DE2857331A1 - Pipe coupling with pipe registering means - Google Patents

Description

DH.-ING. DIPL-INS. M. SC. Ol PL-PH YS. OR. OIPL.-PHYS. DR.

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER BOEHME

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

..2τ Anmelder: Owens-Corning Fiberglas Corp.

2i7 August 1979 ^^nJ⁰^*

^ Toledo, Ohio, USA

BESCHREIBUNG

Rohrkupplung mit Rohr ausri chtungsmitteln

Kurze Zusammenfassung der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Rohrkupplungen und spezieller auf Rohrkupplungen 98 aus glasfaserverstärktem Harz für Rohre, wobei Rohrausrichtmittel 98a an der Rohrkupplung angeformt sind, jedoch weniger fest an der Rohrkupplungsstruktur befestigt sind, so daß der Rest der Kupplung 98 noch intakt ist und eine gute Verbindung herstellbar ist, auch wenn der Ausrichtteil der Rohrkupplung auf einem Rohr 99 beschädigt ist.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung solcher Rohrkupplungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Wagens

und drehbarer Formen gemäß der Erfindung vor einer Faseraufwindstation, wobei Teile weggeschnitten sind;

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Figur 2 ist eine Endseitenansicht eines gemäß der Erfindung aufgebauten Wagens vor der Installation der Formhälften, wobei man von der Seite auf den Wagen sieht, die der gegenüberliegt, an welcher der Wagen mit der Welle eines Antriebsmechanismus verbindbar ist;

Figur 3 eine Seitenansicht mit teilweise geschnittenen Partien, gesehen von der linken Seite der Figur 2, wobei man den Wellenantriebsmechanismus an der Faseraufwindstation und die aufgesetzten Formhälften erkennt;

Figur 4 eine Schnittansicht längs Linie 4 - 4 ' in Figur 3;

Figur 5 eine Ansicht eines der segmentierten Nutformringe, die lösbar an einer Formhälfte befestigbar sind;

Figur 6 eine vergrößerte Schnittansicht Längslinie 6 - 6 in Figur 5;

Figur 7 eine teilweise verdrehte Schnittansicht Längslinie 7-7 in Figur 4 und

Figur 8 eine Teillängsschnittansicht durch eine Rohrkupplung mit einem gemäß der Erfindung aufgebauten Kupplungselement.

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Detaillierte Beschreibung

In der Zeichnung ist in den Figuren 1 bis 3 ein gemäß der Erfindung aufgebauter Wagen 10 dargestellt. Der Wagen 10 umfaßt einen Rahmen 11, der von vier schwenkbaren Rollen 12 getragen Γ wird. Wie aus Figur 3 ersichtlich, ist an einem Ende des Rahmens 11 neben einem Antriebsmechanismus 16 ein Gehäuse 14 montiert. Innerhalb des Gehäuses 14 sind am oberen Teil eines geeigneten Gestells zwei Lager 18 im Abstand voneinander und gegeneinander ausgerichtet angeordnet. Eine Antriebswelle 20 ist in den Lagern 18 drehbar gelagert und führt durch das Gehäuse 14 hindurch. Ein Endteil der Antriebswelle 20 neben dem Antriebsmechanismus 16 ist mit einer Antriebswelle 22 des Antriebsmechanismus 16 verbindbar, das andere Endteil der Antr-iebswelle 20 trägt eine im wesentlichen zylindrische Formhälfte 24.

In der Nähe des anderen Endes des Rahmens 11 ist ein Schlitten 26 auf zwei Führungsstangen 28 hin- und herverschieblich gelagert, wobei die Führungsstangen 28 jeweils an gegenüberliegenden Enden in zwei am Rahmen 11 gehaltenen Lagerböcken 30 gehalten sind. Auf jeder Führungsstange 28 sind im Abstand voneinander jeweils zwei Gleitbuchsen 32 hin- und herverschieblich gelagert und mit dem unteren Teil eines geeigneten Gestells des Schlittens 26 verbunden, welches Gestell sich in einem Gehäuse 34 des Schlittens befindet. Zwei im Abstand zueinander angeordnete und gegeneinander ausgerichtete Lager 36 sind im oberen Bereich des Gestells des Schlittens 26 gehalten. Eine Antriebswelle 38 ist in den Lagern 36 drehbar gelagert und führt durch das Gehäuse 34 hindurch. Ein Fixierarm 40 ist an dem Ende des Gehäuses 34 befestigt, das am weitesten vom Gehäuse 14 entfernt ist. Ein Fixierstift 42 kann durch ein Endteil der Antriebswelle 38 und durch einen Flansch des Fixierarmes 40 hindurchgesteckt werden, wenn dies gewünscht wird, um eine Drehung der

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Antriebswelle 38 zu verhindern, sobald die Antriebswelle 20 nicht mit der Antriebswelle 22 des Antriebsmechanismus 16 verbunden ist. Eine im wesentlichen zylindrische Formhälfte 44 ist auf dem anderen Endteil der Antriebswelle 38 angeordnet. Jede der Formhälften 24 und 44 hat einen Schiebering 46, der lösbar auf dem äußeren Umfang der Formhälfte gehalten ist, und zwar an einem Ende derselben, welches von der anderen Formhälf-' te entfernt ist. Weiterhin hat jede Formhälfte einen segmentiert ten Nutformring 48, der lösbar mit der Formhälfte verbunden ist, und zwar auf dessen äußerer Umfangsfläche im wesentlichen · in der Mitte der Formhälften.

Der Antriebsmechanismus 16 umfaßt ein Gehäuse 50 und ein geeignetes Gestell darin zur Aufnahme eines Motors 52, eines Getriebes 54 mit einer Ausgangswelle 56 und mit zwei im Abstand zueinander angeordneten, gegeneinander ausgerichteten Lagern 58 für die Antriebswelle 22. Die Antriebswelle 22 und die Welle 56 sind über geeignete Zahnräder und eine endlose Kette oder über geeignete Riemenscheiben und einen Endlosriemen miteinander gekoppelt.

Wenn die Antriebswelle 20 des Wagens 10 mit der Antriebswelle 22 des Antriebsmechanismus 16 gekoppelt ist und wenn die Formhälften 24 und 44 zusammengespannt sind, dann dreht der Motor 52 beim Einschalten die Formhälften zum Aufwinden von Fasern, wie dies schematisch in Figur 1 dargestellt ist, wobei eine Vielzahl von Fäden 62 aus kontinuierlichen Glasfasern über eine Rolle 64 geführt werden, in ein einziges Fadenbündel 66 zusammengefaßt werden, in einen mit flüssigem Harz gefüllten Behälter 68 getaucht werden, unter einer im Behälter angeordneten (nicht dargestellten) Walze hindurchgezogen und zwischen zwei das überschüssige Harz abquetschenden Walzen 70 hindurch aus dem Behälter

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herausgezogen werden, durch ein Führungsauge 72 an einem Arm 74 hindurchgeführt und um die Formhälften 22 und 24 gewickelt : -■ werden. Der Arm 74 ist in gesteuerter Weise in der Achsenrich- ^ tung der Wellen 20 und 38 durch nichtdargestellte Steuermittel bewegbar, so daß auf den Formhälften 22 und 24 eine Rohrkupplung, aus einem glasfaserverstärkten, wärmehärtenden Harz durch das ; Aufwickeln der Fasern aufgebaut wird.

Figur 4 zeigt die Formhälfte 24 und Figur 7 zeigt die Formhälf-, ; ; ten 24 und 44 in zusarnmengespannter Form. Eine Gußmontageplatte 76 mit vier jeweils um 90 gegeneinander versetzten Winkelstücken 76a ist auf einem Ende der Antriebswelle 20 mit geringerem Durchmesser montiert und dadurch mit dem Teil der Welle mit dem vollen Durchmesser fest verbunden, daß die Winkelstücke mit der Welle in dem Bereich des vollen Durchmessers verschweißt sind. Eine entsprechende Montageplatte 78 mit Winkelstücken 78a ist in gleicher Weise auf dem Endbereich der Welle 38 befestigt. Die im wesentlichen zylinderförmigen Formhälften 24 und 44 sind an einem Ende geschlossen. Ein flacher Montagebereich 24a der Formhälfte 24 ist zwischen der Montageplatte 76 und einer Klemmplatte 80 angeklemmt, welch letztere einen eine durchgehende Öffnung aufweisenden zentralen Vorsprung 8oa, der auf den verjüngten Bereich der Welle 20 aufgeschoben ist und vier durchbohrte und ein Innengewinde aufweisende Vorsprünge 80b trägt, die um 90° gegeneinander versetzt sind und in den Montagebereich 24a eintreten.· Vier Gewindebolzen 82 sind in die Vorsprünge 80b eingeschraubt und klemmen so den Montagebereich 24a zwischen den Platten 76 und 80 fest. In gleicher Weise ist ein ebener Montagebereich 44a der Formhälfte 44 zwischen einer Montageplatte. 78 und einer Klemmplatte 84 eingeklemmt, welche einen durchbohrten zentralen Vorsprung 84a,der auf das verjüngte Ende der Welle 38 aufgeschoben ist, und vier durchbohrte und ein Innengewinde auf-

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weisende Vorsprünge 84b trägt, welche um 90° gegeneinander versetzt sind und in den Montagebereich 44a eindringen. Vier Gewindebolzen 86 sind in die Vorsprünge 84b eingeschraubt und klem-. men den flachen Bereich 44a zwischen den Platten 78 und 84 fest.

Die Montageplatte 78 weist auf ihrer Außenseite zwei durchbohr-, te und ein Innengewinde tragende Vorsprünge 78b auf, die gegen~ einander um 180° versetzt sind. Zwei Gewindespindeln 88, von denen jede einen Handknopf 88a trägt, sind in die Vorsprünge 78b eingeschraubt und halten die Formhälften 24 und 44 zusammen.

Der zylindrische Bereich jeder der beiden Formhälften 24 und 44 ist auf seiner Innenseite mit drei jeweils um 120 gegeneinander versetzten Verankerungsfahnen 90 versehen, die in der weiter unten erläuterten Form zur Entfernung der geformten Rohrkupplung von den Formhälften dienen.

Der Schiebering. 46 jeder Formhälfte ist auf der äußeren Mantelfläche derselben neben dem offenen Ende der Formhälften mit Hilfe von vier Bolzen 92 lösbar befestigt, welche gegeneinander um 90° versetzt sind und denen Muttern 94 zugeordnet sind.

Einer der segmentierten Nutformringe 48 ist in Figur 5 dargestellt. Er umfaßt ein kurzes Segment 48a sowie zwei längere Segmente 48b und 48c. Die Endflächen des Segmentes 48a liegen in parallelen Ebenen, so daß man das Segment 48a entfernen kann, indem man es radial nach innen zieht. Das Segment 48a weist auf seiner Innenseite zwei im Abstand zueinander angeordnete Gewindeblindlöcher 48d auf, jedes der Segmente 48b und 48c ist mit drei solchen Gewindeblindlöchern versehen, von denen eines in Figur 6 am besten dargestellt ist. Die Ringsegmente sind

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an der Außenfläche der Formhälften 24 und 44 mittels Rändelschrauben 95 gehalten, die in die Gewindeblindlöcher 48d eingeschraubt sind und die mit Sicherungsmuttern 96 versehen sincl·.

Die erfindungsgemäß hergestellte Rohrkupplung 98 ist in Figur 3 zusammen mit zwei Rohren 99 und 100 dargestellt. Dichtringe 101 und 102 aus elastomeren Material befinden sich in den Nuten, die in der Kupplung 9 8 durch die Nutformringe ausgebildet sind. Die Kupplung 98 umfaßt einen zentralen Ausrichtbereich 98a, der nur teilweise mit dem Rest der Kupplung verbunden ist, und zwar infolge der Anwesenheit eines Kunststoffilmstreifens 104. Eine Oberflächenmatte 106 und eine nichtgewebte Matte 107 befinden sich in der Nähe der inneren Fläche der Kupplung 98 zwischen den Dichtringen 101 und 102. In der Mitte der Wandstärke der Rohrkupplung 98 befindet sich ferner eine Matte 108 aus verwebten Glasfaserrovings, die sich im wesentlichen über die gesamte Breite der Kupplung 98 erstreckt. Der Rest der Kupplung 98 besteht aus Harz und Glasfaserwindungen.

Wenn die Formhälften 24 und 44 mittels der Gewindespindeln 88 zusammengespannt sind, wenn die Schieberinge 46 und die Nutformringe 48 in ihrer Position befestigt sind, wenn der Fixierstift aus der Antriebswelle 38 herausgezogen ist und wenn die Antriebswelle 20 mit der Antriebswelle 22, vorzugsweise über ein Kardangelenk, verbunden ist, werden mit isothalJschem Harz imprägnierte, kontinuierliche Glasfasern in die Nut an der Verbindungsstelle der Formhälften gewickelt, so daß der mittlere Justieranschlagsbereich 98a der Rohrkupplung 98 gebildet wird. Eine Bedienungsperson wickelt dann von Hand den Plastikfilmstreifen über die ausgefüllte Nut, wobei dieser Streifen vorher auf die richtige Länge zugeschnitten worden ist. Anschließend wickelt

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sie die Oberflächenmatte 106 und die nichtgewebte Matte 107 auf die Formhälften, wobei diese Matten vorher auf die richtige Länge zugeschnitten und mit einem Bisphenol-Harz gesättigt worden sind. Mit isothalischem Harz aus dem Behälter imprägnierte, kontinuierliche Glasfasern werden dann über die Matten 107, die Nutformringe 48 und die Bereiche der Formhälften zwischen den Ringen 4 8

und den Schiebering 46 gesteuert aufgebracht, so daß die Rohrkupplung 9 8 etwa zur Hälfte aufgebaut wird. Dann werden die gewebten Rovingmatten 108, die vorher auf Länge geschnitten worden sind, diesmal jedoch ohne Harzimprägnierung, auf die zur Hälfte ausgebildete Rohrkupplung aufgewickelt. Schließlich werden kontinuierliche Glasfasern, die mit isothalischem Harz imprägniert sind, über die Matte 108 gesteuert aufgewickelt, so daß die Formung der Rohrkupplung 98 beendet wird. Die Wellen 20 und 22 werden dann voneinander getrennt und der Wagen 10 wird von der Faseraufwickelstation zu einer Aushärtstation geschoben, an welcher eine elektrische Heizung das Harz der Rohrkupplung trocknet und aushärtet. Der Wagen 10 wird dann einer Produktentfernungsstation zugeführt, in welcher der Zylinder eines (nicht dargestellten) pneumatischen Kolbenzylinderaggregates zunächst an einer der Verankerungsfahnen90 eier Forrahälfte 44 befestigt wire. Die die beiden Formhälften miteinander verbindenden Spindeln und die Schrauben 95 sowie die Bolzen 92 werden aus beiden Formhälften entfernt. Ein Kolben des pneumatischen Kolbenzylinderaggregats wird dann gegen den Schiebering 46 auf der Formhälfte 44 gepreßt, um die Formhälfte von der Rohrkupplung 98 abzuziehen, während der Schlitten 26 längs der Führungsstangen 28 zurückgezogen wird. Der Zylinder des pneumatischen Kolben-Zylinder-Aggregates wird dann an einer der Verankerungsfahnen 90 der Formhälfte 24 befestigt und der Kolben wird gegen den Schiebering der Fonnhälfte 24 gepreßt, um den Schiebering und die Rohrkupplung 98 längs der Formhälfte 24 zu verschieben und dabei die Rohrkupplung zu lösen. Die Rohrkupplung 98 wird dann vom V7agen 10 abgenommen und die Schrauben 95 werden wieder in die Ring-

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segmente 48a, 48b und 48c eingeschraubt« Durch Ziehen an den Köpfen der Schrauben 95 können die Ringsegmente 48a aus der : . Rohrkupplung herausgezogen werden, wonach die Segmente 48b und. 48c leichter entfernt werden. Die Ringsegmente werden dann wieder auf den Formhälften 24 und 44 zusammen mit den Schieberingen 4b befestigt und die Formhälften werden durch die Gewindespindel 83 mittels der Handknöpfe 88a wieder zusammengespannt. Der- Wagen 10 kann dann wieder zurück zur Aufwindstation geschoben werden_f und die Wellen 20 und 22 können zur Herstellung einer weiteren Rohrkupplung 98 miteinander verbunden werden.

Der Filmstreifen 104 verhindert, daß der zentrale Justieranschlagbereich 98a fest mit dem Rest der übrigen Rohrkupplung verbunden wird. Wenn beim Einsetzen der Rohre, etwa der Rohre 99 und 100,. der zentrale Justieranschlagbereich 98a angestoßen wird, dann bleibt der Rest der Rohrkupplung unversehrt und eine gute Verbindung wird erzielt.

Es würde auch im Bereich der Erfindung liegen, die segmentierten Nutformringe 48 durch einstückige Ringe aus elastomerem Material zu ersetzen, die nicht durch Schrauben 95 auf den Formhälften 24 und 44 an ihrem Ort gehalten werden müßten.

Verschiedene andere Modifikationen der Rohrkupplung und des gezeigten und beschriebenen Verfahrens können vorgenommen werden, ohne daß man vom Geist und Umfang der Erfindung abweicht.

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Claims (13)

A 43 709 u u - 123 21. August 1979 - 10 - Ansprüche

1. Eine Rohrkupplung mit einem im wesentlichen zylindrischen, hohlen Körper (98) aus glasfaserverstärktem, wärmehärten-dem Harz und getrennt davon geformten Rohrausrichtungsmitteln (98a) aus glasfaserverstärktem, wärmehärtendem Harz, die im wesentlichen zwischen den gegenüberliegenden Endflächen der Rohrkupplung radial von dem Körper (98) nach innen ragen, wobei die Rohrausrichtungsmittel (98a) weniger als vollständig mit dem Körper (98) verbunden sind.

2. Eine Rohrkupplung nach Anspruch 1_f bei welcher die Rohrausrichtungsmittel (98a) im wesentlichen mit dem Körper (98) unverbunden sind.

3. Eine Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, welche einen Plastikfilmstreifen (104) zwischen dem Körper (98) und den Rohrausrichtungsmitteln (98a) umfaßt.

4. Eine Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei der Körper (98) Glasfaserwindungen (66) aufweist.

5. Eine Rohrkupplung nach Anspruch 4, wobei der Körper (98) in der Nähe gegenüberliegender Endflächen je eine innere Ringnut zur Aufnahme von Dichtringen (101, 102) aufweist.

6. Eine Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3,

bei welcher der Körper (98) neben der Innenfläche eine Oberflächenmatte (106) aufweist.

7. Eine Rohrkupplung nach Anspruch 6, bei welcher der Körper

(98) eine nichtgewebte Matte (107) neben der Oberflächenmatte (106) aufweist, welche diese umgibt.

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8. Eine Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3,

bei welcher der Körper (9 8) eine Matte (108) aus verwebten
Glasrovings enthält.

9. Eine Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3,

bei welcher die Rohrausrichtmittel (98a) Glasfaserwickluncen
(66) enthalten.

10. Ein Verfahren zur Herstellung zylindrischer Rohrkupplungen, :
bei welchem man kontinuierliche, mit aushärtbarem, flüssige^ Harz imprägnierte Glasfasern (66) in eine Ringnut an der
Verbindungsstelle von zwei drehbar angeordneten, trennbaren,
im wesentlichen zylinderförmigen Formhälften (24, 44) wickelt,
auf die von den Formhälften gebildete Form eine mit einem
aushärtbaren, flüssigen Harz imprägnierte Oberflächenmatte
(106) aufbringt, auf die Oberflächenmatte (106). kontinuierliche, mit aushärtbarem, flüssigem Harz, imprägnierte Glasfasern (66) in Form einer Abdeckschicht aufwickelt, eine Mat- ; te (108) aus verwebten Glasrovings auf die Abdeckschicht ; über der Oberflächenmatte (106) aufbringt, kontinuierliche, · ; mit aushärtbarera, flüssigem Harz imprägnierte Glasfasern i

(66) in Form einer Abdeckschicht über die verwebte Glasfaser- !

rovingmatte (108) wickelt, das Harz aushärtet und dabei ei- \

ne Rohrkupplung (98) bildet, eine der Formhälften (44) von j

der Rohrkupplung (98) entfernt und die Rohrkupplung (98) j

von der anderen Formhälfte (24) entfernt. ■ I

11. Ein Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem man einen Kunst- [ stoffilmstreifen (104) über die Glasfasern (66) in der Ring- [ nut wickelt, ehe man die Oberflächenmatte (106) aufbringt. ί

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12. Ein Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem man eine

mit aushärtbarem, flüssigem Harz imprägnierte, nichtgewebte Matte (107) über die Oberflächenmatte (106) wickelt, ehe man die Abdeckschicht aus Glasfasern (66) über die Oberflächenmatte (106) wickelt.

13. Ein Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem man einen Kunststoffilmstreifen (104) über die Glasfasern (66) in der Ringnut wickelt, bevor man die Oberflächenmatte (106) aufbringt.

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