DE2942913A1

DE2942913A1 - Rohrteil mit flansch

Info

Publication number: DE2942913A1
Application number: DE19792942913
Authority: DE
Inventors: Mannes Grendelmann
Original assignee: Wavin BV
Current assignee: Wavin BV
Priority date: 1978-10-31
Filing date: 1979-10-24
Publication date: 1980-05-14
Also published as: IT1124900B; SU1034616A3; CA1138790A; FI68717C; GB2033992A; IT7927003A0; GB2033992B; NL7810838A; US4330016A; SE442772B; PL117706B1; SE7908934L; FR2440509B1; AT371230B; FI68717B; BR7907053A; ATA703379A; NL175755C; DE2942913C2; IE792082L

Description

Rohrteil mit Flansch

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rohrteil mit einem diesem aus einem Stück bestehenden Flansch aus faserverstärktem Kunststoff, insbesondere mit einer Verstärkung aus Glasfasern.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrteils mit einem mit diesem aus einem Stück bestehenden Flansch aus faserverstärktem Kunststoff durch das Ubereinanderordnen von Faserverstärkungslagen und flüssigem Kunstharz in einer Flanschform und anschließende Wärmehärturg des Harzes.

Ein mit einem Flansch aus faserverstärktem Kunststoff versehener Rohrteil und ein Verfahren zur Herstellung des Rohrteils sind bereits bekannt. Bei dem bekannten Rohrteil besteht der Flansch aus einer Mehrzahl von übereinandergelegten imprägnierten Glasfasermatten aus gewebten oder ungewebten Fasern.

Um einen Rohrteil mit einem derartigen Flansch zu versehen, müssen kunstharzgetränkte Glasmatten, gleichgültig ob gewebter oder ungewebter Art, in eine Form eingesetzt werden. Derartige gewebte oder ungewebte Glasmatten erstrecken sich alsdann einerseits parallel zu dem Flansch und andererseits in einer parallel zu der Achse des Rohrteils verlaufenden Richtung. Eine derartige

030020/0624

Herstellung hat den Nachteil, daß sie sehr zeitraubend ist.

Es sind Versuche angestellt worden, einen Flansch derart herzustellen, daß mit flüssigem Kunstharz imprägniert« glatte oder Schiaufenrovings radial um einen Dorn gewickelt werden. Obgleich hierbei im Vergleich zu der Herstellung der Flansche mittels harzimprägnierter, ge-

oder ungewebter,
webter/ sich einerseits parallel zu der Flanschfläche und andererseits parallel zu der Rohrteilachse erstreckender Glasmatten eine beträchtliche Zeiteinsparung erreicht wird, ist die Widerstandsfähigkeit der derart erhaltenen Flansche in axialer Richtung eindeutig unzureichend. Es sind praktisch keinerlei sich in axialer Richtung erstreckende Fasern vorhanden, während sich zudem die Glasfaserlagen leicht übereinander verschieben.

Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, einen faser verstärkten Rohrteil mit daran angeformten Flansch und ein Verfahren zu dessen Herstellung vorzusehen, bei denen sich die vorerwähnten Nachteile nicht ergeben.

Dieser Aufgabe wird bei einem Rohrteil der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.

Die Faserverstärkungslagen bestehen vorzugsweise aus in radialer Richtung gewickelten Fasern und aus sich in

030020/0624

axialer Richtung erstreckenden Fasern, wobei die Breite der Faserverstärkungslage in der Form eines faserverstärkten Gewebes in einer flach ausgebreiteten Stellung diejenige des fertigen Flansches überschreitet. Durch di Verwendung dieser Faserverstärkungslagen bei einem Flansch ergibt sich ein unebenes übereinanderliegen dieser Verstärkungslagen, wodurch die für ein Abscheren der Lagen erforderlichen axialen Scherkräfte weit höher liegen als bei der Anwendung von glatten Rovings oder sich genau konzentrisch erstreckenden Faserverstärkungslagen.

Bei dem erfindungsgemäßen Rohrteil kann der Flansch erheblich schneller, nämlich etwa in einem Fünftel der Zeit, hergestellt werden. Ferner hat der Flansch eine weit höhere Widerstandsfähigkeit und eröffnet die Möglicnkeit zur Serienfertigung.

Die Faserverstärkungslage bzw. -lagen verlaufen ungleichmäßig, wobei einer der beiden Ränder der Lagen nach inner umgebogen ist, so daß die Flächen der Faserverstärkungslagen sich nicht völlig parallel zu denen jeweils benachbarter Lagen erstrecken. Dies trägt ganz erheblich zu der hohen Widerstandsfähigkeit des erfindungsgemäßen Flansches bei.

Zumindest eine Faserverstärkungslage ist zweckmäßig auf den beiden Flanschseiten nach innen umgebogen, so daß

030020/0624

eine äußerst hohe Widerstandsfähigkeit erreicht wird.

Die Faserverstärkungslagei bestehen zweckmäßig aus Glasfasern.

Das ferner nach der Erfindung vorgesehene Verfahren zur Herstellung eines Rohrtefls mit daran einstückig angeformtem Flansch aus faserverstärktem Kunststoff geht aus von einem solchen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9 und ist mit seinen wesentlichen Schritten im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegeben.

Beim Wickeln eines erfindungsgemäßen Flansches kann der Einschluß von Luft dadurch vermieden werden, daß lediglich eine Fläche der Faserverstärkungslagen mit Kunstharz imprägniert wird, und zwar diejenige, die mit einer zuvor angeordneten, nicht mit Kunstharz imprägnier ten Fläche einer Faserverstärkungslage in Berührung kommt.

030020/0624

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung näher veranschaulich ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Rohr teils mit einem Flansch, in vergrößertem Maßstab,

Fig. 2 das erste Stadium der Herstellung eines Rohrteils mit einem Flansch nach der Erfindung,

Fig. 3 die Flanschbildung nach der Erfindung mit einer entsprechenden Flanschform, und

Fig. 4 einen abgebrochenen Querschnitt eines Gewebestreifens.

Die Fig. 1 zeigt einen Rohrteil 1 mit einem damit aus einem Stück bestehenden Flansch 2 aus wärmehärtbarem Harz, z.B. Polyesterharz. Im Rohrteil 1 und entlang seine Innenseite 3 erstrecken sich Lagen 4,4a,4b von aus Glasfasern bestehenden Gewebestreifen. Anstelle der faserverstärkten Streifen können die Lagen 4,4a,4b auch aus Rovings bestehen, vorausgesetzt, daß diese kreuzweise und unter einem Winkel gewickelt sind.

Der Flansch 2 umfaßt eine Mehrzahl von übereinanderliegenden, spiralförmig gewickelten Verstärkungslagen, dit

030020/0624

aus einem gewebten Glasfaserstreifen bestehen. Diese Lagen sind mit 5,5a,5b,5c etc. bezeichnet.

Da die Breite des zum Verstärken des Flansches 2 gewebte Glasfaserstreifens 5 die yon dem Abstand zwischen einer Flanschwand 6 und der anderen Flanschwand 7 bestimmte Breite des Flansches 2 überschreitet, werden die Ränder des gewebten oder geflochtenen Streifens 5 entweder in der Nähe der Flanschwand 6 und/oder in der Nähe der Flanschwand 7 nach innen umgebogen und bilden somit einwärts gebogene Teile 8a,8b. Der geflochtene oder gewebte Streifen 5 kann auch uneben zwischen den Flanschwänden 6 und 7 angebracht werden und somit Teile 8c bilden, die im Abstand zu der Achse des Flansches angeordnet sind und den Abstand benachbarter Teile 8d und 8e des gewebten oder geflochtenen Streifens 5 in Bezug auf die Flanschachse überschreiten.

Die Breite des gewebten glasfaserverstärkten Streifens 5 kann naturgemäß so bemessen sein, daß lediglich an einem Rand ein nach innen gebogener Randteil 8a oder 8b entstel Es werden jedoch eine Breite und Anordnung des gewebten Streifens, bei denen entweder einwärts gebogene Randteile des Verstärkungsstreifens an den beiden Wänden 6 und 7 des Flansches gebildet werden, oder aber Verstärkungsstreifen bevorzugt, die äußerst ungleichmäßig bzw. uneben zwischen den Wänden 6 und 7 des

Ö30020/0624

Flansches 2 angeordnet sind. Da es naturgemäß nicht möglich ist, daß für das Verstärken verwendete gewebte glasfaserverstärkte Streifen einander genau entsprechende nach innen abgebogene Ränder aufweisen, wird eine äußerst ungleichmäßige Anordnung der gewebten, glasfaserverstärkten Streifen erreicht. Hierzu wird auf die in Fig. 1 veranschaulichte Verstärkungslage 5c verwiesen, aus der klar hervorgeht, daß der gewebte Streifen auch in dem mittleren Teil 8c des Flansches 2 äußerst faltig eingeordnet ist. Die einwärts gebogenen Ränder und die unebene Lage des gewebten, glasfaserverstärkten Streifens ergeben eine optimale Widerstandsfähigkeit des Flansches.

Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Flansches erfolgt wie nachstehend erläutert:

Mit Harz (z.B. Polyester) imprägnierte Glasfasergewebe 4 werden derart auf einen Dom 9 gewickelt, daß sich das Gewebe zu einer mit dem Dorn 9 verbundenen Stirnplatte 10 erstreckt. Der Dorn 9 kann aus Metall, jedoch

aus
auch/ einem Rohrteil, z.B. einem glasfaserverstärkten

Rohrteil, bestehen.

Nach Aufwickeln des harzimprägnierten Glasfasergewebes 4 auf dem Dorn 9 wird ein Formteil 11 mit einem Flansch-teil 12 über den Dorn 9 und die darauf angebrachten imprägnierten Gewebestreifen geschoben. Durch das

030020/0624

ORIGINAL INSPECTED

Aufbringen des Formteils 11 wird eine Flanschform 13 zwischen der Platte 10 und dem Flansch 12 des Formteils 11 gebildet, um den Kunststofflansch 2 zu formen. Beim Aufschieben des Formteils 11 verschieben sich die verschiedenen Lagen 4,4a,4b geringfügig übereinander hinweg und stauchen sich damit an der Platte 10.

Anschließend wird ein gewebter Glasfaserstreifen spiralförmig in der Flanschform 13 gewickelt, bis der gewünscht* Außendurchmesser des Flansches erreicht worden ist. Da die Breite des zum Bilden des Flansches verwendeten Glasfaserstreifens die Breite der Flanschform überschreitet, ergibt sich eine sehr unebene Anordnung des Gewebestreifens und damit eine optimale Widerstandsfähigkeit des Flansches. Es werden insbesondere einwärts gebogene Randbereiche 8a und/oder 8b des Glasfasergewebestreifens und/oder ungleichmäßig verlaufende Mitteilteile 8c geschaffen.

Wie vorstehend beschrieben besteht die für das Formen des Flansches verwendete Verstärkungslage aus einem Verstärkungsgewebe, insbesondere einem gewebten oder geflochtenen Band oder Streifen aus Glasfasern.

Der Rohrteil 1 kann vorteilhaft mit einen Rohrstück verbunden werden, um dieses auf diese Weise mit einem Verbindu-ngsflansch zu versehen.

030020/0624

Es hat sich gezeigt, daß ein erfindungsgemäß erhaltener Flansch aufgrund des spiralförmigei Wickeins des Verstärkungsbandes bzw. -Streifens fünf mal so schnell wie bekannte. Flansche hergestellt werden kann, wobei er außerdem mehr serienmäßig als die bekannten, von Hand hergestellten Flansche produziert werden kann.

Bei dem spiralförmigen Aufwickeln des gewebten Streifens oder Bandes aus Glasfaser, wird lediglich die Fläche 13a des Streifens mit einer Harzschicht 15 überzogen, während die Oberfläche 14 des gewebten Glasfaserstreifens unbeschichtet bleibt (s. Fig. 4) . Auf diese Weise wird ein Flansch erzeugt, bei dem keinerlei Lufteinschlüsse auftreten.

Es können jedoch nonwoven Glasmatten zwischen gawebten Glasfaserstreifen untergebracht werden.

Das Vorhandensein gewebter Streifen ist jedoch wesentlich, um Luft aus dem gewickelten Material zu entfernen, da Lufteinschlüsse Materialfehler erzeugen.

Die Breite der Verstärkungsschicht überschreitet diejenige des fertigen Flansches zweckmäßigerweise um 5 bis 80%, vorteilhaft um 20 bis 60% und vorzugsweise um etwa 40 bis 50%.

030020/0624

INSPECTED

ι ⁿ

Leerse

Claims

Busse & Busse

Patentanwälte

WAVIN B.V. Dipl.-Ing. Dr. iur. V. Busse

Dipl.-Ing. Dietrich Busse Händellaan 251, 8031 EM Zwolle, Niederlande Dipl.-ing. Egon Bünemann

D-4 500 Osnabrück

GroShandelsring 6 Poattnch 1226 Fernsprecher (05 «1) 58 60 81 u 58 60 82 Telegramme: patgewar Osnabrück

23. Okt. 1979 DB/Ka

Ansprüche:

1.' Rohrteil mit einem mit diesem aus einem Stück bestehenden Flansch aus faserverstärktem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (2) eine Mehrzahl von sich in Umfangsrichtung erstreckenden Verstärkungslagen (5,5a,5b,5c) aufweist, wobei sich der Abstand von zumindest einer Faserverstärkungslage in Bezug auf die Achse des Rohrteils (1) über die Breite der Faserverstärkungslage ändert.

2. Rohrteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserverstärkungslage (5,5a,5b,5c) zusätzlich zu in radialer Richtung gewickelten Fasern sich in axialer Richtung erstreckende Fasern aufweisen.

3. Rohrteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserverstärkungslagen aus einem Verstärkungsgewebe (5,5a,5b,5c) bestehen.

4. Rohrteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserverstärkungslagen (5,5a,5b, 5c) aus einem gewebten oder geflochtenen, vorzugsweise aus Glas-

030020/0624

fasern bestehendem Band oder Streifen bestehen.

5. Rohrteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in flach ausgebreiteter Stellung gemessene Breite der Verstärkungslaqen (5,5a,5b,5c) die Breite des fertiaen Flansches (2) überschreitet.

Rohrteil nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 5. dadurch Gekennzeichnet, daß die Faserverstärkung lagen (5,5a,5b,5c) zu einer Seite der Flanschwand und vorzugsweise zu beiden Seiten (6,7) der Flanschwand nach innen abgebogen sind.

7. Rohrteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine
Faserverstärkungslage in axialer Richtung wellig oder faltig angeordnet ist.

8. Rohrteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem dem
Flansch folgenden Bereich des Rohrteils (1) in axialer Richtung erstreckende Faserverstärkungslagen (4,4a,4b) Wellungen aufweisen.

9. Verfahren zur Herstellung eines Rohrteils mit
daran angeformtem Flansch aus faserverstärktem Kunst-

030020/0624

stoff durch Ubereinanderanordnen von Faserverstärkungslagen und flüssigem Kunstharz in einer Flanschform und anschließende Wärmehärtung des Harzes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von sich in Umfangsrichtung erstreckenden Faserverstärkungslagen angebracht wird, die sich zum Umfang des Flansches erstrecken und bei denen der Abstand von zumindest einer Faserverstärkungslage in Bezug auf die Achse des Rohrteils über die Breite der Verstärkungslage verändert wird, wobei die in flach ausgebreiteter Stellung der Faserverstärkungslage gemessene Breite vorzugsweise die Breite der Flansch form derart überschreitet, daß die Faserverstärkungslage bei ihrem Auflegen zu einer oder zu beiden Seiten der

und/ Flanschform nach innen abgebogen /oder gewellt angeordnet

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohrteil durch spiralförmiges Aufwickeln von, sich fortlaufend unter Bildung von Wellungen in axialer Richtung übereinander schiebenden Faserverstärkungslagen gebildet wird, wobei vorzugsweise lediglich eine Fläche der Faserverstärkungslagen mit Kunstharz imprägniert und die imprägnierte Fläche zur Vermeidung von Lufteinschlüssen auf einer zuvor angeordneten, nichtimprägnierten Fläche einer Faserverstärkungslage in Anlage gebracht wird.

030020/0624