DE3136096A1

DE3136096A1 - "t-rohrstueck aus faserverstaerktem kunststoff"

Info

Publication number: DE3136096A1
Application number: DE19813136096
Authority: DE
Inventors: Ralph Stephen 90254 Hermosa Beach Calif. Friedrich; Kenneth Charles 90274 Rancho Palos Verdes Calif. Naylor
Original assignee: Ameron Inc
Current assignee: Ameron Inc
Priority date: 1980-09-11
Filing date: 1981-09-11
Publication date: 1982-04-08
Also published as: IE51901B1; NL8104134A; JPS5779391A; IE812107L

Description

T-Rolir-Stücke aus faserverstärktem Kunststoff
>Beschreibung Die Erfindung betrifft T-Rohr-Stücke aus faserverstärktem Kunststoff, wie z.B. ein mit Glasfasern verstärktes T-Stück aus Epoxiharz. Eine Geometrie eines Stückes und Wickelmuster werden angegeben.
In den letzten Jahren sind faserverstärkte Kunststoffrohre in ziemlich hohem Ausmaß verwandt worden, um ätzende und angreifende Stoffe, wie petrochemische Produkte und mbnliches handzuhaben,für die Metallrohre ungeeignet sind.
Verstärkungen durch Glasfasern werden venzandtg so daß das Rohr einem beträchtlichen Druck widerstehen kann.
Epoxiharze, häufig mit einer gegenüber Chemikalien widerstandsfähigen, dünnen Beschichtung werden häufig verwandt.
Die Rohre werden geformt, indem Stränge aus Glasfasern, die mit Epoxiharz beschichtet sind, in schraubenförmigen Wegen um einen zylindrischen Dorn gewickelt werden und woraufhin das Rarz ausgehärtet wird. Solche Rohre können wirtschaftlich hergestellt werden und es ist wünschenswert, preiswerte Verbindungen für solche Rohre, wie z.B.
U-Stücke und Knie stücke herzustellen.
Es sind Techniken entwickelt worden, um wirtschaftlich Rohrkniestücke zu wickeln, die im wesentlichen scharf gekrümmte Rohrabschnitte mit zwei Enden sind. Wirtschaftliche Techniken zum Wickeln eines T-Stückes für ein Rohr sind noch nicht entwickelt worden, da sie eine viel kompliziertere Geometrie haben. Anders als bei einem Kniestück mit zwei Enden hat ein T-Stück für ein Rohr drei Enden. Dies macht die Wickelprobleme sehr schwierig, da es wichtig ist, alle Bereiche des T-Stückes mit einer ausreichenden Dicke an Fasern mit der richtigen Orientierung zu überdecken, um komplexen Spannungsverteilungen in einem T-Stück zu widerstehen, ohne daß eine übergroße Dicke in anderen Bereichen entsteht.
Bei den verwandten Mustern, um das T-Stück zu wickeln, müssen die Stränge mit dem Dorn in Berührung bleiben oder sehr nahe an diesem, auf den das T-Stück gewickelt wird, um eine erssnschte, innere Geometrie in dem T-Stück beizubehalten. Das '1tberspannen" der Fasern über einen konkaven Bereich des T-Stückes kann zu einer sehr geringen Festigkeit in den überspannten Bereichen führen und sehr große Mengen an Verstärkung erfordern, um dem Betriebsdruck zu widerstehen. Im Handel erhältliche U-Stücke werden von Rand hergestellt, indem Streifen aus gewobenem Stoff übereinander angeordnet werden. Solche Herstellungstechniken sind kostenaufwendig, da der gewobene Glasstoff teuer und ein großer Anteil an Handarbeit erforderlich ist.
Die Qualitätskontrolle bei solchen Eerstellungsvorgangen ist auch schwierig und kostenintensiv Es besteht deshalb ein wesentliches Bedürfnis nach einer wirtschaftlichen Technik, um T-Stücke für Rohre aus faserverstärktem kunststoff herzustellen. Eine solche Technik muß alle Bereiche des T-Stückes mit einer angemessenen.
Materialdicke überdecken, um der komplexen Spannungsbeanspruchung in einem Rohr-T-Stück ohne zu große Materialverschwendung oder Materialdicke in#einigen Bereichen des T-Stückes zu widerstehen.
Ein Bereich von besonderer Bedeutung wegen der schlechten Beanspruchungsverteilung ist als Membran (diaphragm) bekannt und umfaßt einen ungefähr dreieckförmigen Bereich auf jeder Seite des T-Stückes in der Nähe davon, wo sich die drei Arme des T-Stückes schneiden. Dieser Bereich neigt dazu relativ flach und biaxialen Spannungen ausgesetzt zu sein, die groB sind in denen un dehnbares Material wie faserverstärkter Kunststoff schwer widerstanden werden kann Eine Vielzahl von Ausbildungen ist für T-Stücke aus Metall oder Ventilkörper, die als T-Stücke mit einem inneren Strömungsstcuerungsmechanismus betrachtet werden können vorgeschagen oder verwandt worden. Die Ausbildung des Ventilkörpers wird im allgemeinen eher von der inneren Struktur als von der Spannungsverteilung bestimmt. Die Ausbildung von T-Stücken und Ventilen aus Metall ist wegen der dem Metall eigenen Dehnbarkeit im Gegensatz zu der spröden Eigenschaft vom faserverstärktem Kunststoff nicht so wie bei Rohr-T-Stücken aus faserverstärktem Kunststoff.
Wegen dieser Dehnbarkeit können Spannangsverteilungen zugelassen werden, welche bei einem Rohr-T-Stück aus faserverstärktem Kunststoff unannehmbar sind. Bei solchen Netallkörpem treten natürlich keine Schwierigkeiten bezüglich des Wickelns von masern auf.
Eine Vielzahl von Ausbildungen wurde vorgeschlagen, um die nachteiligen Spannungsverteilungen in dem Membranbereich zu verringern, wie z.B., indem der Mittelabschnitt des T-Stückes als eine Kugel oder Ellipse ausgebildet wird. Ein solches T-Stück hat die Form einer Kugel, von der drei Arme hervorstehen. Ein solches Rohr-T-Stück ist in der US-PS 3,765,979 dargestellt und beschrieben. Mit dem in dieser Patentschrift angegebenen Wickelmuster kann ein T-Stück hergestellt werden, welches gegenüber Innendruck widerstandsfähig å jedoch nicht für ein starres Rohrsystem geeignet ist.
Ds T-Stück gemäß der US-PS 3,765,9?9 ist für ein "festgelegtes" Rohrsystem geeignet, bei dem die Rohre und/oder Verbindungsstücke starr befestigt oder festgelegt sind, so daß keine wesentlichen Längskräfte über die Dichtungen zwischen den Rohren und den Verbindungsstücken übertragen werden. Bei einem solchen System wird eine O-Ringdichtung oder ähnliches zwischen dem Ende eines Rohrstückes und beispielsweise dem Stück verwandt. Eine solche Dichtung kann eine begrenzte Längsbewegung aufnehmen und übt eine geringe, wenn überhaupt eine Längsbeanspruchung auf das T-Stück aus. Das Festlegen des Rohrsystem minimalisiert ebenfalls Biegebeanspruchungen. Bei einem solchen System ist das Rohr-T-Stück inneren Druckbeanspruchungen ausgesetzt und nahezu frei von Längsbeanspruchung und Biegung.
Da die Herstellung eines festgelegten Rohrsystems mit starrer Befestigung teuer ist, wird wesentlich häufiger ein einstückiges Rohrsystem ausgebildet, indem die Rohrverbindungsstücke unter Einschluß von T-Stücken mit dem Rohr verbunden bzw. verklebt werden. In einem solchen System stellt das Rohr-T-Stück im wesentlichen ein Druckgefäß mit einem gesiLossenen Ende dar, welchessowohl Längs beanspruchungen als auch wegen des Innendruckes Umfangsspannungen ausgesetzt ist. Das Rohr-T-Stück wird wahrscheinlrb auch auch Biegespannungen wegen fehlerhafter Ausrichtung beim Einbauen oder Maßänderungen während des Betriebes ausgesetzt. Ein für solche Zwecke geeignetes Rohr-T-Stück benötigt eine Festigkeit in Richtungen, die bei dem Wickelmuster gemäß der US-PS 3,765,979 nicht vorgesehen sind, da dieses T-Stück für einen unterschiedlichen Anwendungszweck ausgebildet ist. Da das T-Stück gemäß der US-PS 3,7G5,9?9 begrenzte Längs- und Biegespannungen aufweist, ist ein plötzlicher Übergang zwischen dem mittleren Körperabschnitt und den drei rohrförmigen Fortsetzungen annehmbar. Eine unterschiedliche Ausbildung muß bei einem T-Stück vorgesehen werden, welches in ein System eingesetzt wird, bei dem wesentliche Längs- und Biegespannungen auf- treten und zwar um solchen Spannungen zu widerstehen und um das Wickeln von Fasern in den erforderlichen Richtungen zu erlauben, ohne daß die Fasern zurückgesetzte Bereiche eines Dornes überspannen. Es müssen Wickelmuster entwickelt werden, die ein solches T-Stück gründlich mit Fäden überdecken, welche sich in den Hrupt spannungsrichtungen erstrecken, ohne daß übermäßig viel Material verwandt wird und ein Überspannen auftritt. Es ist auch wünschenswert, daß die Wickelmuster ohne weiteres bei einer mechanisierten Wickelvorrichtung eingesetzt werden können, so daß T-Stücke wirtschaftlich und mit guter Reproduzierbarkeit hergestellt werden können.
Es ist ferner wünschenswert, eine Ausgestaltung des Membranbereiches eines T-Stückes zu entwickeln, welcher einen guten Widerstand gegenüber biaxialen Spannungen aufweist und Schwierigkeiten beim Wickeln des T-Stückes vermeidet.
Zur Beschreibung ist es zweckmäßig gewisse Ausdrücke zur Bezeichnung verschiedener Bereiche eines T-Rohr-Stückes, wie es bei der praktischen Anwendung der Erfindung entsteht, zu verwenden. Es folgt eine Giste der verwandten Ausdrücke: Geradstück: Der gerade Abschnitt des T-Stückes, durch den das Fluid längs einer gerade Bahn strömen kann.
Abzweigung: Das Steuzteil des T-Stückes quer zu dem Geradstück, durch welches das. Fluid unter einem rechtwinkligen Weg zwischen der Abzweigung und dem Geradstück strömen kann.
T-Durchmesser: Der nominale Durchmesser des Rohres, mit dem das T-Stück verwandt wird; auch der nominale Durchmesser des Geradstückes und der Abzweigung.
Mittelebene: Die Symmetrieebene durch das T-Stück, die die Achsen des Geradstückes und der Abzweigung enthält.
Seite: Ein Bereich des T-Stückes auf einer Seite der Mittelebene.
Rücken: Ein Bereich, welcher sich längs des Geradstückes des T-Stückes auf der der Abzweigung der gegenüberliegenden Seite des Geradstückes erstreckt.
Vorderbereich: Ein Bereich des Geradstückes, der in die gleiche Richtung wie die Abzweigung weist.
Gabelungsabsch#nitt: Jeder der zwei Bereiche zwischen der Abzweigung und einem Ende des Geradstückes des T-Stückes, die jeweils einen Bereich einschließen, welcher in der Mittelebene des Stückes konkav ist Gabelungsradius: Der Krümmungsradius he s des Gabelungsabschnittes in der Mittelebene des T-Stückes.
Wanddreieck: Ein allgemein dreieckförmager Bereich auf jeder Seite des Körpers des T-Stückes anschließend an den Schnitt zwischen dem Gerad-Stück und der Abzweigung und mehr oder weniger parallel zur Mittelebene. Die Größe und Borm des Wanddreiecks ist in gewissem Maße durch die Geometrie des Gabelungsabschnittes festgelegt.
Muffe: Ein zylinderförmiger Sockel an jedem Ende -des Geradstückes und am Ende der Abzweigung mit einem Innendurchmesser, um die Außenfläche des Endes (Stemm) eines Rohrstückes aufzunehmen, mit dem das T-Stück verwandt wird.
Muffenstufe: Eine innere Stufe, im allgemeinen abgerundet, zwischen dem inneren Ende der Muffe und dem Körper des T-Stückes, welche die Einsetztiefe eines Rohres in die Muffe begrenzt.
Radialer Querschnitt: Ein Querschnitt durch das T-Stück senkrecht zur Mittelebene und auf zwei Ebenen ausgebildet, von denen sich eine radial in einen Gabelungsabschnitt und die andere radial in den anderen Gabelungsabschnitt oder radial quer zum Rücken des Geradstückes erstreckt.
Es ist auch zweckmäßig für die Beschreibung ein orthogonales Koordinatensystem für das T-Stück festzulegen. Die X-Achse ist die Achse des Geradstückes. Die Y-Achse ist die Achse der Abzweigung. Die X-Y-Ebene in diesem System ist die MitQelebene des T-Stückes. Die Z-Achse ist normal zu der Mittelebene und erstreckt sich durch den Schnittpunkt der X- und y-Achsen Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines zerstörbaren Dornes, auf den ein nach der Erfindung ausgebildetes T-Stück aus faserverstärktem Kunststoff gewickelt wird, Fig. 2 ein radialer Querschnitt durch das T-Stück längs der Linie 2-2 in Fig. B Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Winkel musters für die Herstellung des T-Rohr-Stückes, Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines Wickelmusters für die Herstellung desT-Rohr-Stückes, Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines Winkel musters für die Herstellung des T-Rohr-St~uckes, Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines Wickel musters für die Herstellung des T-Rohr-Stückes, Fig. 7 ist eine schematische Darstellung eines Wickelmusters für die Herstellung des T-Rohr-Stückes, Fig. 8 ist eine schematische Darstellung eines Wickelmusters für die Herstellung des T-Rohr-Stückes, Fig. 9 ist eine schematische Darstellung eines Winkel musters für die Herstellung des T-Rohr-Stückes, Fig. 10 ist eine schematische Darstellung eines Wickelmusters für die Herstellun des T-Rohr-Stückes,und Fig. 11 ist eine schematische Darstellung eines T-Rohr-Stückes, bei der der Schnittort einer Ausbohrung mit dem Geradstück, der Abzweigung und den Gabelungsabschnitten des T-Stückes gezeigt ist.
Ein faserverstärktes T-Rohr-Stück aus Kunststoff wird hergestellt, indem Verstärkungsfasern auf einen ausdehnbaren Dorn gewickelt werden, dessen äußere Ausgestaltung der inneren Form des herzustellenden T-Stückes entspricht.
Mit Epoxiharz oder ähnlichem beschichtete Verstärkungsfasern werden auf den Dorn gewickelt, bis eine ausreichende Dicke des Materials in allen Bereichen erhalten worden ist, um den Spannungen zu widerstehen, denen das .T-Rohr-Stück ausgesetzt ist. Das Harz wird ausgehärtet, wie z.B. durch Erwärmen,und überflüssiges Material an den Enden des Stückes wird entfernt. Der zerbrechliche oder lösbare Dorn, auf den das T-Stück gewickelt worden ist, wird zerstört oder aufgelöst. Wenn erwünscht, kann eine Schutzschicht auf den Dorn vor dem Wickeln aufgebracht werden, die Teil des T-Stückes wird und den Kunststoff gegenüber Materialien schützt, die durch das T-Stück transportiert werden.
Ein solcher Innendorn ist in Seitenansicht in Fig. 1 dargestellt und in Annäherung eines repräsentativen, radialen Querschnitt es in Fig 2. Die vorhergehend angegebenen Definitionen für das T-Stück werden auch bei dem Dorn angewand. Somit weist der Dorn ein gerades Geradstück 11 und eine Seitenabzweigung 12 auf, die senkrecht zur Achse des Geradstückes ist. An den Enden des Geradstückes und der Abzweigung befindet sich eine vergrößerte Muffe 13. Der Durchmesser der Muffe entspricht dem Außendurchmesser des Endes oder der 'tKemme'l eines Rohres, mit dem das T-Stück verwandt wird, wobei ein Raum für das Klebemittel beim Verbinden von Rohr und T-Stück vorgesehen ist. Das heißt, die Muffe an dem Dorn hat einen Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser der Muffe des T-Stückes entspricht, in die das Rohr eingeführt werden kann. Unabhängig vom vorhandensein der Muffen können das Geradstück und die Abzweigung jeweils betrachtet werden, daß sie die allgemeine Form eines geraden Kreiszylinders haben.
An jeder Muffe 13 ist eine gestrichelte Linie 14 gezeigt, welche die Stelle angibt, wo das T-Stück beschnitten wird.
Wenn das T-Stück-auf den Dorn gewickelt worden ist, baut sich einiges Wickelmaterial an den Endbereichen des Dornes jenseits der Beschneidelinien 14 auf. Es ist wünschenswert, die Materialmenge jenseits der Beschneidelinien gering zu halten, am möglichst wenig Abfall zu haben.
Eine Muffenstufe 16 ist nach innen zu von jeder Muffe 13 vorgesehen, die sich zwischen dem großen Durchmesser der Muffe und dem kleinen Durchmesser des T-Stückes erstreckt.
Der nominale Durchmesser des T-Stückes, d.h. der Durchmesser des Geradstückes und der Abzweigung ist der nominale Durchmesser des Rohres, mit dem das T-Stück verwandt wird. Die Muffenstufe begrenzt die Strecke, um welche das Ende eines Rohres in die Muffe eingeführt werden kann.
Ein Gabelungsabschnitt 17 ist zwischen der Abzweigung 12 und jedem Ende des Geradstückes 11 ausgebildet.
Auf jeder Seite des T-Stückes ist ein allgemein dreieckförmiges Wanddreieck 18 dort festgelegt, wo sich die Abzweigung und das Geradstück schneiden. Angenommen, daß ein T-#-Stück mit einer zylinderförmigen#bzweigung, welches ein zylinderförmiges Geradstück ohne Radius an der Gabelung schneidet, hergestellt worden wäre, dann ergäbe sich eine Schnittlinie und die Fläche des Wanddreiecks wäre Bull. Wenn der Radius des Gabelungsabschnittes zunimmt, nimmt ebenfalls die Fläche des Wanddreieckes zu und der Flächenmittelpunkt des Wanddreieckbereiches bewegt sich in Richtung zum Ende der Abzweigung.
Ohne besondere Maßnahme, wie sie an dem hier beschriebenen und dargestellten Dorn vorgesehen sind, wäre der Wanddreieckbereich flach und großen Spannungen ausgesetzt.
Deshalb ist an dem Dorn eine symmetrische Ausbauchung aus- gebildet, die zum Flächenmittelpunkt des Wanddreieckbereiches zentriert ist. Die Ausbauchung geht glatt in alle Bereiche der Abzweigung und des Geradstückes und in beide dazwischenliegenden Gabelungsabschnitte über. Die Ausbauchung ist groß genug, um die nachteilige Spannungsverteilung im Falle eines flachen Wanddreieckbereiches zu verringern und ist klein genug, so daß sie keine Überspannungen oder andere Schwierigkeiten während des Wickelns der Verstärkungsfasern auf dem T-Stück hervorruft. Ein glatter Übergang zwischen der Ausbauchung und den anschließenden Berebhendes T-Stückes ist nicht nur wegen der Spannungsverteilung sondern auch für das Wickeln der Fasern ohne tbersparren bzw. Überbrücken von Bedeutung.
Die Oberfläche jedes Gabelungsabschnittes 17 weist einen Bereich in der Form eines Teiles cines ores auf. Der kleinere Radius des Torus (der Radius der kreisförmigen Brzeugenden) ist der gleiche wie der Radius des Geradstückes. Die Mitte 19 des Torus ist von den Achsen 21 des Geradstückes (Y-Achse) und der Achse 22 der Abzweigung (X-Achse) in der Mittelebene des T-Stückes gleich weit entfernt und so angeordnet, daß die Mitte 23 der Erzeugenden des Torus tangential zu diesen Achsen so nahe dem inneren Ende der Muffenstufe 16 wie möglich verläuft. Die Mittellinie 23 der Erzeugenden des Torus in jedem Gabelungsabschnitt ist als gestrichelte Linie in Fig. 1 dargestellt. Der größere Radius des Torus ist der Abstand von der Mitte 19 zu der i~:ittellinie 23 der Kreiserzc#ugenden des Torus. Dies gibt den größtmöglichen Radius des Gabelungsabschnittes innerhalb der Längenbegrenzung eines T-Stückes normaler Größe. Dies stellt auch einen glatten Übergang des Gabelungsabschnittes in das Geradstück und die Abzweigung sicher. Der Radius des Gabelungsabschnittes (d.h. der Radius der Krümmung des Gabelungsabschnittes in der Mittelebene des T-Stückes) ist der Unterschied zwischen dem größeren und dem kleineren Radius des Torus.
Es ist zweckmäßig eine Leitlinie zu definieren, um die Geometrie der Ausbauchung in dem Wanddreieckbereich zu definieren. Im hier verwandten Sinn ist die Leitlinie der Ort der Punkte in der Mittelebene des T-Stückes, welcher von der Mitte 23 der Erzeugenden des Torus, die einen Gabelungsabschnitt bildet, und entweder (a) der Achse des Geradstückes oder (b)d##r##t#i##ieder Erzeugenden des Torus, die den anderen Gabelungsabschnitt bildet, den gleichen Abstand haben. Zwei der drei Zweige der Leitlinie sind in Fig. 1 als eine gepunktete Linie 24 dargestellt, die sich von einem Berührungspunkt mit der Achse 21 nahe einem jeden Ende des Geradstückes zu einem Schnittpunkt mit der Achse 22 der Abzweigung erstreckt. Der dritte Zweig der Leitlinie erstreckt sich dann längs der Achse der Abzweigung. Der Schnittpunkt der Leitlinie 24 mit der Achse 22 der Abzweigung wird als der Flächenmittelpunkt des Wanddreiecks betrachtet.
Ein nicht dargestellter Preis mit der Mitte im I4ittelflächenpunkt und einem Radius gleich dem Abstand von dem Mittelflächenpunkt zu der Achse des Geradstückes berührt die Mittellinie 23 der Erzeugenden eines jeden. Torus Fig 2 ist ein beliebig ausgewahlter, repräsentativer, radialer Querschnitt durch den Punkt A längs der Linie 2-2 in Fig. 1. Dieser Querschnitt erstreckt sich als eine radiale Ebene durch den Torus eines Gabelungsabschnittes bis zu dem Schnitt mit der Leitlinie und dann in einer radialen Ebene durch den Rücken des Geradstückes. Der Punkt'A ist der Schnittpunkt des radialen Querschnittes mit der Leitlinie an einer Stelle mit den Koordinaten X und Y. Der Punkt B liegt auf der Achse des Geradstückes. Der Punkt X ist auf der Mittelliniede-Erzeugenden des Torus. Die Punkte B und C haben wegen der Definition der Leitlinie von dem Punkt A den gleichen Abstand.
Wie im folgenden näher gezeigt wird, ist der in Fig. 2 dargestellte radiale Querschnitt eine Annäherung an den tatsächlichen radialen Querschnitt eines Dornes, der ent- sprechend den beschriebenen #echniken ausgebildet ist.
Dieser Querschnitt ist zur Darstellung der Geometrie der Ausbauchung zweckmäßig, die an jeder Seite des T-Stückes ausgebildet ist, und für die Technik zur Ausbildung einer solchen Ausbauchung. Wegen praktischer Erwägungen bezüglich der maschinellen Bearbeitung weicht die Ausbauchung etwas von der mathematischen Annäherung ab und eine Andeutung des tatsächlich erhaltenen, radialen Querschnittes ist als unterbrochene Linie 36 in Fig. 2 enthalten.
Ein solcher radialer Querschnitt ist zweiseitig symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten der Leitlinie und zwar unabhängig von der beliebigvausgewählten Stelle de# Punktes A.
Es wird darauf hingewiesen daß dies ebenfalls auch für einen radialen Querschnitt gilt, der durch einen "Punkt At' verläuft, der sich auf der Achse der Abzweigung befindet.
Ein solcher Querschnitt erstreckt sich längs radialer Ebenen durch jeden der zwei Torus in den entsprechenden Gabelungsabschnitten. Es wird darauf hingewiesen, daß, wenn der "Punkt A" der Flächenmittelpunkt des Wanddreiecks ist, sich eine dreiseitige Symme#trie ergibt, d.h., auf einer radialen Ebene durch jeden Torus und auf einer radialen Ebene durch das Geradstück.
Das Wanddreieck ist ein ungefähr dreieckförmiger Bereich auf jeder Seite des Körpers des T-Stückes, der wesentreichen Spannungen ausgesetzt ist, wenn sich das T-Stück unter Druck befindet. Der Wanddreieckbereich 18, der in Fig 1 gezeichnet ist, ist eine Projektion der Achse 21 des Geradstückes#derMitb#11inie 23 der Erzeugenden des Torus eines jeden Gabelungsabschnittes. Ein flacher Bereich mit dieser Form läge bei einem T-Stück vor, bei dem jeder Gabelungsabschnitt in der Form eines einfachen Torus ausgebildet ist und bei dem die Abzweigung und das Geradstück jeweils in der Form eines geraden Kreiszylinders vorliegen. Fig. 2 enthält eine gestrichelte Linie 26 längs jeder Seite, die die Form eines Wanddreiecks im Schnitt 2-2 andeutet, wenn das T-Stück mit einem zylinderförmigen Geradstück, einer zylinderförmigen Abzweigung und einem einfachen Torus in jedem Gabelungsabschnitt hergestellt worden wäre, d.h. ohne die Ausbauchungen an jeder Seite. Ein solches Wanddreieck weist einen großen, flachen Bereich mit einem Abstand von der Mittelebene auf, der dem Radius des Geradstückes entspricht, und es ist großen Spannungen ausgesetzt, da der flache Bereich dem Innendruck innerhalb des T-Stückes ausgesetzt ist. Solch ein flacher Bereich sollte vermieden werden, wenn ein T-Rohr-Stück mit einem Material wie z.B. glasfaserverstärktes Epoxiharz hergestellt wird, welches geringe wenn überhaupt Dehnbarkeit aufweist.
Wie vorhergehend erwähnt, ist an jeder Seite des T-Stückes eine symmetrische "Ausbauchung" ausgebildet, die mittig über dem Flächenmittelpunkt des Wanddreiecks 18 liegt.
Die Ausbauchung geht glatt in den Torus eines jeden Gabelungsabschnittes und in die Zylinderfläche des Geradstückes über.
Zweiseitige Symmetrie in jedem radialen Querschnitt durch die Leitlinie wird, wie vorhergehend erwähnt wurde, aufchterhalten. Es wird darauf hingewiesen,> daß der Rücken des Geradstückes gegenüber der Abzweigung gerade ist. Das heißt, der Rücken des Geradstückes bleibt im wesentlichen als ein Zylinder erhalten und die Ausbauchung erstreckt sich nicht über den Rücken. Eine Fortsetzung der Ausbauchung um den Rücken des Geradstückes erhöht die Festigkeit in diesem Bereich nicht und kann bezüglich des Widerstandes gegenüber Längsspannungen von Schaden sein. Sie kann die benötigte Materialmenge ohne gleichzeitigen Vorteil erhöhen.
Die Geometrie der Ausbauchung kann mathematisch durch zwei Zahlen R und Z ausgedrückt werden. Dies kann verstanden worden, wenn das Werkzeug betrachtet wird, welches zur Herstellung einer Form verwandt wird, in die #der in den Fig, 1 und 2 dargestellte Dorn gegossen wird. Eine solche maschinelle Bearbeitung kann mit einer Kugelkot-ffräse oder einem Schlagzahn-Stirnfräser mit einem Kugelradius R durchgeführt werden. Die Mitte des Kugelkopffräsers wird an einer durch die X-und Y-Roordinaten festgelegten Stelle oberhalb der Leitlinie angeordnet wie in der Richtung oberhalb des Punktes A. Der Kugelkopffräscr wird in die Borm gedrückt, so daß er über die Ebene des Wanddreieckbereiches, welches in Fig. 1 dargestellt ist, hinausgehend fräst, um eine kugelförmige Ausnehmung in der Form und damit eine kugelförmige Ausbauchung an dem Dorn auszubilden. Die Größe Z ist die Koordinate der Mitte des Kugelkopffräsers oberhalb der Mittelebene des T-Stückes bei voller Ausfräsetiefe.
Eine Vielzahl solcher sphärischer Ausnehmungen wird in der Form ausgebildet, wobei -die Mitte des Kugelkopffräsers eine Anzahl von X-und Y-Koordinaten längs jedes Zweiges der Leitlinie durchläuft. Der Radius R der Kugel und die Frästiefe in der Z-Richtung über die Ebene des Wanddreieckes hinaus werden mathematisch für die X- und Y-Koordinaten an den ausgewählten Stellen auf der Leitlinie berechnet Um eine absolut glatte Oberfläche an der Ausbauchung und am Übergang zu dem Zylinder und den 'Dorus herzustellen, wäre eine unendliche Anzahl solcher maschineller Fräs-Vorgänge längs der Leitlinie erforderlich. In der Praxis ist dies für ein T-Rohr-Stück nicht erforderlich und weniger als 20 maschinelle Fräsvorgänge mit einem halben Dutzend Fräsköpfen unterschiedlicher Größe können verwandt werden Die verbleibenden, geringen Unregelmäßigkeiten können von Hand abgeschliffen werden, um eine im wesentlichen glatte Oberfläche mit der nahezu erwünschten Geometrie auszubilden.
Beispielsweise kann die Ausbauchung bei einem T-Stück mit 76,2 mm mit einer Fräsung im Flächemittelpunkt und einem halben Dutzend Fräsungen längs jeden Zweiges der Leitlinie hergestellt werden, wobei weniger als 0,8 mm zum Glätten von Rand verbleiben.
bs wird darauf hingewiesen, daß der repräsentative, radiale Querschnitt, der mit durchgezogener Linienführung in Fig. 2 gezeigt ist, mit Ausnahme am Flächenmfttelpunkt des Wanddreieckes tatsächlich nicht vorliegt, wenn eine Form-maschinell unter Verwendung eines Kugelkopffräsers oder ähnliches, wie vorhergehend beschrieben, hergestellt wird.
Dies ist wegen des Schnittes der Kugel der Fräse mit der zylindrischen Projektion des Geradstückes oder der Abzweigung an Stellen neben dem darstellenden Querschnitt der Fall. Beispielsweise kann ein Eugelkopffräser auch Material aus der Form an einer Stelle längs des Geradstückes näher am Ende des Geradstückes als die Mitte der Kugel entfernen. Dies ist eine Folge davon, daß der Radius R der Kugel größer als der nominale Radius des Geradstückes (oder der Abzweigung) ist.
Allgemein gesagt wird der größte Kugelradius dem Flächenmittelpunkt des Wanddreieckes gegenüberliegend verwandt.
Die Kugel wird zunehmend längs jeden Zweiges der Leitlinie kleiner, wobei sie sich dem Radius des Seradstückes (oder der Abzweigung) am Ende eines jeden Zweiges nähert. Der Kugelkopffräser mit größerem Radius entfernt einiges Material aus einem Bereich, der von einem anschließenden Kugelkopffräser mit kleinerem Radius bearbeitet werden soll. Die aufeinanderfo1gadenVertieS#n:## der maschinell hergestellten Ausneomungen in der Form sind längs der Leitlinie zentriert.
Somit ist die Ausbauchung an dem in dieser Form gegossenen Dorn etwas weiter von der Mittelebene entfernt als nur auf der Basis des darstellenden Querschnitt es gemäß Fig. 2 projiziert ist. Tatsächlich stellt der darstellende Querschnitt nur eine zweidimensionale Betrachtung dar und die tatsächlichen Bearbeitungsvorgänge treten in drei Dimensionen auf. Eine unterbrochene Linie 36 ist in einem Sektor des Querschnitts in Fig. 2 dargestellt und zeigt eine Annäherung des tatsächlich durch maschinelle Bearbeitung erhaltenen Querschnittes an, wie es beschrieben wurde. Eine gestrichelte Linie 36 ist in einem Sektor des Querschnittes in Fig. 2 enthalten und zeigt eine Annäherung des bei der maschinellen Bearbeitung, wie es beschrieben wurde, tatsächlich erhaltenen Querschnittes an. Die gestrichelte Linie stellt eine Oberfläche mit einer Reihe von kreisförtaigen Bögen dar, die durch aufeinanderfolgende Kugelfräsen ausgebildet und durch Glät tung von Rand miteinander verbunden sind, wobei der dem Flächenmittelpunkt am nächsten liegende Bogen einem größeren Kugelkopffräser und die von dem Flächenmittelpunkt weiter entfernt liegenden Bögen fortlaufend kleineren Kugelkopffräsern entsprechen. Der in Fig. 2 durch ausgezogene Linienführung gezeigte, darstellende radiale Querschnitt ist zur Definition des Radius des Kugelkopffräsers und der XÇY und Z-Koordinate für jedes maschinelle Fräsen zweckmäßig, um einen glatten Verlauf der Ausbauchung in die Zylinder des Geradstückes und der Abzweigung und in den Torus eines jeden Gabelungsabschnittes zu erzielen.
Der Radius R des Kugelkopffräsers und die Z-Koordina'be der Mitte der kugelförmiger, Fräse oberhalb der Mittelebene des It-St-ackes.bei voller Tiefe des Senkfräsens können durch vier Gleichungen bestimmt werden Zwei dieser Gleichungen werden verwandt, wenn die X-Koordimate größer als Null ist, dh. die Y-Koordinate ist kleiner als der Abstand zwischen dem Flächenmittelpunkt des Wanddreieckbereiches und der Achse des Geradstückes. Dies entspricht den zwei gestrichelten Linienabschnitten der in Fig. 2 dargestellten Leitlinie 24. Ein zweiter Satz Gleichungen wird verwandt, um R und Z zu bestimmen, wenn X gleich Null ist, d.h. wenn Y längs des Abschnittes der Leitlinie entlang der Achse 22 des Zweiges jenseits des Flächenmittelpunktes zunimmt Wenn X von Null verschieden ist, ergibt sich die X-Koordinate für jede X-Koordinate längs der Leitlinie durch die Gleichung Y = (b - x)2/4b, worin b der größere Radius des Torus ist Am Flächenmittelpunkt des Wanddreiecks beträgt die Y-Koordinate b/4.
Wenn X von Null verschieden ist und y kleiner als b/4 ist, werden die Z-Koordinate und der Kugelradius R-durch die Gleichungen bestimmt: Wenn X gleich Null und Y gleich oder größer als b/4 ist, ergibt sich die Z-Koordinate und der Radius R durch die Gleichungen In diesen Gleichungen ist a der Radius des Geradstückes (und auch der kleinere Radius des,Gorus) und b'der größere Radius des Torus. Der Winkel e liegt im Bereich von 25 bis 750 und vorzugsweise beträgt er 40 bis 500 Der Winkel 6 kann unter Bezugnahme auf die Fig. 2 näher verstanden werden, welche einen beliebigen radialen Querschnitt durch das T-Stück darstellt, wie es vorhergehend beschrieben wurde. Damit die Ausbauchung glatt in die Oberflache des Geradstückes oder des Gabelungsabschnittes übergeht, sollte der kreisförmige Querschnitt der Ausbauchung den kreisförmigen Querschnitt des Geradstückes (beispielsweise) dort schneiden, wo die Radien beider Kreise zusammenfallen, d.h. wo die zwei Kreise gemeinsame Tangenten haben.
Für jeden Querschnitt der in Fig. 2 dargestellten Art gibt es vier Punkte, wo die Kreise der Ausbauchung und des Geradstückes oder des Gabelungsabschnittes miteinander in Berührung stehen, wie es durch den Punkt D angezeigt ist.
Eine Gerade von einem solchen Berührungspunkt durch den Punkt B (die Achse des Geradstückes), beispielsweise schneidet eine Gerade senkrecht zu der Leitlinie unter dem Winkel e am Punkt E,der die Koordinate Z hat, die durch eine der vorhergehend genannten vier Gleichungen bestimmt wird.
Um in einer Form zum Gießen des Dornes eine Ausfräsung vorzunehmen, wird eine Kugelkopffräse mit Kugelradius R in die Form abgesenkt, bis sich die Mitte des Radius an dem Fräser in Punkt E befindet,d.h. sie hat eine Koordinate Z oberhalb der Mittelebene.
Die Wahl des Winkels e wird zum Teil durch den Radius des Gabelungsabschnittes bestimmt. Ein kleinerer Winkel e ist geeignet, wenn der Radius groß ist und ein größerer Winkel O wird bevorzugt, wenn der Radius des Gabelungsabschnitt-es klein ist Dies ist nicht eine Fl kt;ìoIl des {absoluten Radius des Gabelungsabschnittes sondern des Radius relativ zu dem Radius des Geradstückes Der bevorzugte Winkel g kann als eine Funktion der größeren und der kleineren Achse des Torus gesehen werden, die jeden Gabelungsabschnitt bilden.
Die Größe des Torus, die bei einem Gabelungsabschnitt eines T-Stückes zugelassen werden kann, wird durch die genormten Größen der Verbindungsstücke begrenzt, die von der Industrie festgelegt worden sind. Beispielsweise ist die Gesamtlänge eines T-Stückes bei einem vorgegebenen Durchmesser festgelegt, so daß der Konstrukteur eines Rohrsystems die Abmessungen de Systems ohne Berücksichtigung der Quelle der Yerbindungsstücke festlegen kann. Wegen solcher Bcsc1lríinkongen beträgt das Verhältnis b/a (größerer Radius dividiert durch kleineren Radius) bei dem Torus eines 50,8 mm T-Stückes ungefähr 1,9 Bei einem 304,8 mm T-Stück beträgt das Verhältnis b/a ungefähr 1,54. Zwischengrößen haben dazwischenliegende Verhältnisse. Beispielsweise ist das Verhältnis b/a bei einem nominalen 101,6 mm T-Stück ungefähr 1,75.
Wenn das Verhältnis b/a so klein wie 1,5 ist, liegt der Winkel e vorzugsweise im Bereich von ungefähr 35 bis 750 und besonders bevorzugt bei ungefähr 500. Wenn das Verhältnis b/a ungefähr 1,9 beträgt, wird der Winkel g im Bereich von ungefähr 25 bis 55° und besonders bevorzugt bei ungefähr 400 gewählt. Wenn das Verhältnis b/a ungefähr 1,75 beträgt, wird der Winkel e im Bereich von ungefähr 30 bis 650 und bevorzugt bei ungefähr 45°gewählt. Wenn das Verhältnis b/a zwischen 1,5 und 1,9 liegt, liegt der Winkel e in einem Bereich, der eine Interpolation zwischen den vorhergehend genannten Bereichen ist.
Wenn der Winkel 8 kleiner als der niedrigste Wert der verschiedenen vorhergehend erwähnten Verhältnisse ist, ist die Wanddreieckfläche an dem T-Stück nahezu so flach, daß ein unzureichender Vorteil bezüglich der Spannungsverteilung vorliegt, so daß ein Übermaß an Wickelmaterial erforderlich sein kann, um die richtige Festigkeit im Wanddreieckbereich zuerhalten. Zusätzliches Material ist in dem Wanddreieckbereich erforderlich, um dem Druck und den Längsspannungen zu widerstehen und zusätzlich kann ein Übermaß an Material in den anschließenden Bereichen aufgebaut werden, da zusätzliche Windungen aufgebracht worden sind. Insbesondere kann sich ein Übermaß an Material am Rücken des Geradstückes aufgrund des verwandten Wickelmusters zum Überdecken des Wanddreieckbereiches anhäufen. Eine solche Verwendung von zusätzlichem Material kann beträchtlich zu den Kosten des T-Stückes beitragen, da diese Materialien bawr sind.
Wenn der Winkel G größer als die größere Zahl für die verschiedenen, vorhergehend erwähnten Verhältnisse b/a ist, wird an den Seiten des T-Stückes tine äußerst große Ausbauchung ausgebildet, was zu Schwierigkeiten beim Wickeln der Verstärkungsfasern auf das T-Stück führt. Schwierigkeiten können wegen des Überbrückens bzw. Überspannens in der Nähe der Muffenstufe an der Abzweigung auftreten, wenn eine große Ausbauchung an der Seite des T-Stückes vorliegt.
Ferner kann sich übermäßig viel Material in der Mitte des Rückens des Geradstückes aufhäufen. Die große Ausbauchung kann auch bezüglich optimaler Strömungseigenschaften durch das T-Stück unerwünscht sein.
Vorzugsweise beträgt der Winkel g ungefähr 40 bis 500 da dies die optimale Krümmung zur Verfestigung des Wanddreieckbereiches gibt, ohne daß es zu Wickelproblemen bei einem T-Stück aus faserverstärktem Kunststoff führt.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein T-Stück, bei dem der Winkel e zu 450 gewählt wurde Wenn der Winkel O beispielsweise 300 betrüge, wäre der Schnitt der Ausbauchung mit dem Geradstück weiter von der NitteI#e'bene des T-Stückes entfernt. Der Punkt E läge viel weiter links in der Fig. 2 (Z wäre größer) und der Wanddreieckbereich wäre nahezu flach, d.h näher der gestrichelten Linie 26 in Fig. 2 Wenn der Winkel e 65 betrüge, wäre die Ausbauchung viel größer und die radialenQuerschnittenahezu kreisförmig.
Bei der beispielhaften Ausführungsform ist der Winkel e zu 450 über die gesamte Strecke längs der Leitlinie gewählt. Als eine andere Annäherung bei einer ellipsenförmigen Ausbauchung kann sich der ausgewählte Winkel 8 bei jedem Fräsen fortlaufend für jeden Punkt längs der Leitlinie ändern, wobei er dazu neigt, nahe dem Flächenmittelpunkt kleiner zu sein und zum Ende der Leitlinie nach und nach zuzunehmen. Jeder radiale Querschnitt durch die Aus- bauchung könnte in der Form einer mathematischen Ellipse erfolgen, und hätte eine vollständige zweiseitige Symmetrie zur Z- Achse. Dies ist in der Praxis für ein T-Rohr-Stück aus faserverstärktem Kunststoff nicht erforderlich und ein pseudo-elliptischer Querschnitt, der eine gute Annäherung einer Ellipse darstellt, ist ganz zufriedenstellend. Jeder pseudo-ellintische, radiale Querschnitt ist auf der Leitlinie zentriert. Bei der Ausbauchung ist der größte Unter schied zwischen der großen Achse und der kleinen Achse der Querschnitte beim Querschnitt durch den Flächenmittelpunkt des Wanddreiecks am größten. Der Unterschied nimmt langsam gegen Null in Ebenen durch die Mitte 19 eines jeden Torus und normal zur Achse des Geradstückes oder der Abzweigung ab Somit reduziert sich der Querschnitt zu einem Kreis, wobei die Mittellinie der Erzeugenden des Torus nahe der Muffenstufe tangential zu der entsprechenden Achse verläuft. Da bei jedem radialen Querschnitt die Ausbauchung tangential zu den zylinderförmigen Geradstück und dem Torus des Gabelungsabschnittes verläuft, sind die Übergänge an den Rändern der Ausbauchung glatt.
Die bedeutendste Auswahl des Winkels 8 und damit des Radius R der Kugel liegt am Flächenmittelpunkt des Wanddreieckes vor. ~ Diese Wahl bestimmt die grundsätzlichen Abmessungen der Ausbauchung an jeder Seite des T-Stückes. Der Ausgleich der Werte R und G längs jeden Zweiges der Leitlinie hilft, einen -glatten Übergang zwischen dem mittleren Bereich der Ausbauchung und den Oberflächen des Geradstückes, der Abzweigung und des Torus in jedem Gabelungsabschnitt festzulegen: Der für den Winkel 8 an Stellen längs jeden Zweiges der Leitlinie ausgewählte Wert kann deshalb von Werten abweichen, die vorhergehend als bevorzugt für die Mitte der Ausbauchung angegeben worden sind, ohne die Wirkung der Ausbauchung signifikant zu ändern. Es ist jedoch zweckmäßig, den gleichen Winkel G über die gesamte Länge eines jeden Zweiges der Leitlinie auszuwählen,.
Vorzugsweise liegt die maximale Höhe der Ausbauchung oberhalb der Mittelebene des T-Stückes d.h. oberhalb des Flächenmittelpunktes bzw. des Schwerpunktes des Wanddreieckes im Bereich von Ca + 0,06b) bis (a + 0,16b). Vorzugsweise liegt die Höhe der Ausbauchung am Schwerpunkt bzw. am Flächenmittelpunkt im Bereich von (a + 0,O9b) bis (a + O,12b). Anders ausgedrückt liegt die Höhe der Ausbauchung oberhalb der Wanddreieckebene 26 (die beim Radius a liegt) im Bereich von 6 bis 16% des größeren Radius des Torus und liegt vorzugsweise zwischen ungefähr 9 bis 12% des größeren Radius des Torus. Wenn die Höhe der Ausbauchung kleiner als ungefähr 6% ist, muß ein Übermaß an Material im Wanddreieckbereich aufgebracht werden, um den Spannungen zu widerstehen. Wenn die Höhe größer als ungefähr 16% beträgt, können beim Wickeln der Fasern auf das T-Stück Schwierigkeiten hervorgerufen werden. Eine maximale Höhe der Ausbauchung an ihrem Flächenmittelpunkt bzw. Schwerpunkt von ungefähr 9 bis 12% des größeren Radius des Torus schafft einen guten Ausgleich zwischen Spannungsverteilung u-d der Möglichkeit, das faserverstärkte T-Stück ohne Überbrückung bzw. Überspannen oder andere Schwierigkeiten zu wickeln.
Um das Wickeln mit Stränge aus Verstärkungsfaser bei der Herstellung eines T-Rohr-Stückes zu erleichtern, weist jedes Ende des Dornes jenseits der Beschneidelinie 14 eine Fortsetzung auf. Ein Umfangsflansch 27 am Ende einer jeden Muffe 13 bewahrt um den Umfang gelegte Windungen, die um die Muffe herum angeordnet sind, vor einem Abrutschen über das Ende während des Wickelns. Eine Trommel oder ein Zapfen 28 mit kleinerem Durchmesser ist an jedem Ende des Geradstückes vorgesehen. Diese Trommeln schaffen Stellen, von denen aus mit Wickelmustern begonnen werden kann.
Flansche 29 an den äußeren Enden der Trommeln helfen auch die Verstärkungsfasern in ihrer Lage zu halten. Ein nabenförmiger Vorsprung 31 ist auch an jedem Ende des Geradstückes zur Halterung des Dornes vorgesehen. Eine allge- mein zylinderförmige Nase 32 ist jenseits des Flansches 27 an der Abzweigung vorgesehen.
Ein T-Rohr-Stück wird vorzugsweise unter Verwendung von Glasseidensträngen gewickelt. Ein Glasseidenstrang ist ein Bündel im wesentlichen paralleler Glasfasern mit kleinem Durchmesser. Mehrere solche Stränge können parallel in der Form eines Bandes mit einer Breite von 2 cm oder mehr gewickelt werden. Solche Stränge können vor dem Wickeln beispielsweise in ein flüssiges Epoxidharz eingetaucht werden, um eine dichte Schicht aus durch Glasfasern verstärktem Kunststoff auf dem Dorn zu erzeugen.
Ein anderes für das Wickeln eines T-Rohr-Stückes geeignete Material wird im folgenden als ein Band bezeichnet. Es handelt sich dabei nicht um den üblichen, gewobenen Streifen, der bei von Hand aufgebauten T-Rohr-Stücken verwandt wird, bei dem der Schuß und die Kette Glasfasern sind. Das bevorzugte Band weist mehrere, synlhetische Kettenstränge, wie z.B. Nylon auf, die als ein Trägergewebe für kurze, parallele Bündel gerader Glasfasern als Schuß dienen. Die Trägerfasern haben eine geringe Festigkeit verglichen mit dem Glas und sind für das fertige T-Stück keine Verstärkungsfasern. Ein solches Band ist im Handel erhältlich und wurde mit Polyesterharz beispielsweise zur Ausbildung von Boots schalen verwandt,.
Ein typisches, zum Wickeln eines T-Rohr-Stückes geeignetes Band weist ungefähr ein Dutzend Kettenstränge aus Nylon auf, die über die Bandbreite mit Abstand angeordnet sind, um den Schuß zu stützen. Der Schuß besteht- aus Bündeln paralleler Glasfasern von ungefähr 6 cm Länge Die Bundel werden aus kurzen Glasfasern hergestellt, die am Ende des Bündels enden, was von einem gewobenen Material verschieden ist, bei dem die Schußstränge fortlaufende Fasern sind, die wiederholt an der Webkante zu sich selbst zurückgeführt erden. Ein typisches Bündel ist ungefähr 3 mm breit und einen kleinen Bruchteil eines Millimeters dick.
Die Kettstränge werden zu einer Reihe von ineinander eingreifenden Schleifen gestrickt, wobei jede Schleife lose ein Bündel Glasfasern hält. Dies läßt die Bündel etwas mit Abstand voneinander über die Länge des Bandes, wobei der Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Bündeln in der Größenordnung von 1,5 bis 2 mm beträgt. Andere Abmessungen solcher Bänder sind nützlich.
Ein solches Band ist insbesondere nützlich, um ein T-Rohr-Stück herzustellen, da sich die lose verstrickten, synthetischen Kettstränge dehnen und seitlich gleiten können, um das Band ohne Zusammenbündeln oder Verformen der Glasfaserbündel zu krümmen. Die lose Verschlingung erlaubt auch eine Schrägung; d.h. wenn das Band auf einen Dorn aufgewickelt wird, müssen die Glasfaserbü#del nicht senkrecht zu den Kettsträngen bleiben, obgleich die Glasfaserbündel Im wesentlichen parallel zueinander bleiben Dies ist von Bedeutung, so daß das Band an gekrümmten Oberflächen des T-Stückes anliegen kann, insbesondere im Bereich der Gabelungsabschnitte, und die Glasfaserbündel können so ausgerichtet gehalten werden, daß sie parallel zu den tzuptspannungsrichtungen verlaufen, wodurch mit äußerst geringem Materialaufwand ein festes T-Rohr-Stück hergestellt wird. Ein solches Band wird wegen dieser Eigenschaften gegenüber gewobenem Material bevorzugt.
Um durch Bewickeln eines Dornes mit harzbeschichteten Fasern ein T-Rohr-Stück auszubilden, wird eine Vielzahl von unterschiedlichen Wickelnmustern angewandt. Mit jeder Wicklung kann ein Bereich des Dornes überdeckt werden und die Wikklungen können gemeinsam den gesamten Dorn überdecken, um ein T-Stück mit adäquater Gesamtfestigkeit herzustellen.
Es gibt keine einzige Wicklung, die das gesamte T-Stück überdecken kann und eine Kombination von Mustern ist erforderlich. Diese Muster können durch den Weg eines Stranges-oder Bandes beschrieben werden, welches sich von einem Ende des T-Stückes längs eines Weges auf dem Körper und bis zu einem Ende des T-Stückes erstreckt, oder durch einen Weg, welcher an einer Stelle auf dem Körper des T-Stückes beginnt und sich längs des Körpers des T-Stückes entweder zu einem Ende oder zu einer Stelle an dem Körper erstreckt.
Ein solches Ende kann entweder das Ende des Geradstückes oder das Ende der Abzweigung sein.
Zur Erleichterung bei dieser Beschreibung werden diese Muster durch in Klammern gesetzte, kleine Buchstaben beschrieben. Die Grundmuster werden beschrieben, indem beispielsweise an einer Stelle wie z.B dem Ende des Geradstückes begonnen wird. Es wird darauf hingewiesen, daß Spiegelbilder solcher Muster, wie z-.B. das Beginnen am gegenüberliegenden Ende des Geradstückes mit umfaßt werden.
Acht Grundmuster, die für das Wickeln eines T-Rohr-Stückes zweckmäßig sind, sind in den Fig. 3 bis 10 dargestellt Diese Zeichnungen sind schematisch und berücksichtigen -die vergrößerte Muffe und die Muffenstufe, die Ausbauchung an der Seite des T-Stückes und die Trommeln und die Nase an den Enden des T-Stückes nicht. Solche Einzelheiten wurden weggelassen, um eine Verundeutlichung der Wickelmufter zu vermeiden. Da die Darstellungen schematisch sind, sind sie nicht notwendigerweise genaue Projektionen. Diese Muster sind repräsentativ und Abänderungen werden verwandt, um anschließende Bereiche an dem T-Stück zu überdecken, so daß die gesamte Fläche des T-Stückes überdeckt werden kann.
Jedes Muster ist durch eine sich um das T-Stück erstreckende Linie dargestellt. Eine solche Linie kann man sich als einen Strang vorstellen, der auf das ?-Stück gewickelt ist. Wenn die Linie auf dem sichtbaren Bereich des T-Stückes verläuft, ist sie durchgezogen und mit Pfeilköpfen versehen, die zum Zwecke der Erläuterung die Richtung anzeigen. Wenn sich die Linie auf dem verborgenen Bereich des T-Stückes befindet, ist sie eine unterbrochene Linie und nur die Pfeilköpfe sind dargestellt.
Diese Wickelmuster werden beschrieben, als wenn sie eine ersthändige Schraubenlinie oder eine zweithändige Schr0aubenlinie aufweisen. Ein besonderes Muster kann mit einer rechtshändigen Schraubenlinie dargestellt werden, jedoch ist es offensichtlich, daß ein Spiegelbild des Musters eine linkshändige Schraubenlinie sein kann. ähnlich kann ein Muster an einem gegenüberliegenden Ende des T-Stückes oder an der gegenüberliegenden Seite der Mittelebene beginnen, um das T-Stück richtig zu überdecken. Zu den Grundmutern gehören die folgenden: (a) Beginnen an einer Seite eines Endes des Geradstückes, schraubenförmiges Fortsetzen mit einer ersten Orientierung um den Rücken des Geradstückes, durch den gegenüberliegenden Gabelungsabschnitt, dann schraubenförmig mit einer zweiten Orientierung um den Rücken des Geradstückes, und Beenden an der gegenüberliegenden Seite des Geradstückes am gleichen Ende, wie es in Fig. 3 dargestellt ist.
(b) Begonnen an einer Seite eines Endes des Geradstückes, schraubenförmiges Fortsetzen mit einer ersten Orientierung um den Rücken des Geradstückes, dann durch den gegenüberliegenden Gabelungsabschnitt, dann umfangsmäßig um die gegenüberliegende Muffenstufe des Geradstückes mit wenigstens einer Windung zurück zu dem Gabelungsabschnitt, dann schraubenförmig mit einer zweiten Orientierung um den Rücken des Geradstückes, und Beendigung an der gegenüberliegenden Seite des gleichen Endes des Geradstückes,wie es in Fig. 4 dargestellt ist (c) Beginnen an einer Seite des T-Stückes nahe dem Rücken des .Geradstückes an einem Ende, schraubenförmiges Fortsetzen mit einer ersten Orientierung um das Geradstück über den Wanddreieckbereich, dann durch den gegenüberliegenden Gabelungsabschnitt, dann umfangsmäßig um die Muffenstufe der Abzweigung mit wenigstens einer halben Windung, dann durch den näheren Gabelungsabschnitt, dann schraubenförmig mit einer zweiten Orientierung um den Körper des T-Stückes über den gleichen Wanddreieckbereich, und Beendigung an einer Seite des T-Stückes nahe dem Rücken des Geradstückes an dem gegenüberliegenden Ende, wie es in Fig. 5 dargestellt ist.
(d) Beginnen nahe dem Rücken des Geradstückes an einem Ende, schraubenförmiges Fortsetzen mit einer Orientierung um dasGeradstück über den Wanddreieckbereich, dann durch den gegenüberliegenden Gabelungsabschnitt, dann umfangsmäßig um die Muffe der Abzweigung mit wenigstens einer halben Windung, dann durch den näheren Gabelungsabschnitt, dann schraubenförmig mit einer zweiten Orientierung um den Körper des T-Stückes über den gleichen Wanddreieckbereich und Beendigung nahe dem Rücken des Geradstückes an dem gegenüberliegenden Ende,wie es in Fig. 6 dargestellt ist.
(e) Beginnen an einer Seite an einem Ende des Geradstückes) schraubenförmiges Fortsetzen mit einer ersten Orientierung um den Rücken und die gegenüberliegende Seite des Geradstückes, dann durch den gegenüberliegenden Gabelungsabschnftt, dann umfangsmäßig um die Muffe und/oder die Muffenstufe an dem gegenüberliegenden Ende des Geradstückes, dann durch den gegenüberliegenden Gabelungsabschnitt und schraubenförmig mit einer zweiten Orientierung über die Anfangs seite des Geradstückes und umfangsmäßig um die Muffe und/oder die Muffenstufe am Anfangsende des Geradstückes, dann durch den näheren Gabelungsabschnitt, dann- schraubenförmig mit der ersten Orientierung um den Rücken des Geradstückes, und Beendigung an der Anfangs seite des T-Stückes am gegenüberliegenden Ende des Geradstückes, wie es in Fig. 7 dargestellt ist.
(f) Beginnen an einem Ende des Geradstückes, sonraubenförmiges Fortsetzen um das Geradstück über einen Mittelbereich des Rückens des Geradstückes und Beendigung an dem gegenüberliegenden Ende des Geradstückes, wie es in Fig. 8 dargestellt ist.
(g) Beginnen an einem Gabelungsabschnitt, dann schraubenförmiges Fortsetzen über eine Seite des T-Stückes und um den Rücken des Geradstückes, dann über die gegenüberliegende Seite des T-Stückes, wobei die Mittelebene der Abzweigung (Y-Z-Ebene) nahe der Muffenstufe der Abzweigung gekreuzt wird, und Beendigung an dem Ende der Abzweigung, wie es in Fig. 9 dargestellt ist.
(h) ein Muster allgemein in der Form einer 8, wobei an einem Gabelungsabschnitt begonnen wird, schrau'oenförmiges Fortsetzen mit einer ersten Orientierung um den Mittelbereich des Rückens des Geradstückes, dann durcn den gegenüberliegenden Gabelungsabschnitt, dann schraubenförmig mit einer zweiten Orientierung um den Mittelbereich des Rückens des Geradstückes, und Beendigung bei dem anfänglichen Gabelungsabschnitt, wie es in Fig. 10 dargestellt ist odergemäßeiner Abänderung, bei der an einem Gabelungsabschnitt begonnen wird, schraubenförmiges Fortsetzen mit einer ersten Orientierung um den Rücken des Geradstückes' dann durch den gegenüberliegenden Gsbelungsabschnitt, dann eine ungerade Anzahl von Halbwindungen um die Abzweigung zum anfänglichen Gabelungsabschnitt, dann schraubenförmig mit einer zweiten Orientierung um den Rücken des Geradstückes und Beendigung an dem gegenüberliegenden Gabelungsabschnitt (dies ist nicht getrennt dargestellt).
Wenn es er#rünscht ist, kann vor dem Wicklungsbeginn die Oberfläche des Domes mit einer Schicht bedeckt werden, die sich mit Kunststoff verbindet und den Kunststoff des T-Stückes gegenüber angreifenden Inhalten schützt, wenn das T-Stück in Betrieb genommen wird.
Um die Wicklungen auf den Dorn zur Herstellung eines T-Rohr-Stückes aufzubringen, wird ein Ende eines Stranges mit einer Trommel 28 an einem Ende des T-Stückes verbunden.
Ein Klebeband oder ähnliches mit einigen wenigen anschließenden Windungen um die Trommel ergibt eine ausreichend sichere Befestigung. Das Wickeln erfolgt dann über den Flansch 27 zu der Muffe am Ende des Geradstückes an einer ausgewählten Stelle und mit ausgewahltem Schraubenwinkel für den Beginn eines der Muster.
Der bevorzugte Schraubenwinkel längs des zylinderförmigen Abschnittes des Geradstückes oder der Abzweigung beträgt ungefähr 54° , um dem Innendruck sowie der Längsbelastung bei der Verwendung des -Svuckes in einem System zu widerstehen, bei dem Belastungen analog denjenigen in einem Druckgefäß'mit geschlossenen Enden auStreten. Der Schraubenwinkel ist der Winkel zwischen dem schraubenförmigen Weg und der Achse beispielsweise des Geradstückes.
In dem Bereich des Wanddreiecks wird es bevorzugt, daß die Windungen dazu neigen, zueinander orthogonal zu sein, da der Schraubenwinkel dazu neigt, sich 45° relativ zu der Achse des Geradstückes zu nähern. Der mittlere Schraubenwinkel an dem T-Stück ist typischerweise kleiner als der optimale Winkel von 54°. Der durchschnittliche Schraubenwinkel an einem spezifischen -Rohr-Stück hängt teilweise von der Gesamtlänge des T-Stückes ab. Beispielsweise hat ein nominales 50,8 mm T-Stück eine Länge von ungefähr dem fünffachen Durchmesser,während ein 152,4 oder längeres T-Stück eine Gesamtlänge von nur ungefähr dem dreifachen Durchmesser aufweist, Bei einem relativ langen T-Stück kann sich der Schraubenwinkel über die Länge des Geradstückes ändern und sich stärker dem optimalen Winkel von 540 am Ende der Muffe als bei einem kürzeren T-Stück nähern.
Der Schraubenwinkel, auf den bezug genommen worden ist, betrifft Windungen, die über die Oberfläche diagonal 7erlaufen. Man sieht, daß Teile mehrere Wicklungsmuster nur etwas diagonal sind oder auch angesehen werden könnten, als wenn sie einen Schraubenwinkel von nahezu 90° haben.
Wenn solche Windungen mit einem Band hergestellt werden, haben die Verstärkungsfasern einen Schraubenwinkel von nahezu 00. Wenn sich in Längsrichtung erstreckende und umfangsmäßig erstreckende Fasern aufgrund solcher Wirkungen vorhanden sind, ist es wünschenswert eine um ungefähr 100 % größere Festigkeit in der Umfangsrichtung wegen einer größeren Anzahl von Fasern als in der Längsrichtung zu haben. Dies schafft eine Struktur mit einer Festigkeit, die ungefähr der Festigkeit einer Struktur ist, bei der alle Windaren mit ungefähr 540 verlaufen. Nicht alle schraubenfönigen Wege auf dem Geradstück des T-Stückes verlaufen unter dem mittleren SchraubenwinkelTypischerweise liegen die Shreubenwinkel innerhalb eines Bereiches von plus oder minus 10° von dem mittleren Schraubenwinkel, so daß die schraubenförmigen Wege alle Bereiche des T-Stückes überdecken können und trotzdem eng an den Oberflächen ohne paralteles Gleiten zu der Oberfläche des Dornes anliegen. Einige Änderung des Helixwinkels kann längs der Länge der Schraubenlinie auftreten, wenn sich der effektive Durchmesser der Schraubenlinie an unterschiedlichen Stellen des T-Stückes ändert. So kann beispielsweise der Schraubenwinkel verglichen mit dem Schraubenwinkel des gleichen schraubenförmigen Weges nahe der Muffenstufe verschieden sein, wenn eine Windung die Ausbauchung in dem Wanddreieckbereicn überquert.
Ein Beispiel der Änderung des Schraubenwin'r.els bei unterschiedlichen Bereichen einer Windung ist im Muster (d) dargestellt. Bei diesem Muster erstreckt sich die Wicklung zu dem Ende der Abzweigung als eine linkshändige Schraube wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Der Schraubenwinkel nimmt nach und nach zu, wenn sich die Wicklung dem Ende der Äbzweigung nähert, bis er 900 erreicht, woraufhin die Wikklung eine rechtshändige Schraube wird und von dem Ende der Abzweigung mit nach und nach abnehmendem Schraubenwinkel weiterläuft. Ein solches Muster wird nahe einem Ende des T-Stückes zum Umkehren der Richtung verwandt, ohne das Ende des T-Stückes zu verlassen, was eine Materiatverschwendung jenseits der Beschneidelinie zur Folge hätte.
Es ist von Bedeutung, daß die Änderungsgeschwindigkeft des Schraubenwinkeis klein genug ist, damit ein Verrutschen der Stränge parallel zu der Oberfläche des T-Stückes vermieden wird.
Zusätzlich dazu, daß die Überdeckung des gesamten T-Stückes sichergestellt ist9 kann es auch von Bedeutung sein, den Schraubenwinkel bei den verschiedenen Wickelmustern zu ändern, so daß jeder Bereich auf dem T-Stück Verstärkungsfasern aufweist, die sich in einer Vielzahl von Richtungen im wesentlichen parallel zur Oberfläche erstrecken, um biaxialen Beanspruchungen zu widerstehen. Vorzugsweise werden Fasern diagonal in bezug auf die Achse von beispielsweise dem Geradstück oder dem T-Stück vorgesehen.
Ein Schraubenwinkel von Bedeutung ist der Winkel, wenn die Windung den Flansch 27 am Ende des Dornes kreuzt. Der Durchmesser der Trommel 28 an jedem Ende des Geradstückes ist in Übereinstimmung mit den mittleren Schraubenwinkel bemessen, wenn die Windungen den Flansch überqueren. Das Verhältnis des Trommeldurchmessers zu dem Flanschdurchmesser am Ende der Muffe ist gleich dem Sinus des Schraubenwinkels. Mit dieser Maßbeziehung kann eine Windung den Flansch ohne Rutschen in Umfangsrichtung oder in Längsrichtung kreuzen. Abweichungen bei einzelnen Windungen von plus oder minus 10° vom mittleren Schraubenwinkel sind ohne weiteres ohne Rutschen wegen der Reibung zulässig, welche die Windungen in ihrer Lage auf dem Dorn hält.
Das Muster (g), welches sich über das Ende der Abzweigung hinauserstreckt, verwendet zum Umkehren die Nase 32. Somit erstreckt sich ein Strang über die Abzweigung mit einem kleinen Schraubenwinkel und verläuft mit einer halben Windung um die Nase und kehrt über das Ende der Abzweigung an einer Stelle zurück, die von der beabstandet ist, an der er über die Abzweigung.hinausgegangen ist, so daß sich die beiden Wege im Bereich der Muffenstufe überkreuzen können.
Das Verhältnis des Durchmessers der Nase 32 zu dem Durchmesser des Flansches 27 an der Abzweigung ist gleich dem Sinus des mittleren Schraubenwinkels der Windungen beim Muster (g).
Jedes Windungsmuster, welches in den Fig. 3 bis 10 dargestellt ist, ergibt eine Überdeckung eines ausgewählten Bereiches des T-Stückes. Die Überdeckung der Muffenstufe an einem Ende des T-Stückes ist beispielhaft. Bei dem Muster (a) wird die Muffenstufe in einer diagonalen Richtung nahe dem Rücken des Geradstückes überauert. Beim Muster (b) wird die Muffenstfe diagonal an einer Seite des T-Stückes mehr oder weniger in der Mitte zwischenbiem Vorderbereich und dem Rücken überquert. Bei dem Muster (f) wird die Muffenstufe diagonal nahe dem Vorderbereich des T-Stückes überquert. Diese Muster können als rechtshändige und dann als linkshändige Schrauben angewandt werden. Gemeinsam ergeben diese Muster sich im wesentlichen über den gesamten Umfang der Muffenstufe erstreckende Fasern.
Das Muster (b) umfaßt auch wenigstens eine Umfangswindung um die ~uffenstufe, was sich in Umfaugsrichtung erstreckende Fasern ergibt. Eine Vielzahl von diagonalen oder schrauben- förmigen Windungen der Muster (a),(b) und (f) kann über die Muffenstufe vorgenommen werden, worauf sich eine Windung in Umfangsrichtung um die Muffenstufe anschließt.
Die diagonalen Windungen haben die Neigung, die Muffen stufe zu überspannen bzw. zu überbrücken. Die Windungen in Umfangsrichtung gleichen diese Neigung aus, in dem sie die diagonalen Windungen in Richtung auf den Dorn im Bereich der'Muffenstufe drücken. Der Bereich der Muffenstufe kann teilweise mit Windungen in Umfangsrichtung gefüllt werden, bevor iie Muster (a),(b) und (f) angewandt werden, so daß die äußeren Schichten der diagonalen Windungen eine geringere Neigung zum Überspannen zeigen.
Diagonale Fasern überkreuzen den Rücken des Geradstückes in der Mittelebene aufgrund der verschiedenen Muster. Das Muster (d) ergibt diagonale Fasern am Ende des Geradstückes.
Der nächste Bereich in Richtung zur Mitte wird durch das Muster (c) gefolgt von den Mustern (a), (b) und (f) überdeckt Auch das Muster (e) ergibt diagonale Fasern in einem Bereich längs des Rückens, wobei die von den Muster (b) und (f) überdeckten Bereiche mehr oder weniger überlappt werden. Diese Muster ergeben auch sich diagonal erstreckende Fasern über die Muffen an den Enden des Geradstückes und über einen großen Teil der Seiten des Geradstückes.
Sich diagonal erstreckende Fasern werden über das aanddrei eck durch die Muster (a),(c) und (d) und in den äußeren Bereichen des Wanddreiecks längs des'Geradstückes durch das Muster (b) gelegt.
Ein Bereich von einiger Schwierigkeit ist der Bereich der Muffenstufe auf jeder Seite der Abzweigung. Dieser Bereich wird durch das Muster (g) überdeckt, welches auch sich nahezu in Umfangsrichtung erstreckende Fasern über den Rücken des Geradstückes liefert. Sich umfangsmäßig erstreckende Fasern um die Muffe an der Abzweigung ergeben sich durch das Muster (d) und in gewissem Ausmaß durch das Muster (c).
Sich in Umfangsrichtung erstreckende Fasern um die Muffen an den Enden des Geradstückes ergeben sich durch das Muster (e). Es wird darauf hingewiesen, daß Umfangswindungen um die Muffen als eine Fortsetzung bei irgendeinem der Muster vorgesehen werden können, die eine umfangsmäßige Windung nahe der Muffe aufweisen So kann beispielsweise das Muster (b) fortgesetzt werden, um sich in Umfangsrichtung erstreckende Fasern um die Muffen an den Enden des Geradstückes zu ergeben.
Diagonale Fasern ergeben sich beim Wickeln der Stränge durch die Gabelungsabschnitte unter verschiedenen Winkeln.
Bei dem Muster (b) verlaufen die Fasern diagonal in dem Bereich des Gabelungsabschnittes nahe dem Geradstück. Bei dem Muster (a) ergeben sich Fasern näher der Mitte des Gabelungsabschnittes. Bei dem Muster (c) ergeben sich diagonale Fasern in dem Bereich ae s des Gabelungsabschnittes näher der Abzweigung. Bei dem Muster (e) ergeben sich Fasern nahe der Mitte des Gabelungsabschnittes an einem Ende und näher zu dem Geradstück an dem gegenüberliegenden Ende Die Muster (c), in (d) und (g) ergeben diagonale Fasern an der Abzweigung.
Wie beschrieben, beginnen viele der Muster beispielsweise an einem Ende des Geradstückes und enden an einem Ende des Geradstückes. Da eine Kombination der Muster beim Wickeln eines T-Rohr-Stückes angewandt wird, ist es nicht erforderlich, sich genau an ein Muster zu halten, wie es beschrieben wurde und in den Figuren 3 bis 10 dargestellt ist. So kann eine Verschiebung von einem Muster zu einem anderen an dem Körper des T-Stückes erfolgen. Beispielsweise kann ein Übergang zwischen Mustern vorgenommen werden, wenn die Windung über einen Gabelungsabschnitt oder über einen Umfangsweg um eine Muffe verläuft. Diese Ubergänge sind leichter durchzuführen als die Übergänge im Laufe von schraubenförmigen Windungen, da mit der bemerkenswerten Ausnahme des Muster (e) die Schrauoenwinkel im allgemeinen dazu neigen, die Windungen über ein Ende des T-Stückes hinauszuführen. Die Muster (g) und (h) sind Beispiele solcher Übergänge. Jedes dieser Muster beginnt an einer Stelle in einem Gabelungsabschnitt und kann ohne weiteres mit einem anderen Muster verbunden werden, welches über einen Gabelungsabschnitt oder umfangsmäßig um eine Muffe am Ende des Geradstückes verläuft.
Ein solcher Übergang ist aus Gründen der klareren Darstellung in den Zeichnungen und weil eine sehr große An~ zahl von Übergängen von einem Muster zu einem anderen möglich istj nicht gezeigt. Solche Übergänge zwischen Mustern auf dem Dorn von den Beschneidelinien nach innen gerichtet sind wunschenswert, um den Materialabfall jenseits der Beschneidelinien möglichst klein zu halten.
Ein Beispiel eines Ubemges oder eines Wechsels zwischen Mustern ist die vorhergehend erwähnte Abwandlung bein Muster (11). Tatsächlich stellt dies einen übergang von einer Hälfte eines Musters in der Form einer 8, bei dem mit einer ersten Orientierung begonnen wird, zu der Hälfte eines anderen Musters in der Form einer 8 dar, welches eine entgegengesetzte Orientierung aufweist. Dieser Übergang ist insbesondere von Vorteil, um benachbarte Windungen an beiden Seiten des T-Stückes anzuschließen bzw. einzuschieben und Material an der Muffenstufe der Abzweigung anzuhäufen, ohne die Windungen über die Beschneidelinien hinaus zu erstrecken.
Die Beziehungen zwischen den Wicklungsmustern, die in den Fig. 3 bis 10 dargestellt sind, sind offensichtlich. So sind die Muster (c) und (d) einander gleich rit der Ausnahme, daß sie die Abzweigung in verschiedenen Abständen von dem Geradstück kreuzen. Das Muster (b) ähnelt der llälfte dss Musters (e), wobei ein solcher Unterschied im Schraubenwinkel vorliegt, daß eine Wicklung beim Muster (b) an einem Ende des Geradstückes endet, wohingegen es über einen Glbelungsabschnitt fortgesetzt werden könnte und dann tatsächlich gleich der Hälfte des Musters (e) wird.
Abänderungen bei den Mustern sind auch ohne weiteres zu erkennen. Beispielsweise ist das Muster (c) als ein solches beschrieben und dargestellt, welches eine halbe Windung (oder eine ungerade Anzahl halber Windungen) um die Ab zweigung aufweist, so daß die Windungen s:ch selbst im Wanddreieckbereich an einer Seite des T-Stückes überkreuzen.
Eine solche Wicklung könnte eine gerade Anzahl halber Windungen um die Abzweigung aufweisen und den Wanddreieckbereich an der gegenüberliegenden Seite des T-Stückes überkreuzen.
Die vorhergehend erwähnten Abänderungen bei dem Muster (h) sind auch bei#spielhaft. Beim Wickeln eines T-Stückes kann es wünschenswert sein, solche Abänderungen anzuwenden, um die gesamte Oberfläche mit Fasern zu überdecken, die in geeigneten Richtungen orientiert sind Beispielsweise kann die erste Variante des Musters (h) verwandt werden, um das Band in dem Bereich der Gabelungsabschnitte nahe dem Geradstück anzuordnen und die zweite Variante könnte verwandt werden ,um das Band in dem Bereich der Gabelungsabschnitte näher zu dem Geradstück anzuordnen.
Eine Präzession der Muster bei unterschiedlichen Anfangsstellen und unter unterschiedlichen ßchraubenwinkeln wird angewandt, um alle Bereiche des Körpers des T-Stückes zu überdecken. Das Muster (f) ist ein Beispiel. Eine Wicklung des Musters (f) mag an der Vorderseite des T-Stückes an einer Seite beginnen, über die Mittelebene an der Vorderseite der Muffe laufen, den Rücken des Geradstückes nahe dem gegenüberliegenden Ende überkreuzen und an dem gegen- überliegenden Ende des T-Stückes an der gegenüberliegenden eitc relativ nahe dem Rücken enden. Die nächste Wicklung bei dem Muster (f) könnte an der Vorderseite des T-Stückes ungefähr in der Mittelebene beginnen, über den Rücken des Geradstückes nahe der Mitte laufen und sich zur Beendigung an dem gegenüberliegenden Ende wesentlich näher an der Vorderseite des T-Stückes als bei der Beendigung der ersten Wicklung fortsetzen. Aufeinanderfolgende Wicklungen können immer näher zu dem Rücken des T-Stückes beginnen und näher an der Vorderseite des T-Stückes enden. Die Schraubenwinkel zwischen aufeinanderfolgenden Wicklungen können sich ändern, so daß sich die Wicklungen tatsächlich von dem Rükken des Geradstückes her ausbreiten, d.h. benachbarte Windungen sind am Rücken des Geradstückes relativ nahe beieinander und relativ voneinander weiter beaostandet an der Muffe. Ähnliche Abänderungen bei jedem der anderen Muster können vorgenommen werden.
Die Reihenfolge der Muster zum Überdecken der Oberfläche des T-Stückes ist im allgemeinen nicht von Bedeutung, mit der Ausnahme die Menge an Wicklungsmaterial, -welches jenseits der Beschneidelinien 14 aufgebaut wird möglichst klein zu halten. Somit werden so viele Übergänge zwischen Mustern an# dem T-Stück durchgeführt, als es möglich ist, um die Anzahl der über ein Ende hinausgehenden Windungen so klein wie möglich zu halten. Ferner werden die Muster vorzugsweise so aneinander angeschlossen, daß wesentlich weniger als eine volle Windung um eine Trommel zwischen dem Ende eines Muste#rs und dem Anfang des nächsten Musters vorgenommen wird. Es ist wünschenswerter, die Muster oder die Orientierung der Muster häufigrzu ändern als mit einem Muster eine wesentliche Dicke herzustellen. Sich kreuzende Fasern sind bei dünnen Schichten wünschenswert, da dies den interlaminaren Scherungsbereich verglichen mit wenigen, dickeren Schichten erhöht. Ein festeres Teil kann mit der gleichen Materialmenge hergestellt werden.
Man kann beispielsweise mit wenigen Wiederholungen des Musters (a) beginnen, wobei man an einer Reihe von Stellen an einem Ende des T-Stückes anfängt. Die Muster (c),(d) und (f) können dann hinzugefügt werden, um diagonale Verstärkungsfasern um im wesentlichen den gesamten Umfang an einer der Muffenstufen zu erhalten. Die Muster (c), (e) und (f) beginnen jeweils an einem Ende des Geradstückes und enden an dem gegenüberliegenden Ende des Geradstückes. So können an einem geeigneten Punkt in dieser Reihenfolge zusätzliche Wiederholungen des Muster (a) an dem gegenüberliegenden Ende des Geradstückes hinzugefügt werden. Die Muster (c),(d) und (f) können auch verwandt werden, um die Schraubenorientierung an jedem Ende des Geradstückes zu ändern. Eine Vielzahl von Wiederholungen des Musters (b) kann dann überlagert werden, um Umfangswindungen an den Muffenstufen hinzuzufügen, um irgendwelches tDerspannen der diagonalen Windungen zu unterbinden.
Das Muster (b) kann bei geeigneten Wiederholungen der Muster (c), (d) und/oder (f) eingeschoben werden, um die Orientierung und die Enden des T-Stückes zu ändern. Solche Abänderungen und Wiederholungen werden zum Einschieben zusätzlicher Muster auf dem T-Stück fortgesetzt.
Eine erste Wicklungsschicht kann auf dem Dorn aufgebracht werden, indem eine Kombination von Variationen der Muster (a) bis (g) verwandt wird. Dies überdeckt wirkungsvoll den gesamten Dorn mit Strängen aus mit Epoxiharz beschichteten Glasfasern. Die meisten Bereiche sind mit sich diagonal erstreckenden Fasern überdeckt.
Eine zweite Schicht wird dann ausgebildet, in dem ein Band verwandt wird, wie es vorhergehend beschrieben wurde. Diese Zwischenschicht enthält Verstärkungsfasern, welche sich quer zu den Verstärkungsfasern in der ersten Schicht wegen der Struktur des verwandten Bandes erstrecken. Ein wesentlicher Gesichtspunkt bei dieser Schicht ist der Bereich der zwei Gabelungsabschnitte. Die Gaoelungssbschnitte sind Umfangsspannungen ausge#:etzt, denen durch sich im wesentlichen radial und diagonal erstreckenden Fasern in den Windungen, die sich durch die Gabelungsabschnitte in der ersten Schicht erstrecken, begegnet wird. Ferner sind sie auch mehr oder weniger sich in Làngsrichtung erstreckenden Belastungen ausgesetzt, denen nicht wirkungsvoll durch die Fasern widerstanden werden kann, welche unter einem großen Winkel zur Mittelebene des T-Stückes durch die Gabelungsabschnitte hindurchgehen. Es gibt beispielsweise eine Spannung in der Mittelebene, die dazu neigt, das Geradstück und die Abzweigung voneinander fortzuziehen oder den Winkel zwischen der Abzweigung und dem Geradstück zu vergrößern.
Es ist deshalb X schenswert, ein Band durch die Abzweigungsab schnitte mit dem Muster (h) zu wickeln. Das Band erstreckt sich durch den Gabelungsabschnitt in einer nahezu radialen Ebene. Dies ergibt Verstärkungsfasern, die sich in der erçunschten Richtung in dem Gabelungsabschnitt erstrecken, d.h. parallel oder nahezu parallel zur Mittelebene. Die Abwandlung beim Muster (h) ergibt Verstareungsfasern an der Abzweigung parallel zu ihrer Achse.
Windungen in Umfangsrichtung des Bandes um die Muffen und den Rücken des-Geradstückes ergeben eine Verstärkung in Längsrichtung. Das ist besonders im Bereich der Muffe an der Abzweigung von Bedeutung. Eine nur begrenzte Anwendung von sich diagonal erstreckenden Fasern kann an der Muffe und der Muffenstufe durch Glasstränge ohne einen übermäßigen Abfall vorgesehen werden, da sich die Windungen über die Beschneidelinien erstrecken. Durch das Band werden Glasfasern aufgebracht, die sich in Längsrichtung längs der Muffe und der Muffenstufe erstrecken und glatt in die anschließenden Teile des Gabelungsabschnittes übergehen bzw sich mit diesen mischen. Umfangswindungen aus Strängen widerstehen Umfangsspannungen. Somit kann die Festigkeit bei der Abzweigung mit etwas geringerem Wirkungsgrad als in den Bereichen, in denen diagonale Fasern ohne weiters vorgesehen werden können, bewirkt werden.
Windungen des Bandes, die sich diagonal über das Wanddreieck erstrecken, schaffen ebenso eine wesentliche Verstärkung in diesem Bereich. In dem Wanddreieckbereich (d.h. über den Ausbauchungen) und in einigen Bereichen des Geradstückee neigen die Glasfaserbündel, die den Schuß bei dem Band bilden, dazu, sich relativ zu der Wickelrichtung schräg zu stellen, so daß sie nicht senkrecht zur Kette verlaufen.
Wenn ein solches Band diagonal über den Wanddreieckbereich und durch einen Gabelungsabschnitt gewickelt wird, stellt sich der Schuß schräg, so daß erstaunlicherweise die Verstärkungsfasern dazu neigen, sich selbst zur Achse der Abzweigung auszurichten. Dies ist eine Richtung geringer Stärke bzw. von Schwäche und eine solche Ausrichtung der Verstärkungsfasern ist von Vorteil.
Die Schraubenwinkel der Wicklungen und die Anzahl der Wikklungen des Bandes bei jedem Muster werden ausgewählt, um eine er-?mnschte Dicke an Verstärkungsfasern in jeder Richtung in jedem Bereich des T-Stückes aufzubauen, Dies kann dadurch erfolgen, daß bei der Zwischenschicht die Muster (a) bis (e) und (h) verwandt werden.
Die Beschichtung eines solchen Bandes mit Epoxiharz oder einem anderen Harz ist nicht zweckmäßig. Es ist deshalb wünschenswert,zusammen mit dem Wickeln des Bandes auch ein Band aus Glasseidensträngen auf den Dorn zu wickeln. Die Glasfaserstränge gehen durch ein Bad flüssigen Harzes vor dem Wickeln hindurch und dienen als Träger für das flüssige Harz zum Imprägnieren des Bandes. Dieses gemeinsame Wickeln des Bandes und der Stränge ist auch vorteilhaft, da es Schichten mit querverlaufenden Fasern dazwischenschiebt, was den interlaminaren Scherbereich und die Festigkeit des T-Stückes bedeutend erhöht.
Nachdem die Zwischenschicht aus dem Band ausgebildet ist und Stränge mit erwünschter Dicke über der inneren Schicht auf dem Dorn aufgebracht worden sind, wird eine dritte oder äußere Schicht in ähnlicher Weise wie die innere Schicht ausgebildet, wobei Glasseidenstränge verwandt werden. Die Muster (a) bis (g) werden zum überdecken des gesamten Bereiches des T-Stückes verwandt.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen sind die innere und die äußere Schicht aus Glasseidensträngen aufgebaut, wobei sich zwischen ihnen die Schicht aus einem Band befindet.
Dies bewirkt, daß eine glatte Oberfläche auf dem T-Stück sichergestellt wird und daß die Bündel aus G1>iasern in der Zwis#henschicht enthalten bleiben, deren Enden sonst von dem T-Stück hervorstehen mögen. Dies ist in einigen Bereichen von Bedeutung, wo das Band konvexe Abschnitte des T-Stückes kreuzt und sich die mehr oder weniger geraden Bündel aus Glasfasern sonst von der Oberfläche weg erstrecken lrürden.
Es bestehen auch Vorteile, ein T-Stück dadurch herzustellen, daß Glasseidenstränge und ein Band für den größten Teil der Dicke des T-Stückes zusammengewickelt werden, wobei an der inneren Oberfläche anschließend an den Dorn begonnen wird. Bei einer solchen Ausführungsform enthält die innerste Schicht das Band und nur die äußerste Schicht, welche relativ dünn sein kann, weist ausschließlich Glasseidenstränge auf, um eine glatte Oberfläche am Äußeren des T-Stückes sicherzustellen. Hervorstehende Faserenden auf der Innenseite des ?-Stückes sind nicht von Bedeutung, da das Harz gehärtet wird, bevor der Dorn entfernt wird. Diese Art von Wickeln kann wünschenswert sein, um einen erhöhten, interlaminaren Scherbereich nahe der Innenfläche des T-Stückes vorzusehen.
Das T-Stück kann gewickelt werden, indem der Dorn gedreht und die Glasseidenstränge und/oder das Band von einer beweglichen Quelle zugeführt wird, oder die Stränge/oder das Band können von sich drehenden Spulen, die sich um den Dorn bewegen, zugeführt werden, oder eine Kombination solcher Bewegungen kann vorgesehen werden. Nachdem das T-Stück unter Verwendung einer Kombination von Wickelmustern, wie es vorhergehend beschrieben wurde, gewickelt worden ist, wird das flüssige Harz erhärtet, wie z.B. durch Erwärmen oder Aushärten bei Raumtemperatur. Der Dorn wird dann vorl dem T-Stück entfernt und zwar entweder bevor oder nachdem die Enden des Geradstückes und der Abzweigung bearbeitet worden sind.
Fig. 11 zeigt schematisch die Umfangslinie einer Ausbauchung an der Seite eines T-Rohr-Stückes, wenn man senkrecht auf die Mittelebene des T-Stückes blickt. Das T-Stück weist ein gerades Geradstück 41 und eine seitliche Abzweigung 42 und einen toroidförmigen Gabelungsabschnitt 43 zwischen der Abzweigung und jedem Ende des Geradstückes auf. Wenn eine Ausbauchung an der Seite des T-Stückes ausgebildet wird, kann der Tangentenpunkt D (Fig. 2) zwischen der Ausbauchung und entweder dem Geradstück oder dem Gabelungsabschnitt für jeden radialen Querschnitt bestimmt werden.
Der Ort solcher Tangentialpunkte für eine beispielhafte Ausbuchtung, bei der der Winkel e gleich 450 ist, ist in Fig. 11 dargestellt. Dieabannals der Ort des Schnittes der Ausbauchung mit dem Geradstück, der Abzweigung und den Gabelungsabschnitten angesehen werden. Dieser Ort der Tangentialpunkte der Ausbauchung befindet sich in drei Sektoren. Längs des Geradstückes erstreckt sich der Ort der Punkte D für den radialen Querschnitt längs einer Geraden 44 parallel zur Achse des Geradstückes. Die auf die Mittelebene des T-Stückes projizierte Linie, welche den Ort der Punkte D darstellt, hat von dem Rücken des Geradstückes einen Abstand von entsprechend a (1 - com9) oder bei der beispielhaften Ausführungsform ion O,293O. Die anderen zwei Abschnitte des Ortes der P':rnkt D liegen in den entsprechenden Gabelungsabschnitten, wie sie durch die durchgezogenen Linien 45 dargestellt sind. Diese Linien 45 haben von dem Schnitt des Torus mit der Mittelebene des T-Stückes den gleichen Abstand von a.(1 - com@).
Man sieht, daß nahe dem Ende einer jeden Linie 44 und 45 in den Ebenen, wo die Erzeugende des Torus tangential zur Achse des Geradstückes oder der Abzweigung verläuft, die Linien 44 und 45 im wesentlichen verschwinden, da der Querschnitt sehr nahe einem Kreis wird. Eine Linie könnte jedoch in jede dieser Ebenen, die normal zu den Enden der Linien 44 und 45 sind, gezogen werden, um anzudeuten, daß die Schnittlinie der Ausbauchung mit dem Geradstück, mit der Abweigung und mit den Gabelungsabschnitten im wesentlichen T-förmig ist, und zwar in allgemeinen ähnlich der Form des T-Rohr-Stückes.
Wie vorhergehend erwähnt wurde, wird bei einer praktischen Ausführungsform ein Dorn zum Wickeln eines T-Rohr-Stückes nicht durch eine unendliche Anzahl von pseudoelliptischen Querschnitten hergestellt, welche die Linien 44 und 45 erzeugen würden. Statt dessen wird die Form für die Ausbauchung an dem Dorn maschinell #durch ein Näherungsverfahren mit einer endlichen Anzahl kugelförmiger Ausfräsungen und Stellen hergestellt Die Ausbauchung wird dann von Hand geglättet, um die erwünschte Ausbauchung anzunähern. Wegen dieses Herstellungsverfahrens liegt der Ort des Schnittes der Ausbauchung mit dem Geradstück, der Abzweigung und den Gabelungsabschnitten an den Enden des Geradstückes und der Abzweigung längs gekrümmter Linien, wie sie durch die unterbrochenen Linien 46 in Fig. 11 dargestellt sind. Diese unterbrochenen Linien sind eine Annäherung, da ihre Lage von der Anzahl der Stufen bei der maschinellen Bearbeitung der Form und dem Ausmaß der Eand- glättung abhängen. Der Schnitt ort der Ausbauchung bleibt jedoch allgemein T-förmig mit runden Enden. Längs des Rückens des Geradstückes und in den Gabelungsabschnitten nähert sich die Schnittlinie der Ausbauchung ziemlich nahe den durchgezogenen Linien 44 und 45.
Obgleich die Beschreibung auf Ausführungsformen begrenzt wurde, sind für den Durchschnittsfachmann viele Abwandlungen und Abänderungen offensichtlich. So wurden beispielsweise die Ausführungsformen im Zusammenhang mit Epoxinarz und Glasfasern beschrieben. Andere Fasern und synthetische Kunststoffmaterialien wie z.B. Polyesterharz können selbstverständlich dagegen ausgetauscht werden.
Das T-Rohr-Stück wurde mit einer Muffe zur Aufnahme der Reame eines Rohres beschrieben. Andererseits kann das T-Stück ohne eine Muffe oder einer Muffenstufe hergestellt werden, d.h. das Geradstück und die Abzweigung erstrecken sich im wesentlichen als ein Zylinder. Eine solche Ausführungsform wird beispielsweise verwandt, indem das Äußere der Enden des Geradstückes und der Abzweigung bearbeitet werden, um einen Flansch aufzunehmen, welcher an Ort und Stelle festgeklebt wird, wodurch ein T-Rohr-Stück aus faserverstärktem Kunststoff für Flanschverbindungen hergestellt werden kann. Viele andere Abwandlungen und Abänderungen sind für den Durchschnittsfachmann offensichtlich und es wird deshalb besonders darauf hingewiesen, d,aß im Rahmen der Ansprüche diese Erfindung auch anders als in der beschriebenen Weise eingesetzt bzw. verwandt werden kann.
Zusammenfassend ergibt sich somit daß durch die Erfindung ein T-Rohr-Stück aus faserverstärktem Kunststoff mit einem geraden Geradstück und einer seitlichen Abzweigung geschaffen wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß ein glatter Übergang zwischen dem Geradstück und der Abzweigung in jedem Gabelungsabschnitt zwischen dem Geradstück und der Abzweigung vorliegt, und daß an der Innenseite des T-Stückes eine sich symmetrisch nach außen erstreckende Ausbauchung vorgesehen ist, welche zum Flächenmittelpunkt bzw. Schwerpunkt des Plächendreieckes an jeder Seite des T-Stückes zentriert it und glatt in das Geradstück und beide Gabelungsabschnitte zwischen dem Geradstück und der Abzweigung übergeht. Vorzugsweise ist jeder radiale Querschnitt des T-Stückes durch die Ausbauchung von pseudo-elliptischer Form, wobei der Unterschied zwischen der größeren und der kleineren Achse eines solchen pseudoelliptischen Querschnitt es am größten durch den Flächenmittelpunkt des Flächendreieckes ist und auf Null zu in Ebenen durch die Mitte eines jeden Gabelungsabschnittes und normal zur Achse des Geradstückes oder der Abzweigung langsam bzw. glatt abnimmt.
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Claims

T-Rohrstück aus faserverstärktem Kunststoff Patentansprüche 1. T-Rohrstück aus faserverstärktem Kunststoff mit einem Geradstück und einer seitlichen Abzweigung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t F daß eine symmetrische Ausbauchung an jeder Seite des T-Stückes wenigstens an der inneren Oberfläche des T-Stückes vorgesehen ist und daß jeder radiale Querschnitt des T-Stückes durch die Ausbauchungen eine symmetrische, pseudp-elliptische Form aur.;eist, wobei der Unterschied zwischen der größeren Achse und der kleineren Achse eines jeden pseu#o-elliptischen Querschnittes an einer Stelle am größten ist, die von der Achse (21) des Geradstückes (11) in Richtung auf das Ende der Abzweigung (12) beabstandet ist., 2 T-Rohrstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gabelungsabschnitt (17) zwischen der Abzweigung (12) und dem Geradstück (11) eine Oberfläche in der Form eines Teiles eines Torus mit einer kleineren Achse a und einer größeren Achse b aufweist, wobei die maximale Höhe der Ausbauchung oberhalb der Mittel- ebene des T-Stückes von der Achse (21) des Geradstückes (11) längs der Achse (22) der Abzweigung (12) einen Abstand von b/4 aufweist.
3. T-Rohrstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Höhe einer jeden Ausbauchung oberhalb der Mittelebene des T-Stückes im Bereich von a plus sechs Prozent von b bis a plus sechzehn Prozent von b liegt.
4 T-Rohrstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Höhe einer jeden Ausbauchung oberhalb der Mittelebene des T-Stückes im Bereich von a plus neun Prozent von b bis a plus zwölf Prozent von b liegt.
5. T-Rohrstück nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche einer jeden Ausbauchung glatt in die Oberfläche des Geradstückes (l1) und der Abzweigung (12) und in die Oberflächen eines jeden Gabelungsabschnittes (17) verläuft
6. T-Rohrstück nach mindestens einem der Ansprüche bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Bereich der Oberfläche des Rückens des Geradstückes (11) gegenüber der Abzweigung (12) die Form eines geraden Kreiszylinders aufweist
7. T-Rohrstück nach mindestens einem der Ansprüche 1, 2, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauchung auf jeder Seite des T-Stückes zu dem Flächenmittelpunkt bzw. Schwerpunkt des Wanddreieckbereiches (18) zentriert und glatt in das Geradstück (11) und beide Gabelungsabschnitte (17) zwischen der Abzweigung (12) und dem Geradstück (11) übergeht und daß jeder radiale Querschnitt des T-Stückes durch die Ausbauchungen pseudo-elliptisch ist, wobei die kleinere Achse eines solchen pseudo-elliptischen Querschnittes normal zu einer Y-förmigen Leitlinie (24) ist, die auf dem Wanddreieck (18) zentriert ist, und deren einer Zweig sich längs der Achse (21) der Abzweigung (12), und deren zwei anderen Zweige sich zwischen dem Flächenmittelpunkt bzw. Schwerpunkt und der Achse (21) des Geradstückes (11) erstrecken.
8. T-Rohrstück nach mindestens einem der Ansprüche 1, 2, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Höhe der Ausbauchung oberhalb der Mittelebene des T-Stückes im Bereich von (a + 0,06-b) bis (a + 0,16b) liegt, mit a dem Radius des Geradstückes (11) und b dem größeren Radius einer Torus-förmigen Oberfläche in jedem Gabelungsabschnitt (17) zwischen der Abzweigung (12) und dem Geradstück (11).
9. T-Rohrstück nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Höhe der Ausbauchung im Bereich von (a + 0Z09Rb) bis (a + 0,12~b) liegt
10 T-Rohrstück nach Anspruch 7, dadurch yelienozrichnet, daß die beiden Zweige der Leitlinie (24) in jedem radialen Querschnitt jeweils ungefähr in der Mitte zwischen dem Rücken des Geradstückes (11) und dem entsprechenden Gabelungsabschnitt (17) liegen.
11. T-Rohrstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gabelungsabschnitt (17) zwischen dem Geradstück (11) und der Abzweigung (12) einen Oberflächenbereich in der Form eines Teiles eines Torus aufweist, dessen kleinerer Radius gleich dem Radius des Geradstückes (11) ist, wobei die Mittellinie (23) der Erzeugenden des Torus nahe einem Ende des Geradstükkes (11) zu der Achse (21) des Geradstückes (11) und nahe dem Ende der Abzweigung (12) zu der Achse (22) der Abzweigung (12) tangential verläuft, und daß die innere Oberfläche der Ausbauchung im wesentlichen durch die Gleichungen angegeben wird wenn X von Null#verschieden und Y kleiner als b/4 ist, und durch die Gleichungen wenn X gleich Null und Y gleich oder größer als b/4 ist, wobei die X-Achse die Achse (21) des Geradstückes (11), die Y-Achse die Achse (22) der Abzweigung (12), und Z die Z-Koordinate des Krümmungsmittelpunktes der Ausbauchung jenseits der Mittelebene des T-Stückes bei jeder (X,Y)-Koordinate längs einer Leitlinie (24), die von der Mittellinie (23) der Erzeugenden des Torus eines Gabelungsabschnittes (17) und entwoder cler Mit tellinie (23) der Erzeugenden des Torus des anderen Gabelungsabschnittes (17) oder der Achse (21) des Geradstückes (11) gleich weit entfernt ist, R der Krümmungsradius der Ausbauchung an der entsprechenden (X,Y)-Koordinate, a der Radius des Geradstückes (11), b der größere Radius eines solchen Torus, und G ein Winkel im Bereich von 25 bis 750 ist.
12. T-Rohrstück nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet; daß e im Bereich von 40 bis 500 liegt.
13. T-Rohrstück nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhä@@nis bei ungefähr 1,54 bt' t ü#<j t% und0 im Bereich von 35 bis 750 liegt.
14. T-Rohrstück nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß 4 ungefähr 500 beträgt.
15. T-Rohrstück nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis b/a ungefähr 1,75 beträgt und 9 im Bereich von 30 bis 600 liegt.
16. T-Rohrstück nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß 9 ungefähr 450 beträgt,
17. T-Rohrstück nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis b/a ungefähr 1,91 beträgt und 9 im Bereich von 25 bis 55° liegt.
18. T-Rohrstück nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß o ungefähr 400 beträgt.
19. T-Rohrstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gabelungsabschnitt (17) zwischen dem Geradstück (11) und der Abzweigung (12> einen Obertlächon bereich in der Form eines Teiles eines Torus ; Swcsist, dessen kleinerer Radiums gleich dem Radius des Geradstückes (11) ist, wobei die Mittellinie (23) der Erzeugenden des Torus nahe einem Ende des Geradstükkes (11) zu der Achse (21) des Geradstückes (11) und nahe dem Ende der Abzweigung (12) zu der Achse (22) der Abzweigung (12) tangential verläuft, und daß die innere Oberfläche der Ausbauchung im wesentlichen durch die Gleichungen angegeben wird wenn X von Null verschieden und Y kleiner als b/4 ist, und durch die Gleichungen wenn X gleich Null und Y gleich oder größer als b/4 ist, wobei die X-Achse die Achse (21) des Geradstückes (11), die Y-Achse die Achse (22) der Abzweigung (12), und Z die Z-Koordinate des Krümmungsmittelpunktes der Ausbauchung jenseits der Mittelebene des T-Stückes bei jeder (X,Y)-Koordinate längs einer Leitlinie (24), die von der Mittellinie (23) der Erzeugenden des Torus eines Gabelungsabschnittes (17) und entweder der Mittellinie (23) der Erzeugenden des Torus des anderen Gabelungsabschnittes (17) oder der Achse (21) des Geradstückes (11) gleich weit entfernt ist, R'der Krümmungsradius der Ausbauchung an der entsprechenden (X,Y)-Koordinate, a der Radius des Geradstückes (11), b der größere Radius eines solchen Torus, und 9 ein Winkel ist, und daß das T-Rohrstück zu einer Familie von T-Rohrstücken gehört, bei der, wenn das Verhältnis b/a ungefähr 1,5 beträgt, 9 im Bereich von 350 bis 750 liegt, wenn b/a ungefähr 1,9 beträgt, o im Bereich von 250 bis 550 liegt, und wenn b/a zwischen ungefähr 1,5 und 1,9 liegt, e in einem zwischen den vorhergenannten Bereichen interpolierten Bereich liegt.
20. T-Rohrstück nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß b/a ungefähr 1,75 beträgt und 9 im Bereich von 300 bis 600 liegt.
21. T-Rohrstück nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß b/a ungefähr 1,54 und 9 ungefähr 500 ist.
22. T-Rohrstück nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß b/a ungefähr 1,75 und 0 ungefähr 450 ist.
23. T-Rohrstück nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß b/a ungefähr 1,91 und 9 ungefähr 400 ist.