DE3042938A1

DE3042938A1 - Verfahren zum herstellen von langgestreckten, rohrfoermigen, ein- oder mehrfach gekruemmten gegenstaenden aus faserarmiertenkunststoffen

Info

Publication number: DE3042938A1
Application number: DE19803042938
Authority: DE
Inventors: Gerhard 8121 Iffeldorf Czardebon; Johann 8195 Egling Witzany
Original assignee: ISAR GFK KUNSTSTOFFTECHNIK GMB
Current assignee: ISAR GFK KUNSTSTOFFTECHNIK GMB
Priority date: 1980-11-14
Filing date: 1980-11-14
Publication date: 1982-06-03
Also published as: NL8105156A

Description

Verfahren zum Hersteller von langgestreckten,
rohrförmigen, ein- oder mehrfach aekrümmten Gegenständen aus faserarmierten Kunststoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von langgestreckten, rohrförmigen Gegenständen mit ein- oder mehrfach gekrümmter Längsachse, durch Wickeln eines Gewebezuschnitts aus mit Polyesterharz, Epoxidharz oder andern Duroplasten benetztem Fasergewebe aus Glas-, Kohlenstoffasern od. dgl. um einen rohrförmigen Kern.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
Das Herstellen von Rohren aus faserarmiertem Kunststoff durch Wickeln des entsprechenden Laminats um einen geradlinigen Kern ist bekannt. Beispielsweise werden Stabhochsprungstäbe nach einem derartigen Verfahren hergestellt. Als Kern wird ein Stahlrohr verwendet, welches nach dem Aushärten der Wicklung gezogen wird. Das hier verwendete Laminat für die Wicklung ist ein mit Epoxidharz getränktes Glasfasergewebe.
Bei der Herstellung von gekrümmten Stäben aus faserarmierten Kunststoffen war man bisher auf die Verwendung eines verlorenen Kerns angewiesen, wobei das Wickeln des Laminats um den entsprechend gekrümmten Kern zu erfolgen hatte. Ein.
derartiger Wickelvorgang läßt sich maschinell unter vertretbarem Aufwand nicht durchführen.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches sich mit geringem Aufwand durchführen läßt, um zwar auch bei Vermeidung eines sogenannten verlorenen Kerns.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Fasergewebe um einen Kern mit gerader Längsachse gewickelt wird und daß danach der Kern zusammen mit der fertigen Wicklung bis zu deren Aushärtung in einer die vorgesehene Krümmung aufweisenden Form verformt wird. Je nach Werkstoff des Kerns kann dieser anschließend als verlorene Schalung mit der Wicklung verbunden bleiben oder auch nach dem Aushärten der Wicklung gezogen werden. Ein Ziehen des Kerns hat allerdings zur Voraussetzung, daß der Kern ein flexibles Kernrohr aus mit dem Werkstoff der Wicklung unvernetzbarem Kunststoff umfaßt.
Allerdings sind derartige Kernrohre aus Kunststoff im allgemeinen nicht steif genug, also als Kern mit gerader Längsachse ungeeignet. Hier ist zu berücksichtigen, daß das Fasergewebe zu seiner Glättung unter Zug auf den Kern aufgewickelt wird, wobei dieser auf Biegung beansprucht wird.
Auch für diesen Fall schafft die Erfindung Abhilfe, indem sie eine Vorrichtung vorschlägt, bei welcher das Kernrohr während des Wickelvorganges zur Aussiifung auf einen Metallkern lose aufgesteckt, jedoch mit diesem drehfest verbunden ist. Durch die Verwendung eines derart kombinierten Kerns aus einem Kernrohr aus Kunststoff mit einem Metallkern ist es möglich, auch besonders lange und dUnne Rohre nach dem üblichen Wickelverfahren ohne nennenswerten Aufwand zu wickeln. Dabei wird der an den Enden gelagerte, rotierende Metallkern angetrieben, wobei sich das mit diesem drehfest verbundene Kernrohr entsprechend mitdreht. Mit der dabei eingestellten Umfangsgeschwindigkeit wird das Laminat mehrfach um das Kernrohr gewickelt.
Nach dem Lösen der Verbindung zwischen Metallkern und Kernrohr wird der #etallkern gezogen.
Das Kernrohr dient nun als Innenaussteifung der Wicklung, während diese in der Form entsprechend der gewünschten Krümmung des fertigen Rohres verformt wird. Nach dem Aushärten der Wicklung kann das verformte, jedoch flexible Kernrohr ebenfalls gezogen werden oder als verlorener Kern an seiner Stelle bleiben.
Der große Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in einer bedeutenden Reduzierung des Aufwands bei der Herstellung von gekrümmten Rohren aus faserarmiertem Kunststoff. Derartige Rohre können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch für Kleinserien lohnend hergestellt werden.
Als Kernrohre eignen sich beispielsweise die als Wasserleitungsrohre bekannten Polyäthylenrohre. Als aussteifender Metallkern ist ein Stahlrohr geeignet. Damit das Kernrohr nach dem Verformen und Aushärten der Wicklung leicht gezogen werden kann ist es zweckmäßig, es vorher mit eixs dünnen Trennschicht einzustreichen die jede Adhäsion zwischen Kernrohr und Wicklung verhindert.
Als Form kommt entweder eine Halbform in Frage, in welche das umwickelte Kernrohr bis zum halben Durchmesser eingelegt wird oder bevorzugt eine geschlossene in einer Ebene durch die Rohrlängsachse geteilte Form, welche die Wicklung von außen dicht umgibt.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung des Wickelvorganges, Fig. 2 einen Schnitt gemäß II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Form und Fig. 4 einen Schnitt gemäß IV-IV der Fig. 3.
Ein auf einen Metallkern 1 aufgestecktes Kernrohr 2 wird zusammen mit dem im Sinne des Pfeils P1 angetriebenen Metallkern 1 um dessen Längsachse 3 gedreht. Dabei wird ein mit Kunststoff, z.B. Polyesterharz oder Epoxidharz getränkter Gewebezuschnitt 4 mehrfach um das Kernrohr 2 herumgewickelt. In der Darstellung gem. Fig. 1 ist der Gewebezuschnitt am Anfang des Wickelvorganges gerade um einen halben Umfang des Kernrohres aufgewickelt. Im Rahmen 5 des Gewebezuschnitts 4 ist ein Beispiel für eine Aufteilung der Kettfäden 6 zu den Schußfäden 7 eines Glasfasergewebes gezeichnet.
Nach der Beendigung des Wickelvorganges, der in den Fig. 1 und 2 in der Anfangsphase dargestellt ist, wird der Metallkern 1 gezogen und die fertige Wicklung wird zusammen mit dem Kernrohr 2 zwischen einer Oberform 8 und einer Unterform 9 in die gewünschte Krümmung gedrück£. Während dieses Verformungsvorganges wird die fertige Wicklung 10 durch das Kernrohr 2 von innen ausgesteift, so daß deren Kreisquerschnitt über die gesamte Rohrlänge erhalten bleibt.
In den Fig. 3 und 4 ist zur Vereinfachung der Darstellung lediglich eine einfache Rohrkrümmung gezeichnet. Selbstverständich sind nach dem gleichen Verfahren Rohrformen mit in mehreren Ebenen verlaufenden Krümmungen sowie mit wechselnden Krümmungen denkbar.
Nach dem vollständigen Aushärten der Widlung 10 wird die Form geöffnet. Das vorher weiche Laminat hat jetzt eine feste weder durch Erwärmen noch mechanisches Biegen veränderbare Form mit einer Krümmung entsprechend dem Formenhohlraum angenommen. Somit kann das Kernrohr 2 aus der Wicklung 10 herausgezogen werden.
Zur Beschleunigung des Aushärtens der Wicklung ist es zweckmäßig, durch das Kernrohr 2, während es in der Form aufgenommen ist, auf etwa 700 C erhitztes Wasser hindurchzuschicken. Der bei Raumtemperatur mehrere Stunden dauernde Härteprozeß läßt sich auf diese Weise in etwa 30 Minuten durchführen.

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Herstellen von langgestreckten, rohrförmigen Gegenständen mit ein- oder mehrfach gekrümmter Längsachse, durch Wickeln eines Gewebezuschnitts aus mit Polyesterharz, Epoxidharz eder anderen Duroplasten benetztem Fasergewebe aus Glas-, Kohlenstoffasern od. dgl.

um einen rohrförmigen Kern, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewebezuschnitt (4) um einen Kern mit gerader Längsachse (3) gewickelt wird und daß danach der Kern zusammen mit der fertigen Wicklung (10) bis zu deren Aushärten in einer die vorgesehene Krümmung aufweisenden Form (8, 9) verformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern nach dem Ausharten der Wicklung (10) gezogen wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern ein flexibles Kernrohr (20) aus mit dem Werkstoff der Wicklung unvernetzbarem Kunststoff umfaßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernrohr (2) während des Wickelvorganges zur Aussteifung auf einen Metallkern (1) lose aufgesteckt, jedoch mit diesem drehfest verbunden ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 unter Verwendung eines Metallkerns nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkern (1) nach dem Fertigstellen der Wicklung (10) bzw. vor deren Verformen in der Form (8. 9) aus dem Kernrohr (2) gezogen wird.