DE3226220C2 - Gießverfahren und Gießform zur Herstellung von konischen Masten aus glasfaserverstärktem Kunstharz - Google Patents

Gießverfahren und Gießform zur Herstellung von konischen Masten aus glasfaserverstärktem Kunstharz

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DE3226220C2 DE19823226220 DE3226220A DE3226220C2 DE 3226220 C2 DE3226220 C2 DE 3226220C2 DE 19823226220 DE19823226220 DE 19823226220 DE 3226220 A DE3226220 A DE 3226220A DE 3226220 C2 DE3226220 C2 DE 3226220C2
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Abstract

Ein Stahlrohr (Kern 30) einer Form, das von einem Gummischlauch (34) umgeben ist, wird mit Glasfasermatten (36) umwickelt, in ein Außenrohr (20) der Form eingesetzt und endseitig verschlossen. Die Gesamtform wird lotrecht aufgehängt, der größere Durchmesser unten. Flüssiger Kunststoff wird von unten in den Ringraum zwischen Kern und Außenrohr injiziert, beschränkt auf das für den Mast erforderliche Volumen, was im allgemeinen ein Viertel bis ein Drittel der Rohrhöhe ausmacht. Dann wird eine Flüssigkeit von unten in das innere Rohr eingefüllt und unter Druck gesetzt. Über Öffnungen (31) im unteren Bereich des Innenrohres wirkt der Flüssigkeitsdruck auf den Schlauch, so daß dieser sich abhebt und die Glasfasermatten in die Außenform drückt. Durch weiteren Druckanstieg im Kern wird der Schlauch über die gesamte Form abgehoben, wobei der flüssige Kunststoff im Ringraum bis zum Überlauf ansteigt. Nach Erhärtung des Kunststoffes wird die Flüssigkeit aus dem Kern abgelassen, so daß der Schlauch sich wieder am Kern anlegt. Nach der Demontage der Form kann der fertige Mast entnommen werden.

Description

gekennzeichnet durch folgende Merkmale: vor dem Einr0hren der umwickelten Innenform in die Außenform wird diese mit Glasfasermatten ausgekleidet und
im Bereich der Glasfaser mniten werden Seile oder Fasern eingezogen, gespannt un. an den Enden der Form festgehalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das in den Inneraum eingeführte Kunstharz auf das fur den Mast benötigte Volumen beschränkt wird und die Aufwertung des Schlauches unten begonnen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit für die Innenform Wasser verwendet wird, dessen spezifisches Gewicht durch einen Zusatz erhöht ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeit mit einem höheren spezifischen Gewicht als Wasser eingefüllt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die in die Innenform einzufüllende Flüssigkeit angewärmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß in die Außenform im Bereich der Glasfaser-Matten in der Länge durchgehende Stäbe eingelegt werden, die nach dem Erhärten des Kunstharzes Wieder gezogen werden.
7. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet il.ul im <lie Aiißenform im Bereich der Glasfasermatten in der Rohrwand bleibende Arniicrungsplalten (47) einyek>'l werden.
8. Gießform zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen I —7. mit folgenden Merkmalen:
— sie besteht aus einer konischen Außenform, an deren Enden Flansche (21, 22) angeschweißt sind, und die mit einer Aufhängevorrichtung lotrecht, mit dem größeren Durchmesser nach unten, aufgehängt ist
— es ist eine konische Innenform vorgesehen, die als Flüssigkeitsgefäß ausgebildet ist, am einen Ende einen Einlaßstutzen und am anderen Ende einen Oberlaufstutzen aufweist, die in der GefäJJwandung Löcher aufweist und von einem Gummisehlauch überzogen ist,
— es sind obere und untere Sperrflansche (24,28) vorgesehen, die mit einem zylindrischen Teil in den Ringraum zwischen Außenform und Innenform passend einsetzbar sind und die einen Harzzuführungskanal und einen Harzüberlaufkanal aufweisen
— für jedes Formc.de ist ein Haltering (26, 29) vorgesehen, welcher einen die Innenform um-
is gebcnen Dichtungsring hält, und der durch
Schrauben (266, 290,1 mit den Sperrflanschen und den an der Außenform angeschweißten Flanschen lösbar verbunden sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
— die Löcher (31) in der Innenform sind auf den unteren Endbereich beschränkt
— am Überlaufstutzen (32) der Innenform ist ein Druckbegrenzungsventil (32a) montiert.
9. Gießform nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die nachfolp?nden Merkmale:
— an der Stirnfläche eines Flansches (21) der Außenform (20) sind radiale Nuten (21 abgebildet — im anderen Flansch (22) sind deckungsgleich radiale Bohrungen gebildet, denen jeweils eine Klemmvorrichtung zugeordnet ist.
10. Gießform nach Anspruch 9. dadurch gekcnnzeichnet, daß ein .iuf dem unteren Flansch (22) der Außcnform absetzbarer King (25) vorgesehen ist. an dem radiale Bohrungen (25.(^ gebildet sind, wcl ehe die radialen Nuten (22./^ «im Mansch verlängern und die jeweils eine Kleinnisehryuoe {25b) aufwei sen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gießverfahren zur Herstellung von konischen Masten aus glasfaserverstärktem Kunstharz mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannter Merkmalen, sowie auf eine Gießform zur Durchführung eines solchen Verfahrens mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8. Ein Gießverfahren und eine Gießform dieser Art sind aus der DE-OS 29 02 190 bekannt. Dieser Stand der Technik ist zur Herstellung von konischen Rohren, insbesondere Masten aus glasfaserverstärktem Kunststoff v, in Standardausführung geeignet.
Die Aufgabe der vorliegenden l.rfindung ist in einer Weiterentwicklung des vorgenannten Standes der Technik zu sehen im Hinblick aut eine wirtschaftliche Herstellung konischer Masten mn einer erhöhten mc ho ehiinischeii 1-eMigkuit.
Die Aufgabe wird durch cin.Vcrfahren mit den Merkmalen des I lauplanspruchs gelöst.
Daran schließen sich Unlcransprüche an, durch welche von Fall zu Fall die Verfahrenstechnik nach dem b") Hauplanspruch verbessert bzw. variiert wird.
Die weiteren Untcransprüchc haben konstruktive Ausgestaltungen von Gießformen zur Durchführung des Verfahrens zum Inhalt.
Bei der Herstellung des konischen Mastes nach Anspruch 1 bleiben die Seile bzw. Fasern nach dem Erhärten des Kunstharzes vorgespannt und üben auf den fertigen Mast einen unschädlichen Druck aus. Wenn der Mast im Gebrauch auf Biegung beansprucht wird, so werden unter diesen Voraussetzungen Zugspannungen im Werkstoff vermieden oder zumindest in einem solchen minimalen Rahmen gehalten, daß keine Risse entstehen können. Nach der Frfindung hergestellte Masten können daher auch als l.ichtmasien eingesetzt werden, da sie den dabei gestellten Anforderungen gerecht werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird in den Ringraum nur soviel flüssiges Kunstharz eingeführt, wie für die Herstellung des Mastes erforderlich ist. im allgemeinen ein Viertel bis ein Drittel der Forrnhöhe. Durch eine entsprechende Steuerung des Wasserdrukkes in der Innenform und des Wasserübertrittes aus derselben erreicht man eine Aufweitung des Gummischlauches, die von unten beginnt und sich nach oben fortsetzt, wobei das flüssige Kunstharz so weit nach oben gedruckt wird, bis der Ringraum vollständig ausgefüllt ist. Durch diese Variante des Verfahrens wird der Verlust an Kunstharz durch Überlauf so gering wie möglich. Außerdem wird durch das allmähliche Ansteigen des Kunstharzspiegels im Ringraum die darin befindliche Luft systematisch nach oben gedrangt, so daß der hergestellte Mast frei von l.ufteinschlüssen ist.
Der Druck in der Innenform kann durch ein Druckbegrenzungsventil am Oberlaiifsiiiizen geregell werden. Fine weitere erfindungsgeniaßc Möglichkeit der Steuerung des Druckes in der Innenform besieht in der Verwendung einer Flüssigkeit, die ein höheres spezifisches Gewicht als Wasser hat. z. B. von Quecksilber, oder indem man das spezifische Gewicht von Wasser durch einen Zusatz, erhöht. Bei der Erfindung besieht die Möglichkeil durch Erwärmung der in die Innenform eingeführter Flüssigkeit einen Einfluß auf die Aushärtung des Kunstharze* zu nehmen. Die Erfindung hat weiterhin verfahrenstechnische Maßnahmen zum Inhalt, bei deren Anwendung in der Wand eines Mastes nach außen offene Nuten oder ringsum geschlossene Kanäle gebildet werden können, die bei l.ichtmssten als Leitungskanäle genutzt werden können. Schließlich besteht noch die Möglichkeit in die Mastwand Metallplatten als Vcran kerungsclemenie einzuformen.
Im (olgenden werden Einzelheiten einer Gießform nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und unter Erläuterung des Gießverfahrens näher beschrieben Im einzelnen zeigt
Fig. I einen Längsschnitt durch einen M.isl.dcr nach dem Gießverfahren hergestellt und mit vorgespannten Seilen (Fasern) .irmierl isi.
I ig 2 einen l.rngsschnitt durch die Innenform der Gießform.
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Außenform der Gießform.
F ι g 4 einen Längsschnitt durch die Außenform mit eingelegten Malten und eingespannten Seilen.
Fig.5 in vergrößerter Darstellung einen Längsschnitt durch die gesamte Gießform beim Gießvorgang, Fi g. 6 einen Schnitt nach VI-VI von F i g. 4,
Fig.7 einen Querschnitt durch einen Mast mit Außennuten,
Fig.8 einen Querschnitt durch einen Mast mit zwei längsverlaufenden Kanälen,
Fig.9 einen Querschnitt durch die Wand eines Mastes mit einer eingeformten Metallplatte.
Die Wand des konischen Mastes nach Fig. 1 besteht aus einem Trägermaterial wie Glasfasergewebe, Texti1-fasergewebe und einem erhärteten Bindemittel, nämlich Kunstharz (Laminat). Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit sind in das Laminat 3 auf Zug vorgespannte Seile 2 oder Fasern eingebettet.
Die Gießform besteht aus einer Außcnform gemäß Fig. 3 und einer Innenfonn gemäß I'ig. 2 Die zus;mi mcngesctzie funktionsfähige Gießform ergibt sich aus
K) F ι g. 5.
Die Aiißenform isi aus einem konischen Stahlrohr 20 hergestellt, das mit einer Aufhängevorrichtung 23 lotrecht aufgehängt ist, wobei der größere Durchmesser unten ist. Endseitig sind am Stahlrohr Flansche 2! und
π 22 angeschweißt. An der Stirnfläche des oberen Flansches 21 sind in radialer Anordnung Nuten 21a gebildet. Deckungsgleiche N uten 22a sind auch an der Stirnfläche des Flansches 22 gebildet.
Auf den Flansch 22 ist ein Ring 25 aufgesetzt mit radialen Bohrungen von 25a, die jfreils die radialen Nutui 22a fortsetzen. Für jede Boii.un? 25a ist eine Klemmschraube 25 b vorgesehen.
Die Außenform nach F i g. 3 ist geeignet zur Aufnahme von Seilen oder Fasern als Armierung. Die Seile werden durchgezogen. Ihre Enden werden in die radialen Nuten 21a bzw. 22a eingelegt. Oben werden die Seile jeweils durch Knoten gehalten, unten werden sie durch die Bohrung des Ringes 25 gezogen. |edes Seil wird, nachdem es die gewünschte Vorspannung erhallen hat,
«j in der Klemmschraube festgehalten, so daß die Zug spannung besiehen bleibt.
Die Innenform nach Fig. 2 besieht ebenfalls aus einem konischer. Stahlrohr 30. das oben und unten geschlossen und als ein Flüssigkcilsgcl'äß ausgebildet ist.
Über die gesamte Länge des Stahlrohres 30 ist ein Gumrnischlauch 34 aufgezogen. Für die Zuführung von Wasser ist unten ein Einlaßstuizen 33 vorgesehen. Ihm ist ein Überlaufstutzen 32 mit einem Druckbegrenzungsventil 32a zugeordnet. In der Wand des Stahlrohres 30 sind Löcher 31. die sich jedoch auf den Endbereich mit dem grc jeren Durchmesser beschränken. An diesen schließt ■sich ein längerer geschlossener Bereich 31a an.
Bei der Herstellung eines Mastes werder. Glasfasermatten auf die Innenform 30 nach Fig. 4 im wesentlichen über die gesamte Länge aufgewickelt. Um die losen Manen zu halten, kann noch zusätzlich ein Netz aufgewickelt werden.
Bei Herstellung eines Mastes mit einer Armierung werden Glasfasermatten 4 auch in die Außenforni cin-
Vi gelegt D.inn werden die Seile bzw. Fasern 2 eingezogen, gesp.inni iiiul mittels der Schrauben 256 festgeklemmt.
Di' Innenform 30 mit der I Imwicklung wird dann von unten in das Stahlrohr 20 eingeführt bis in die Funk
■55 tionsstellung nach '. : g. 5 Zur Zentrierung tier bcid-jn Rohre werden oben und unten jeweils Sperrflansche 24 bzw. 28 eingesetzt. Zylindrische Teile dieser Sperrflansche liegen einerseits am Gummischlauch der Innenform an. Auf die Sperrflanschc werden Hallennge 26 und 29 gesetzt. Diese Halteiinge werden über Schrauben 296 mit den Sperrflanschen und den angeschweißten Flanschen 21 bzw. 22 verbunden.
Zur Abdichtung des Ringraumes sind Dichtungsringe 29a bzw. 26a eingelegt. Oben und unten ist der die Glasfasermatten 36 aufnehmende Ringraum durch Konusflachen 246 bzw. 286 der Sperrflansche begrenzt.
Für die Zuleitung von flüssigen Kunstharzen in den Ringraum ist im unteren Sperrflansch 28 ein Zufüh-
5
rungskanal 28«? vorgesehen. Im oberen Sperrflansch 24 befindet sich ein Übcrlaufkanal 24,i.
Nach der Montage der Gießform mit den beschriebenen Teilen beginnt das Verfahren damit, daß das flüssige Kunstharz über den Zuführungskanal 28a in den Ringraum eingeführt wird. Es wird dabei nur soviel Kunstharz eingeführt, wie für die Herstellung eines Mastes ψ benötigt wird. Im allgemeinen reicht eine Füllung über ein Viertel bis ein Drittel der Gesamthöhe aus.
Im Anschluß daran wird die Innenform vollständig mn Wasser gefüllt bis /um tJbcrlaufstutzen, wo am Druckbegrenzungsventil 32;j cm Druck eingestellt ist. Dir Druck des Wassers wird bis auf den am Ventil 32;; eingestellten Druck erhöht. Dabei gelangt das Wasser über die Lncher 51 im Stahlrohr 30 in den Ringraum, ιί wobei der (iummischlauch 34 /uniiehsi unten abgehoben wird, so dall die Mallen gegen die Innenfläche des Roiiics 20 jji.urin.ki «erden. Durch An.'.icigcr? dei Wasserdruckes set/t sich das Abheben des Schlauches mehr und mehr nach oben bis zum oberen Ende der Form fort.
Das flüssige Kunstharz wird dabei gezwungen, ebenfalls im Ringraum bis zum oberen Ende zu fließen. Wenn das Kunstharz am Überlaufkanal 24/i austritt, besteht die Gewahr, daß der Ringraum vollständig gefüllt ist.
Nach dem Erhärten des Kunstharzes wird das Wasser abgelassen. Durch den Druckabfall legt sich der Schlauch wieder an die Innenform an. Nach der Demontage der Halteringe und der Sperrflansche und nach dem Herausziehen der Innenform kann der fertige Mast jo entnommen werden.
Durch die Konusflache 286 an den Spcrrflanschcn wird die Abwinkclung des Schlauches unter dem Einfluß des Wasserdruckes gering gehalten, womit auch die mechanische Beanspruchung des Schlauches so gering wie
Wahrend die radialen Bohrungen 25;) für die radiale I iihrung der Seile nach !■' i g. J in einen besonderen Ring 21J gebildet sind, befinden sie sich bei der Form nach !■' i f.·. 4 unmittelbar um Plansch 22.
Ia können auch Mastquerschnitte nach Fig. 7 und 8 hergestellt werden. Beim Querschnitt nach Fig. 7 sind autfen offene Nuten 43 gebildet. Die Nuten entstehen durch Einlegen von Stäben 44 an die Innenwand der Außenform. Die Stäbe werden nach dem Erhärten des Kunstharzes gezogen.
Bei dem Mastquerschnitt nach F i g. 8 sind geschlossene Kanäle 45 gebildet. Die dafür erforderlichen Stäbe 46 werden ähnlich wie die Seile 2 an der Außenform angebracht und zwar .auf die bereits vorher eingelegten Mat- 50 . · ten. In der gleichen Weise können auch Metallplatten 47 nach F i g. 9 als Armicrungsteil eingeformt werden.
Hier/u 4 Blatt Zeichnungen
W)

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Gießverfahren zur Herstellung von konischen Masten aus glasfaserverstärktem Kunstharz mit den Merkmalen:
— auf eine konische Innenforrn, die als Wassergefäß ausgebildet ist, in ihrer Wand Löcher aufweist und von einem Gummischlauch überzogen ist, werden Glasfasermatten aufgewickelt
— die bewickelte Innenform wird in eine konische Außenform eingesetzt, in einer konzentrischen Lage gehalten, wobei der mit den Matten ausgefüllte Ringraum abgedichtet wird
— in den Ringraum der Gießform, die lotrecht mit dem größeren Durchmesser nach unten aufgehängt ist wird von unten flüssiges Kunstharz cingefC'."'.
— noch Wirrend da"; Kunstharz flüssig ist. wird der Gummisehlauch durch Einfüllen einer Flüssigkeit in die Innenform aufgeweitet und dadurch die Matten im Ringraum gegen die Außenform gedrückt bis die Wandstärke des zu gießenden Rohres erreicht ist
— nach Erhärten des Kunstharzes wird die Innenform entleert und der fertige Mast entnommen
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