DE3039140A1

DE3039140A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung biegeelastischer verbundkoerper aus einem kernkoerper und einem diesen umgebenden mantel

Info

Publication number: DE3039140A1
Application number: DE19803039140
Authority: DE
Inventors: Erhard Dr. 5024 Pulheim Schelzke
Original assignee: Vulkan Werk fuer Industrie und Aussenbeleuchtung GmbH
Current assignee: Vulkan Werk fuer Industrie und Aussenbeleuchtung GmbH
Priority date: 1980-10-16
Filing date: 1980-10-16
Publication date: 1982-05-19

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung bie9e-
elastischer Verbundkörper aus einem Kernkörper und einem diesen umgebenden Mantel Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung biegeelastischer Verbundkörper, bestehend aus einem Kernkörper und einem diesen umgebenden Mantels insbesondere Mastkörper als Leuchtenträger, Signal träger und Freileitungsträger o. dgl.
Es sind Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern der genannten Art bekannt, die jedoch insgesamt ziemlich kostenaufwendig sind und zum Teil jedenfalls Spezialmaschinen erfordern, welche das hergestellte Produkt erheblich verteuern. In den Fällen, in denen bei der Herstellung solcher Verbundkörper ohne Kernkörper gearbeitet wird, sind beispielsweise sich um ihre Längsachse drehende Dorne erforderlich, die zur Herstellung von Masten entsprechenden Durchmessers mit kunstharzgetränkten Rovingfadensträngen, beispielsweise aus Glasfasern bestehend, ein- und mehrlagig umwickelt werden.
Die Herstellung von sogenannten Wickelfalzrohren, bei der ein stählernes Bandmaterial schraubenförmig gewickelt wird, ist in den Fällen äußerst schwierig, in denen konische Rohre verlangt werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem auf einfachere und preiswertere Weise Verbundkörper beliebiger Querschnittsform hergestellt werden können, die sowohl im Hinblick auf ihre Festigkeit als auch auf ihre Biegesteifigkeit bzw. Biegeelastizität allen normalerweise verlangten Anforderungen genügen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens zwei Einzelkörper relativ hoher Festigkeit zur Bildung des Kernkörpers, dessen Länge in etwa der Länge des herzustellenden Verbundkörpers entspricht, ineinandergesteckt oder hintereinandergelegt und in bezug aufeinander fixiert werden, und daß dann die Oberfläche der Einzelkörper wenigstens im Bereich ihrer Verbindungsstelle bzw. -stellen mit kunstharzgetränkten Rovingfadensträngen ein- oder mehrlagig zur Bildung eines manschettenartigen Mantels umwickelt wird, welcher die Einzelkörper biegeelastisch verbindet und zu dem Verbundkörper vereinigt.
Dadurch können beispielsweise lange Masten aus vielen einzelnen Rohrstücken an sich beliebigen Durchschnitts zusammengesetzt werden, die an den Verbindungsstellen der Einzelkör-per mit kunstharzgetränkten Rovingfadensträngen umwickelt und dadurch fest miteinander verbunden werden, wobei, gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsvorschlags, der aus den Einzelkörpern aufgebaute Kernkörper auch über seine gesamte Länge mit Rovlngfadensträngen umwickelt werden kann, so daß auf der Oberfläche des Kernkörpers ein in sich geschlossener Mantel entsteht, durch den auch Unebenheiten oder Absätze bzw. Stufen in der Kernkörperoberfläche, wie sie. beim Ineinanderstecken von Einzelkörpern unterschiedlichen Durchmessers entstehen, gewissermaßen eingeebnet. werden.
Des weiteren ist die Möglichkeit gegeben, das Umwickeln des Kernkörpers so zu steuern, daß der aus mehreren Rovingstranglagen aufgebaute Mantel des fertigen Verbundkörpers diesem jede gewünschte Umrißform verleiht, beispielsweise die Form eines oberflächlich glatten, ebenen Zylinders oder eines glatten. Kegelstumpfes.
Zur Herstellung solcher- biegeelastischer Verbundkörper dient erfindungsgemäß eine Vorrichtung, die einen Lagerstuhl zur Aufnahme wenigstens eines mit kunststoffgetränkten Rovingfadenstr.ängen zu umwickelnden Einzelkörpers aufweist, der mit Hilfe des Lagerstuhls um seine Längsachse drehbar ist, und die ferner eine entlang dem Einzelkörper verfahrbare Rovingfadenzufuhrvorrtchtung besitzt, von welcher die mit Kunstharzflussigkeit getränkten Rovingfäden zur Bildung eines oder mehrerer manschettenartiger Mäntel auf der Kernkörperoberfläche letzterer zugeführt werden, während der Kernkörper bzw.
Einzelkörper um seine Längsachse gedreht wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, die in teilweise geschnittener Längsschnittansicht einen einen Kernkörper aufnehmenden Lagerstuhl und eine über diesem angeordnete Fadenzufuhrvorrichtung in schematischer Darstellung zeigt.
Der durch die Rollen 1 angedeutet Lagerstuhl nimmt den aus einem Stahlrohr bestehenden Einzelkörper 2 auf, dessen vorderes Ende in einen ebenfalls rohrförmigen Einzelkörper 3 eingesteckt ist, in dessem anderen Ende ein konisches Rohrstück 4 sitzt. Der aus den genannten drei Einzel körpern bestehende Kernkörper wird mit Hilfe des Lagerstuhis um seine Längsachse 14 in Umdrehung versetzt.
Gleichzeitig wird zur Bildung eines ein- oder mehrlagigen manschettenartigen Mantels 5 im Bereich der Verbindungsstelle mit Hilfe der auf einer Schiene 9 längs verfahrbaren Fadenzufuhrvorrichtung 8, die auf einem Wagen 10 Rovingfadenspulen 11, beispielsweise bestehend aus Glasfaserfäden 13 aufweist, welche von den Spulen durch einen mit flüssigem Kunstharz gefüllten Behälter 12 hindurchgeführt werden, ein kunstharzgetränkter Rovingfaden bzw. -fadenstrang dem rotierenden Kernkörper zugeführt und auf seiner Oberfläche abgelegt, so daß wenigstens im Bereich der Verbindungsstelle der beiden genannten Einzelkörper durch Aufwickeln der Fäden ein aus kunstharzgetränken Glasfasern bestehender Mantel hergestellt wird, der die beiden Einzelkörper 2 und 3 fest miteinander verbindet, ohne daß diese vorher einer mechanischen Verbindung bedürfen.
Zur Verbindung des rohrförmigen Einzel körpers 3 mit dem konischen Einzelkörper 4, die ebenfalls aus Stahl, jedoch auch aus jedem beliebigen anderen Material geeigneter Festigkeit bestehen können, wird der manschettenförmige Mantel 6 in gleicher Weise wie der Mantel 5 auf den Kernkörper aufgewickelt. Dabei ist die Möglichkeit gegeben, die Oberflächenform des Mantels an die Konizität des Einzel körpers 4 anzupassen, d.h. die letzte Wicklungslage parallel zur Wandung des Einzelkörpers 4 verlaufen zu lassen, jedoch könnte auch eine zylindrische Umwicklung des konischen Einzel körpers 4 erfolgen, indem in Richtung der QuerschnittsverjUngung eine größere Anzahl Rovingfadenstranglagen aufgewickelt wird.
Das hier beschriebene Verfahren eignet sich somit zur festen Verbindung an sich beliebiger Einzelkörper sowie zur Schaffung beliebiger Oberflächenformen von Verbundkörpern der bei 7 in der Zeichnung gezeig#ten Art, die aus einem Kernkörper und einem durch Aufwickeln von kunstharzgetränkten Rovingfadensträngen auf dessen Oberfläche erzeugten Mantel bestehen. So könnten die in der Zeichnung bei 5 und 6 dargestellten manschettenartigen Mantelstücke auch zu einem einzigen, sich über die gesamte Oberfläche des Kernkörpers erstreckenden Mantel vereinigt werden, wenn die Rovingfadenstränge entsprechend von dem einen Ende des Kernkörpers zum anderen auf dessen Oberfläche abgelegt werden. Das biegeelastische Verhalten eines solchen Verbundkörpers, das insbesondere bei Masten im Verkehrsbereich eine große Rolle spielt, läßt sich auch durch Variation des Steigungswinkels der auf die Einlelkörper bzw. den Kernkörper aufgewickelten Rovingfadenstränge in bezug auf die Achse angegebenen Bedingungen anpassen.
Ein wesentliches Merkmal des oben beschriebenen Verfahrens bildet die Tatsache, daß es vor allem für die Herstellung von konischen Kunststoffmasten gut geeignet ist, da es keinen Dorn erfordert, weil dieser durch den stabilen Kernkörper ersetzt wird, der als solcher Teil des Mastes bleibt und dessen Festigkeit wesentlich steigert.
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Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung biegeelastischer Verbundkörper aus einem Kernkörper und einem diesen umgebenden Mantel Patentansprüche: Verfahren zur Herstellung biegeelastischer Verkörper aus einem Kernkörper und einem diesen umgebenden Mantel, insbesondere Mastkörper als Leuchtenträger, Signalträger oder Freileitungsträger, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens zwei Einzelkörper relativ hoher Festigkeit zur Bildung des Kernkörpers, dessen Länge in etwa der Länge des herzustellenden Verbundkörpers entspricht, ineinandergesteckt oder hintereinandergelegt und in bezug aufeinander fixiert werden, und daß dann die Oberfläche der Einzelkörper wenigstens im Bereich ihrer Verbindungsstelle bzw. -stellen mit kunstharzgetränkten Rovingfadensträngen ein- oder mehrlagig zur Bildung eines manschettenartigen Mantels umwickelt wird, welcher die Einzelkörper biegeel-a-stisch verbindet und zu dem Verbundkörper Vereinigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die gesamte Oberfläche der Einzelkörper mit den Rovingfadensträngen umwickelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß durch das Umwickeln der Einzelkörperoberflächen die Oberfläche des Kernkör-pers so mit Rovings beschichtet wird, daß der fertige Verbundkörper die Form eines oberflächlich glatten, ebenen Zylinders oder eines glatten Kegelstumpfes aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zum Umwickeln der Einzelkörper mit den Rovingfadensträngen die Einzelkörper, beispielsweise zylindrische oder sich konisch verjüngende Rohre, gemeinsam um ihre Längsachse gedreht werden, und daß die Rovingfadenstränge den sich drehenden Einzel körpern mit einer an ihnen entlang verfahrbaren Fadenzufuhrvorrlchtung zugeführt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Einzelkörper mit Hilfe von Lagerrollen eines sie tragenden Rollenstuhls mit einstellbarer Drehzahl um ihre Längsachse gedreht werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Rovingfadenstrange mit sich änderndem Steigungswinkel auf die Einzelkörper aufgewickelt werden.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Lagerstuhl (1) zur Aufnahme wenigstens eines mit kunstharzgetränkten Rovingfadensträngen (13) zu umwickelnden Einzel körpers (2, 3, 4), der mit Hilfe des Lagerstuhis um seine Längsachse (14) drehbar ist, und durch eine entlang dem Einezlkörper verfahrbare Rovingfadenzufuhrvorrichtung (8), die Rovingfadenspulen (11) sowie eine Kunstharzflüssigkeit enthaltende Wanne (12) aufweist, durch die die von den Spulen (11) abgespulten Rovingfäden (13) vor dem Aufwickeln auf die Oberfläche des Einzel körpers (2, 3, 4) zur Bildung eines oder mehrerer manschettenartiger Mäntel (5, 6) hindurchleitbar sind.