that they can be the pressed bead then behaves as an isotropic material. The pressure ring of the male part penetrates along the bead and presses this so that an approximately frustoconical outer contour (bottle shape) of the bead is achieved. Due to the close tolerance Between the pipe end piece and the male mold, only excess resin is pressed away into the resin channels, this facilitates the theoretical Determination of the glass fiber content and thus allows conclusions to be drawn about the strength behavior.
Üblicherweise bleibt das Gesenk geschlossen, bis das Polyester-Harz ausgehärtet ist. Nach Abwarten dieser Frist kann das Gesenk auseinandergezogen und das Rohrende entnommen werden. Durch die bei der Polymerisation freiwerdende Wärme erreicht das Rohrende kurzfristig Spitzentemperaturen von bis zu 100 C und mehr, wasUsually the die remains closed until the polyester resin is cured. After waiting for this period, the die pulled apart and the pipe end removed. The heat released during the polymerization reaches the end of the pipe short-term peak temperatures of up to 100 C and more, what
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zu einer guten Vernetzung des Polyester-Harzes führt. Der in ihm enthaltene Reststyrolgehalt liegt erheblich unter 1 $, was einer guten chemischen Beständigkeit gleichkommt und hohe mechanische Werte ermöglicht. Das Rohrende ist nach dem Entnehmen noch zu putzen. Insbesondere muß die freie Stirnfläche 18 des Flanschkranzes freigelegt werden. Zur Verbesserung der Dichtungseigenschaften werden noch Dichtungsri .len 19 in die Stirnflächen eingedreht. Nach dem Putzen ist der Flanschbund zu verwenden, wobei eine hohe Maßhaltigkeit gewährleistet ist.leads to good crosslinking of the polyester resin. The residual styrene content contained in it is well below $ 1, wa s equivalent to a good chemical resistance and allows high mechanical values. The end of the pipe has to be cleaned after removal. In particular, the free end face 18 of the flange ring must be exposed. To improve the sealing properties, sealing rings 19 are screwed into the end faces. After cleaning, the flange collar is to be used, whereby a high degree of dimensional accuracy is guaranteed.
Um die mechanische Festigkeit der Flanschverbindung überschlägig angeben zu können, wurden Berstversuche und Zugversuche durchgeführt :In order to be able to roughly indicate the mechanical strength of the flange connection, burst tests and tensile tests were carried out :
1. Drei ßerstversuche bei ca. 20 C und einem Rohr mit einem Durchmesser 500 mm und 55 mm Bundhöhe. Erst bei h$ bis 55 bar Überdruck barsten die Versuchsrohre im Bundkragen.1. Three first tests at approx. 20 C and a pipe with a diameter of 500 mm and a collar height of 55 mm. Only when h $ to 55 barg, the test tubes in most spigot.
2. Drei Versuohsrohre bei ca. 90 C und einem Rohr mit einem Durchmesser ^50 min und Bundkragenhöhe von 52,5 n»"· Bei 55 bar Überdruck barst jedesmal das Versuchsrohr im Bundkragen.2. Three Versuohsrohre at approx. 90 C and one pipe with one Diameter ^ 50 min and collar height of 52.5 n »" · At 55 bar The test pipe in the collar collar burst every time overpressure.
3. Bei einem Berstversuch bei 90 C und einem Rohr mit dem Durchmesser 110 mm rutschte die Flachdichtung bei 100 bar Überdruck heraus; bei der Verwendung von Einlegeringen mit einer Rundschnur als Dichtung konnten Berstdrücke von 16O bar erreicht werden.3. In a burst test at 90 C and a pipe with the diameter The flat seal slipped 110 mm at 100 bar overpressure out; When using inlay rings with a round cord as a seal, bursting pressures of 160 bar could be achieved will.
h. Bei einem Rohr, Durchmesser 160 mm, rutschte die Flachdichtung bei 90 C und 100 bar Überdruck heraus. Aus den letzten beiden Versuchen zeigt sich, daß bei hohen Drücken die Flachdichtung zwischen zwei glatten Anpreßflächen versagt. Es wurden deshalb in der Stirnfläche der Flanschverbindungen Dichtrillen eingedreht. H. In the case of a pipe with a diameter of 160 mm, the flat seal slipped out at 90 C and 100 bar overpressure. The last two tests show that the flat seal between two smooth contact surfaces fails at high pressures. Sealing grooves were therefore screwed into the face of the flange connections.
Zugversuche an fertigen Paßstücken ergaben, daß Zugkräfte von 11 500 kg bis 13 5OO kg an Rohren mit 110 min Durchmesser überstanden wurden. Dies entspricht einem theoretischen Zugfestig— keltskeimv/ert von T = 1 000 kg/cm .Tensile tests on finished fittings showed that tensile forces of 11,500 kg to 13,500 kg on pipes with a diameter of 110 min became. This corresponds to a theoretical tensile strength nucleus of T = 1,000 kg / cm.
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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Z.: "Kunststoffe" 1974, Heft 1, Seiten 8 bis 12 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0406596A1 (en) * | 1989-07-07 | 1991-01-09 | URANIT GmbH | Method for manufacturing collar- or flangelike reinforcements upon fibrous composite elements, particularly upon wound fibrous composite pipes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB1601499A (en) | 1981-10-28 |
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FR2401761A1 (en) | 1979-03-30 |
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