DE2739465C3

DE2739465C3 - Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von verstärkten Kunststoffrohren mit einer zur Aufnahme einer Dichtung für eine Muffenverbindung geformten Außenmantelfläche an einem Rohrende und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2739465C3
Application number: DE2739465A
Authority: DE
Inventors: Tetuo Kusatsu Imamura; Masaru Shiga Teramae; Minoru Ohtsu Yasuhara
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1976-09-01
Filing date: 1977-09-01
Publication date: 1980-07-24
Also published as: FR2363426B1; JPS581645B2; NO149462B; NO773018L; NO149462C; AU2838377A; DE2739465A1; NL7709609A; SE7709788L; GB1564463A; AU506455B2; IT1087368B; FR2363426A1; DE2739465B2; CA1102672A; JPS5329373A; NL174123B; DK386977A; US4200605A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von verstärkten Kunststoffrohren mit einer zur Aufnahme einer Dichtung für eine Muffenverbindung geformten Außenmantelfläche an einem Rohrende gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein Verfahren dieser Galtung ist aus der US-PS 34 64 879 bekann'.. Das auf diese Weise hergestellte Kunststoffrohr wird nach dem Aushärten von dem endlosen Band abgetrennt und mittels einer geeigneten Schneidevorrichtung auf die gewünschte Länge zugeschnitten. Die so erhaltenen Rohre werden z. B. als Wasserleitungsrohre, als Dränagerohrc oder als Transportrohre für Rohöl verwendet.

Wenn man ein verstärktes Kunststoffrohr für diese Anwendungszwecke einsetzt, so verbindet man die Rohre mittels einer Muffenverbindung, d. h. man steckt das nicht aufgeweitete Ende eines Rohrs in das aufgeweitete Ende (in die Muffe) eines anderen und dichtet den Raum zwischen den beiden Rohrenden mit einer Dichtung wasserdicht ab. Die Dichtung wird auf das nicht aufgeweitete Rohrende aufgeschoben oder sie ist eine O-Ring-Dichlung.

Bei der Herstellung eines verstärkten Kunststoffrohrs naclv dem vorstehend beschriebenen kontinuierlichen Verfahren wird die Erzielung einer glatten Oberfläche des Rohrs deutlich erschwert und an der Außenmantelfläche treten beträchtliche Unebenheiten auf. Wenn man daher ein Ende des sich ergebenden Rohrs direkt als nicht erweitertes Rohrende einer Muffenverbindung einsetzt und in eine nach den vorstehend erwähnten, bekannten Verfahren gebildete Muffe einführt, so kommt es zu einer schlechten Haftung der Dichtung an dem nicht aufgeweiteten Rohrende, weil dieses Rohrende eine unebene Außenmantelfläche hat Dies führt zu zwei Problemen. Erstens neigt die Dichtung beim Einstecken des nicht aufgeweiteten Rohrendes in die Muffe dazu, sich zu verschieben. Zweitens sickert das Wasser aus dem unebenen Teil des nicht erweiterten Rohrendes, auch wenn sich die Dichtung nicht verschiebt,

s Aus diesem Grunde hat man bisher häufig das zum Einstecken in die Muffe vorgesehen Rohrende durch Polieren geglättet. Der Polierschritt bei diesem Verfahren wird im allgemeinen chargenwejse durchgeführt; man hat daher den Nachteil, daß die Rohiiierstel- lung nicht kontinuierlich durchgeführt werden kann. Außerdem hat das Verfahren den Nachteil, daß der Polierschritt kompliziert und zeitraubend ist, was die Produktivität herabsetzt, und daß der Arbeitsschritt des Polierens die Verbreitung von Staub verursachte, wodurch die Gesundheit des Personals beeinträchtigt wird. Ein schwerer wiegender Mangel des Verfahrens ist auch die Verminderung der Festigkeit des Rohrs durch die Verdünnung der mit Glasfasern verstärkten Kunststoffschicht auf der AuOenmantelfläche des Rohrendes.

In der JP I 944/74 wird ein Verfahren zum kontinuierlichen Polieren eines verstärkten Kunststoffrohres offenbart, bei dem ein verstärktes Kunststoffrohr, dessen Aushärten in einer ersten Aushärtzone beendet ist, in eine Polierzone gebracht wird, wo die Außenmantelfläche des Rohrs kontinuierlich poliert wird. Dann wird die Lösung eines ungesättigten Polyesterkunstharzes auf die polierte Außenmantelfläche aufgesprüht Anschließend läßt man das Rohr durch

ίο eine zweite Aushärtzone laufen, um die Kunstharzlösung zum Aushärten zu bringen. Bei diesem Verfahren benötigt man zwei Aushärtezonen. Die Mangel dieses Verfahrens liegen in erhöhten Kosten und im erhöhten Platzbedarf für die Aufstellung der Produktionsvorrich tungen. Außerdem tritt zwischen der zuerst ausgehärte ten, verstärkten Kunststoffschicht und der darauf aufgebrachten und später ausgehärteten Schicht aus ungesättigtem Polyester eine Grenzschicht auf. und das Rohr hat eine ungenügende mechacrsche Festigkeit

In der US-PS 36 23 930 wird ein Verfahren zur Formung eines zum Einstecken in eine Muffe vorgesehenen Rohrendes, das eine Ringnut aufweist, offenbart Bei diesem Verfahren wird an einem Rohrende eine mehrteilige Manschette festgeklemmt, die so gebaut ist,

v> daß sich um das Rohr herum ein Schlitz bildet. Dann füllt man ein nicht ausgehärtetes Polyesterkunstharz in den Raum zwischen der Manschette und dem Rohr und härtet dann den Kunststoff aus. Das Verfahren hat jedoch den Mangel, daß die Verfahrensschritte kompli-

w ziert sind und daß der Arbeitsgang chargenweise durchgeführt werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, daß ein Rohrende hoher Festigkeit, mit dem jeweils gewünsch-

v» tem Außendurchmesser und der jeweils gewünschten Gestalt der Außenmantelfläche erzielbar ist

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Auf diese Weise läßt sich sehr einfach ein glattes oder profiliertes Rohrende herstellen, wobei wegen des üblicherweise relativ langsamen Wickelvorgangs der Manschette ohne Schwierigkeiten von Hand angelegt und abgenommen werden kann, ohne daß umfangreiche Einrichtungen erforderlich sind. Gesonderte Arbeits-

μ schritte wie Polieren, justieren von Manschetten zum Auffuttern usw. entfallen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schemati· scher Zeichnungen von mehreren Ausführungsbeispie-

!en näher erläutert. Es zeigt

Fig, 1 eine schemstisehe Darstellung einer Vorrichtung s?ur Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;

F i g, 2 eine Teilansicht der Vorrichtung nach F i g. 1;

Fig,3(a) und 3(b) die in Fig,2 verwendete mehrteilige Manschette in Seiten- bzw, Vorderansicht;

Fig,4 das Verbinden des mittels der mehrteiligen Manschette entsprechend F i g. 2 hergestellten Rohrendes mit einer Muffe;

Fig.5 eine weitere Teilansicht der Vorrichtung nach F ig. U

Fig.6(a) und 6{b) die in Fig.5 verwendeten mehrteiligen Manschetten in Seiten- bzw. Vorderansicht;

Fig.7 das Verbinden des mittels der Manschette nach F i g. 6 hergestellten Rohrendes mit einer Muffe.

In Fig. 1 ist ein rotierender Dorn 1 mit einem hohlen Kern dargestellt. Ein endloses Band 2, vorzugsweise aus Stahl, wird kontinuierlich schraubenförmig um den Dorn 1 gewickelt, wobei die Ganghöhe der Breite des Bandes 2 entspricht. Das endlose Band 2 wird, durch die Drehung des Doms 1 kontinuierlich in Richtung des Dornendes bewegt und kehrt vom Dornende her durch den hohlen Kern des Doms 1 zu dem Punkt zurück, wo das Aufwickeln beginnt. Im Verlauf einer Umdrehung des Doms 1 bewegt sich das endlose Band 2 um eine Ganghöhe in Richtung des Dornendes. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Bandes 2 in der axialen Richtung des Doms 1 ist sehr niedrig und beträgt normalerweise etwa 5 m/h bis 20 m/h. Wenn ein Verstärkungsmaterial 3, d?s mit einem warmhärtbaren Kunststoff durchtränkt ist, kontinuierlich auf das endlose Band 2 gewickelt wird, bewegt sich das Verstärkungsmaterial 3 mit der gleichen Geschwindigkeit wie das endlose Band 2 in ΐϊ Richtung des Dornendes und tritt in eine mittels eines geeigneten Heizgerätes wie z. B. eines Infrarotheizers auf eine festgelegte Temperatur erhitzte Aushärtezone 6 ein. Während des Durchgangs durch die Aushärtezone 6 härtet ier warmhärtbare Kunststoff aus; das Verstärkungsmaterial 3 nimmt daher die Gestalt eines verstärkten Kunststoffrohrs 4 an. Der eingesetzte warmhärtbare Kunststoff ist ein ungesättigtes Polyesterkunstharz oder ein Epoxykunstharz, wobei das ungesättigte Polyesterkunstharz vorgezogen wird. Andererseitswerden als VerstärkungSKaterial Glasseidenstränge eingesetzt.

Wie in F i g. 2 oder 5 dargestellt, wird eine mehrteilige Manschette 5 um das mit einem warmhärtbaren Kunststoff durchtränkte, auf das endlose Band 2 gewickelte Verstärkungsmaterial 3 gelegt, bevor das Verstärkungsmaterial 3 in die Aushärtezone 6 eintritt. Die Manschette 5 wird dicht anliegend festgeklemmt. Sie besteht aus einem hitzebeständigen, leichten, widerstandsfähigen Material wie Aluminium, Eisen oder aus einem hitzebeständigen Kunststoff. Die Innenfläche der Manschette S ist so beschaffen, daß sie die zur Aufnahme einer Dichtung für eine Muffenverbindung bestimmten Außenmantelfläche des Rohrendes die entsprechende Gestalt verleiht. So hat z. B. die w) Manschette 5 eine glatte, zylindrische Innenfläche wie in F i g. 3 gezeigt oder eine Innenfläche gemäß F i g. 6, die in der Außenmantelfläche des Rohrendes eine Nut bildet. Da sich der warmhärtbare Kunststoff vor dem Eintritt in die Aushärtezone 6 noch im unausgehärteten Zustand befindet, wird das Verstärkungsmaterial 3 leicht durch eine äuß<ve Kraft verformt. Nach dem Durchgang durch die Aushärtezone 6 hat die Außenmwuinsb dann ζ,Β, eine glatte, zylindrische Oberfläche gemäß Fig,2, oder eine Oberfläche mit einer Ringnut gemäß Fig,5, Nach dem Verlassen dsr AushPrtezone 6 wird das verstärkte Kunststoffrohr 4 am Endabschnitt des Doms 1 von dem endlosen Band 2 getrennt; an diesem Punkt kehrt das endlose Band 2 durch den hohlen Kern des Dorns 1 zu dem Punkt zurück, wo das Aufwickeln des Bandes 2 beginnt. Die Manschette 5 wird dann vom Kunststoffrohr 4 abgelöst und es wird letzteres mittels eines Schneideapparates 7 ungefähr in der Mitte der Stelle, auf der die Manschette 5 angebracht war, durchgeschnitten. Man erhält auf diese Weise in dem verstärkten Kunststoffrohr 4 zwei Enden der vorstehend beschriebenen Art, die zur Herstellung einer Muffenverbindung in ein erweitertes Rohrende einzustecken sind.

Um bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens das Ablösen des verstärkten Kunststoffrohrs von dem endlosen Band zu erleichtern, kann ein Trennbanö 8 wie z. B. ein Cellophanband oder ein Polyäthylenterephthalatband zwi^iien das endlose Band 2 und das mit dem Kunststoff durchtränkte Verstärkungsmaterial 3 gelegt werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man an einem Punkt, der vor dem Punkt liegt, an dem das Aufwickeln des Verstärkungsmaterials 3 beginnt, ein Trennband 8 wie in F i g. 1 gezeigt um das endlose Band 2 herumwickelt.

Da sich das Verstärkungsmaterial 3 sehr langsam in der axialen Richtung des Dorns bewegt, kann man selbst bei kontinuierlicher Durchführung des Verfahrens die Manschette 5 sehr leicht anlegen bzw. abnehmen. Hierzu kann ein leicht zu bedienender Verschluß 21 gemäß F i g. 3 oder 6 vorgesehen sein, der manuell oder mechanisch automatisch betätigt wird. Um das Ablösen der Manschette 5 zu erleichtern, kann eine mehrteilige Manschette 5 verwendet werdenderen Innenfläche mit einem Trennmittel wie z. B. einem Trennmittel auf Siliconbasis überzogen ist.

Auf das Rohrende, das eine glatte, zylindrische Oberfläche hat und nach dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren hergestellt wurde, wird eine Dichtung 31 gemäß F i g. 4 aufgeschoben und anschließend die Muffe 32 eines anderen Rohrs aufgeschoben. Im Falle eines nach dem in Fig.5 dargestellten Verfahre!¹, hergestellten Rohrendes mit einer Ringnut wird gemäß F i g. 7 in die Nut eine O-Ringdichtung33 eingelegt und dann die Muffe 34 eines anderen Rohres angeschlossen.

Für den Fall, daß ein Rohrende mit einer Ringnut versehen werden soll, wird der Teil des Rohrs, aus dem die Rohrenden geformt werden, mit einer größeren Dicke als der Rest des Rohres hergestellt, indem man einen Überschuß an mit Kunststoff durchtränktem Verstärkungsmaterial 3 zuführt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfuhren ist es auch möglich, ein verstärktes Kunststoffrohr herzustellen, bei dem beide Rohrenden so ausgebildet sind, daß sie in Muffen anderer Rohre eingesteckt werden können. In vielen Fällen zieht man es jedoch vor, ein verstärktes Kunststoffrohr herzustellen, dessen eines Ende als Muffe und dessen anderes Ende erfindungsgemäß verföffnt ist. In diesem Fall wird das vorstehend beschriebene, nicht aufgeweitete Rohrende nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und das mit einer Muffe versehene Rohrende wird nach einem bekannten Verfahren kontinu^:?rlich hergestellt.

Ein Rohrende mit einer Muffe ist in einer Stellung vorgesehen, die sich gerade in der Mitte zwischen zwei aufeinanderfolgenden, erfindungsgemäß hergestellten

Rohrenden befindet; so werden die Rohrenden mit der Muffe und die nicht aufgeweiteten Rohrenden abwechselnd geformt. Wie bei der Herstellung der erfindungsgemäßen, nicht aufgeweitete« Rohrenden, so wird auch das unter Bildung von Muffen verformte Rohr ungefähr in der Mitte des mit den Muffen versehenen Teils mit der Schneidvorrichtung 7 auseinandergeschnitten, wobei man zwei Rohrenden mit Muffe erhält.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, zur Herstellung des verstärkten Kunststoff rohrs 4 nur eine Art von mit warmhärtbarem Kunststoff durchtränkicm Verstärkungsniaterial 3 einzusetzen. Falls gewünscht, kann ein verstärktes Kunststoffrohr 4 mit einer Vcrbundstruklur hergestellt werden, indem man zwei Arten von warmhärtbaren Kunststoffen einsetzt. Bei dieser Ausführungsform bildet man die an der Außenfläche und die an der Innenfläche liegende

Schicht der Verbundstruktur aus mit einem warmhärtbaren Kunststoff verstärkten Glasseidensträngen und die Zwischenschicht 9 entweder aus Silikasand allein oder aus einer Mischung von Silikasand und geschnittenen Glasfasern, die in beiden Fällen mit einem warmhärtbaren Kunststoff durchtränkt sind. In Fig. I wird gezeigt, wie Silikasand, der mit einem warmhärtbarem Kunststoff durchtränkt ist, zur Bildung der Zwischenschicht 9 aus einem Trichter zugeführt wird. Darauf wird ein mit einem warmhärtbarem Kunststoff durchtränkte«. Vcrslilrkungsmatcrial 10 aufgebracht, aus dem durch Aufwickeln die Schicht an der Außenfläche gebildet wird. Die Innenschichl wird beim Herstellen einer derartigen Verbundstruktiir aus dem mit einem warmhärtbaren Kunststoff durchtränkte Verstarkiings· material i gewickelt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von verstärkten Kunststoff rohren mit einer zur Aufnahme einer Dichtung für eine Muffenverbindung geformten Außenmantelfläebe an einem Rohrende, bei dem ein mit einem warmhärtbaren Kunststoff getränktes Verstärkungsmaterial auf einem Dorn zu einem Rohr gewickelt, das Rohr durch Drehen des Domes kontinuierlich in Richtung des Dornendes bewegt, anschließend ausgehärtet und danach abgelängt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aushärten im Bereich des zu formenden Rohrendes um das Rohr eine geteilte, die AuOenmantelfläche verformende Manschette dicht anliegend festgeklemmt und nach dem Aushärten wieder entfernt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die geteilte Manschette (5) eine glatte, zylindrische innenfläche hat

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der geteilten Manschette (5) einen umlaufenden Wulst zur Bildung einer Nut am Rohrende aufweist.