DE8913985U1 - Equipment for the continuous production of fibre-reinforced plastic pipes - Google Patents
Equipment for the continuous production of fibre-reinforced plastic pipesInfo
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Description
Einrichtung zum kontinuierlichen Herstellen von faserverstärkten KunststoffrohrenEquipment for the continuous production of fibre-reinforced plastic pipes
Für das kontinuierliche Herstellen von faserverstärkten Kunststoffrohren gibt es eine Einrichtung, bei der auf einem Grundgestell mehrere Arbeitsstationen und Vorrichtungen hintereinander angeordnet sind. Diesen Arbeitsstationen und Vorrichtungen werden Werkstoffe unterschiedlicher Art, wie z.B. Folienbander, Faservliese, Kunstharze und Faserstränge teils mit axialer und teilt mit tangentialer Ausrichtung, zugeführt, um daraus im Durchlaufverfahren das faserverstärkte Kunststoffrohr herzustellen. Für das stufenweise Aufbauen des Kunststoffrohres weist die Einrichtung einen Dorn auf. Er ist im Anfangsbereich des Grundgestelles mittels einer Haltevorrichtung mit dem Grundgestell ortsfest verbunden und erstreckt sich von der Haltevorrichtung aus durch sämtliche Arbeitsstationen hindurch. Der Dorn ist als langgestreckter Hohlkörper ausgebildet, der eine kreiszylindrische Gestalt hat.For the continuous production of fiber-reinforced plastic pipes, there is a device in which several work stations and devices are arranged one behind the other on a base frame. Materials of different types, such as film strips, fiber fleece, synthetic resins and fiber strands, are fed to these work stations and devices, partly with an axial and partly with a tangential orientation, in order to produce the fiber-reinforced plastic pipe from them in a continuous process. The device has a mandrel for the step-by-step construction of the plastic pipe. It is fixedly connected to the base frame in the initial area of the base frame by means of a holding device and extends from the holding device through all the work stations. The mandrel is designed as an elongated hollow body that has a circular cylindrical shape.
Bei denjenigen Arbeitsstationen, bei denen bei den verwendeten Kunstharzen ein Aushärtevorgang zumindest eingeleitet wird oder auch vollständig durchgeführt wird, kann ein geringfügiges Schrumpfen des Kunststoffrohres eintreten. Bei denjenigen Arbeitsstationen, bei denen tangentiale Verstärkungsschichten aus Fasersträngen mit einer gewissen Umfangsspannung aufgebracht werden, kann infolge der mechanischen Kräfte eine geringfügige Verengung des Kunststoffrohres auftreten. Beide Umstände können zu einer Erhöhung der Reibunnskraft des Kunststnffrnhres auf dem Dorn führen.At those work stations where the synthetic resins used are either cured or hardened, a slight shrinkage of the plastic pipe may occur. At those work stations where tangential reinforcement layers made of fiber strands with a certain circumferential tension are applied, a slight narrowing of the plastic pipe may occur as a result of the mechanical forces. Both circumstances can lead to an increase in the frictional force of the plastic pipe on the mandrel.
-Z--Z-
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung so zu gestalten, daß eine Erhöhung der Reibungskraft des Kunststoffrohres auf dem Dorn zumindest teilweise wenn nicht vollständig vermieden wird. 5The invention specified in claim 1 is based on the task of designing the device in such a way that an increase in the friction force of the plastic pipe on the mandrel is at least partially if not completely avoided. 5
Durch die stufenweise Verringerung des AuQendurchmessers des Dorns an den angegebenen Stellen wird der Außendurchmesser des Dorns abschnittweise an die Schrumpfung bzw. Verengung des Kunststoffrohres im Bereich dieser Stellen angepaßt und dadurch die Reibung des Kunststoffrohres auf dem Dorn erheblich verringert. Das vermindert auch die Zugkraft, die aufgebracht werden muß, um das Kunststoffrohr durch die gesamte Einrichtung hindurchzuziehen. Außerdem wird dadurch die Haltekraft für den Dorn und seine Zugbelastung verringert.By gradually reducing the outside diameter of the mandrel at the specified points, the outside diameter of the mandrel is adapted in sections to the shrinkage or narrowing of the plastic pipe in the area of these points , thereby significantly reducing the friction of the plastic pipe on the mandrel. This also reduces the pulling force that must be applied to pull the plastic pipe through the entire device. In addition, the holding force for the mandrel and its pulling load are reduced.
Durch die Verringerung der Reibung zwischen Kunststoffrohr und Dorn wird außerdem der Gefahr von intermitierenden Schlupfbewegungen des Kunststoffrohres, dem sogenannten stick-slip, vorgebeugt.By reducing the friction between the plastic pipe and the mandrel, the risk of intermittent slipping movements of the plastic pipe, the so-called stick-slip, is also prevented.
Mit einer Ausgestaltung der Einrichtung nach Anspruch 2 wird die Fertigung des Dorns vereinfacht und erleichtert. Außerdem wird im Bedarfsfälle der Austausch einzelner Längenobschnitte erleichtert, die etwa schneller als die anderen Längenabschnitte verschleißen oder die aus sonstigen Gründen ausgetauscht werden müssen. Durch die Aufteilung des Dorns in Einzelstücke lassen sich auch die Durchmesserstufen leichter herstellen, weil die Einzelstücke dann im allgemeinen über ihre ganze Länge denselben Durchmesser haben können.With a design of the device according to claim 2, the manufacture of the mandrel is simplified and made easier. In addition, if necessary, the replacement of individual length sections is made easier, which wear out faster than the other length sections or which have to be replaced for other reasons. By dividing the mandrel into individual pieces, the diameter steps can also be produced more easily, because the individual pieces can then generally have the same diameter over their entire length.
Bei einer Ausgestaltung der Einrichtung nach Anspruch 3 wird dutch die Zuführung eines Druckgases in den Innenraum des Dorns und durch dessen anschließendes Austreten durchIn an embodiment of the device according to claim 3, by supplying a pressurized gas into the interior of the mandrel and by its subsequent exit through
die über die Längserstreckung des Dorns verteilten Durchgangslöcher
je eine pneumatische Schmiermittelschicht aufgebaut. Durch sie wird ebenfalls die Reibung des Kunststoffrohres
auf dem Dorn verringert.
5A pneumatic lubricant layer is built up in the through holes distributed along the length of the mandrel. This also reduces the friction of the plastic tube on the mandrel.
5
Bei einer Ausgestaltung der Einrichtung nach Anspruch 3 kann der überdruck des Druckgases in diesem Längenabschnitt des Dorn» unabhängig von dem überdruck in den vorangehenden Längenabschnitten eingestellt werden. Damit kann der überdruck in diesem Längenabschnitt besser auf die dort auftretenden Erfordernisse eingestellt werden, die sich vor allem dadurch ergeben, daß im Bereich der Härtevorrichtung die Schrumpfung des Kunststoffrohres am größten ist und je nach den verwendeten Kunstharzen und je nach dem Verlauf desIn a design of the device according to claim 3, the overpressure of the compressed gas in this length section of the mandrel can be set independently of the overpressure in the preceding length sections. This allows the overpressure in this length section to be better adjusted to the requirements that arise there, which arise primarily from the fact that in the area of the hardening device the shrinkage of the plastic tube is greatest and, depending on the synthetic resins used and the course of the
Bei der Bewegung des stufenweise aufgebauten Kunststoffrohres auf dem Dorn durchläuft das Kunststoffrohr auch eine Zuführvorrichtung für ein Kunstharz sowie eine Ringrakel, die aus der Kunstharzschicht eine Außenhaut für das Kunststoffrohr formt. Danach durchläuft das Kunststoffrohr eine Leit- und Formvorrichtung, mittels der eine bandförmige Trennfolie von einer Abpulvorrichtung zum Dorn hingeleitet wird und zu einem in der Längsrichtung offenen Schlauch geformt wird, der das Kunststoffrohr, und zwar im besonderen seine Außenhaut, außen umgibt. In der Leit- und Formvorrichtung werden die Ränder der Trennfolie im Bereich der Unterseite des Kunststoffrohres in Umfangsrichtung einander angenähert oder stumpf aneinandergestoßen. Im Anschluß an die Leit- und Formvorrichtung ist nochmals eine Ringrakel vorhanden.As the plastic pipe, which is built up step by step, moves on the mandrel, the plastic pipe also passes through a feed device for a synthetic resin and a ring doctor blade, which forms an outer skin for the plastic pipe from the synthetic resin layer. The plastic pipe then passes through a guide and forming device, by means of which a band-shaped separating film is guided from a stripping device to the mandrel and formed into a tube that is open in the longitudinal direction and surrounds the plastic pipe, in particular its outer skin, on the outside. In the guide and forming device, the edges of the separating film in the area of the underside of the plastic pipe are brought closer together in the circumferential direction or butted against one another. Following the guide and forming device, there is another ring doctor blade.
Die Ringrakel, die die zuletzt aufgebrachte Kunstharzschicht zur Außenhaut des Kunststoffrohres formt, muß für einen, wenn auch geringen, Kunstharzüberschuß bemessen sein. Dieser Kunstharzüberschuß muß beim Umhüllen des KunststoffrohresThe ring doctor blade, which forms the last applied synthetic resin layer into the outer skin of the plastic pipe, must be designed for a synthetic resin surplus, even if it is small. This synthetic resin surplus must be removed when the plastic pipe is wrapped
mit der Trerinfolie und beim anschließenden Durchlauf des Kunststoffrohres durch die letzte Ringrakel abgestreift werden.with the separating foil and then as the plastic tube passes through the last ring doctor blade.
Der im Anspruch 5 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung so zu gestalten, daß das Abstreifen des Kunstharzüberschusses möglichst einfach und störungsfrei möglich ist.The invention specified in claim 5 is based on the object of designing the device in such a way that the stripping off of the excess synthetic resin is as simple and trouble-free as possible.
der Seit^nwangen von einer Einlaufschulter aus in der Längsrichtung des Kunststoffrohres um dieses herum zwar stetig aufeinander zulaufen, sie sich in der lotrechten Meridianebene einander aber nur bis auf einen sehr kleinen Restspalt nähern, kann der durch die vorgegebene Abmessung der Formvorrichtung verdrängte Teil des Kunstharzüberschusses durch den Spalt in der Trennfolie und durch den Restspalt der Formvorrichtung nach außen austreten, ohne daß sich dabei eine Stauwelle bildet. Dadurch, daß die Seitenflächen der Ränder der Seitenwangen im Bereich des Restspaltes von der Innenkante zur Außenseite hin unter einem gewissen Winkel auseinanderlaufen, kann der austretende Anteil des Kunstharzüberschusses frei abfließen. Dadurch, daß die anschließende Ringrakel ebenfalls nicht vollständig geschlossen ist, sondern in der lotrechten Meridianebene unten einen Restspalt aufweist, kann auch der von der Ringrakel abgestreifte Rest des Kunstharzüberschusses leicht naQh unten austreten und infolge der unter einem gewissen Winkel auseinanderlaufenden Seitenflächen des Restspaltes frei abfließen. Dadurch wird eine einwandfreie Ausbildung der Außenhaut des Kunststoffrohres gewährleistet. Außerdem läßt sich dadurch auch der Außendurchmesser des Kunststoffrohres genauer einstellen oder, mit anderen Worten, eine geringere Durchmessertoleranz des Kunststoffrahres erweichen. Durch den Restspalt sowohl bei der Leit- undthe side walls run continuously towards each other from an inlet shoulder in the longitudinal direction of the plastic pipe around the pipe, but in the vertical meridian plane they only approach each other to the extent of a very small residual gap, the part of the synthetic resin surplus displaced by the specified dimensions of the molding device can escape through the gap in the separating film and through the residual gap of the molding device to the outside without a damming wave forming. Because the side surfaces of the edges of the side walls run apart at a certain angle from the inner edge to the outer side in the area of the residual gap, the escaping part of the synthetic resin surplus can flow away freely. Because the adjacent ring doctor blade is also not completely closed, but has a residual gap in the vertical meridian plane at the bottom, the residual synthetic resin surplus scraped off by the ring doctor blade can easily escape at the bottom and flow away freely due to the side surfaces of the residual gap diverging at a certain angle. This ensures that the outer skin of the plastic pipe is perfectly formed. In addition, the outer diameter of the plastic pipe can be adjusted more precisely, or in other words, a smaller diameter tolerance of the plastic pipe can be softened. The residual gap in both the guide and
wird außerdem der Gefahr vorgebeugt, daß das Kunstharz sich beim Abstreifen womöglich über die Außenseite der Trennfolie hin verteilt und daran haften bleibt und sich anschließend in der Härtevorrichtung mit der Trennfolie fest verbindet. 5This also prevents the risk that the synthetic resin may spread over the outside of the release film when stripping it off and stick to it, then firmly bonding to the release film in the hardening device. 5
Durch die Weiterbildung der Einrichtung nach Anspruch 6 wird erreicht, daß von dem aus dem Spalt der äußeren Trennfolie ausgetretenen Kunstharzüberschuß auch noch der letzte Rest sauber abgestreift wird und über die Auffangwanne zurückgeführt wird.The further development of the device according to claim 6 ensures that even the last residue of the excess synthetic resin emerging from the gap in the outer separating film is cleanly stripped off and returned via the collecting tray.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Leit- und Formvorrichtung und der ihr benachbarten Ringrakel näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using an embodiment of the guide and shaping device and the adjacent ring doctor blade shown in the drawing. They show:
Fig. 2 eine Untersicht der Leit- und Formvorrichtung und der Ringrakel nach Fig. 1;Fig. 2 is a bottom view of the guiding and shaping device and the ring doctor blade according to Fig. 1;
und der Ringrakel nach Fig. 1 und 2.and the ring doctor blade according to Fig. 1 and 2.
Von einer nicht dargestellten Abspulvorrichtung wird eine Trennfolie 98 einer Leit- und Formvorrichtung 99 zugeführt, die die Trennfolie 98 um das Kunststoffrohr 100 herumschlägt und damit das Kunststoffrohr 100 umhüllt.A separating film 98 is fed from a unwinding device (not shown) to a guiding and forming device 99, which wraps the separating film 98 around the plastic pipe 100 and thus envelops the plastic pipe 100.
Die sattelförmige Leit- und Formvorrichtung 99 weist einen Grundkörper 171 auf, der von einem dickwandigen Kreisringzylinder abgeleitet ist, der entlang einer schräg und zugleich etwas geschwungen verlaufenden Schnittlinie abgeschnitten ist. Die Ränder 172 der Seitenwangen 173 des Grqndkörpers 171 verlaufen von einer oberhalb des Kunststqffrohres 100 gelegenen Einlaufschulter 174 für die Trennfolie 98 aus in der Längsrichtung des Kunststoffrohres 100 um dieses herum, stetig auf einander zu. Sie nähern sich inThe saddle-shaped guide and forming device 99 has a base body 171 which is derived from a thick-walled circular ring cylinder which is cut off along an oblique and at the same time slightly curved cutting line. The edges 172 of the side walls 173 of the base body 171 run from an inlet shoulder 174 for the separating film 98 located above the plastic pipe 100 in the longitudinal direction of the plastic pipe 100 around it, steadily towards each other. They approach each other in
der lotrechten Meridianebene einander bis auf einen sehr kleinen Restspalt 175. Dessen Spaltweite liegt in der ; Größenordnung von einigen wenigen Zehntelmillimeter. Siethe vertical meridian plane, except for a very small remaining gap 175. The gap width is in the order of a few tenths of a millimeter.
T: richtet sich zum Teil nach den hydraulischen Eigenschaften T: depends partly on the hydraulic properties
■ 5 des abzustreifenden Kunstharzes wie Zähigkeit, Oberflächenspannung und dergleichen.■ 5 of the resin to be stripped, such as toughness, surface tension and the like.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, verlaufen im Bereich des Restspaltes 175 die Seitenflächen 176 und 177 von ihrer Innenkante 178 zur Außenkante 179 hin unter einem gewissen Winkel auseinander, der im allgemeinen insgesamt 90° beträgt.As can be seen from Fig. 3, in the region of the remaining gap 175, the side surfaces 176 and 177 extend from their inner edge 178 to the outer edge 179 at a certain angle, which generally amounts to 90° in total.
Die äußeren Abschnitte 181 der Liniaufschulter 174 können entweder einstückig mit dem Grundkörper 171 hergestellt sein. Sie können aber auch als getrennte Teile hergestellt werden und beispielsweise durch Verschrauben mit dem Grundkörper 171 nachträglich verbunden werden.The outer sections 181 of the linear shoulder 174 can either be manufactured in one piece with the base body 171. However, they can also be manufactured as separate parts and subsequently connected to the base body 171, for example by screwing.
Die in der Nachbarschaft der Leit- und Formvorrichtung 99 angeordnete Ringrakel 101 ist ebenso wie die Formvorrichtung 99 nicht zu einem vollständigen Ring geschlossen. Sie weist vielmehr in der lotrechten Meridianebene unten einen Restspalt 182 auf, der ähnlich dem Restspalt 175 der Formvorrichtung 99 ausgebildet ist und in dessen Fluchtlinie gelegen ist. Ebenso wie bei der Formvorrichtung 99 verlaufen bei der Ringrakel 101 die Seitenflächen 183 und 184 des Restspaltes 182 von der Innenkante zur Außenkante hin unter einem Winkel auseinander, der im allgemeinen gleich ist dem Winkel der Seitenflächen 176 und 177 beiderseits des Restspaltes 175. Fig. 11 stellt in soweit auch eine axiale Ansicht der Ringrakel 101 dar.The ring doctor blade 101 arranged in the vicinity of the guide and shaping device 99 is, like the shaping device 99, not closed to form a complete ring. Rather, it has a residual gap 182 at the bottom in the vertical meridian plane, which is designed similarly to the residual gap 175 of the shaping device 99 and is located in its alignment. Just as with the shaping device 99, the side surfaces 183 and 184 of the residual gap 182 of the ring doctor blade 101 extend from the inner edge to the outer edge at an angle that is generally equal to the angle of the side surfaces 176 and 177 on either side of the residual gap 175. Fig. 11 also shows an axial view of the ring doctor blade 101.
Unterhalb der Leit- und Formvorrichtung 99 und unterhalb der Ringrakel 101 ist eine Auffangwanne 102 angeordnet.A collecting tray 102 is arranged below the guiding and forming device 99 and below the ring doctor blade 101.
nur wenig über die Außenkanten 179 hinaus und kann daher aufgrund ihrer verhältnismäßig geringen Breite auch als Auffangrinne bezeichnet werden.only slightly beyond the outer edges 179 and can therefore also be referred to as a collecting channel due to its relatively small width.
An dem in der Bewegungsrichtung des Kunststoffrohres 100 jenseits der Ringrakel 101 gelegenen Ende der Auffangwanne 102 ist ein Abstreifer 185 angeordnet, dessen Abstreifkante 186 auf die Außenkontur des Kunststoffrohres 101 abgestimmt ist. Der Abstreifer 185 streift vom Kunststoffrohr 100 diejenigen Kunstharzreste ab, die nach dem Verlassen der Ringrakel 101 im Bereich deren Restspaltes 182 an der Unterseite des Kunststoffrohres haftengeblieben sein sollten.At the end of the collecting tray 102 located beyond the ring doctor blade 101 in the direction of movement of the plastic pipe 100, a scraper 185 is arranged, the scraper edge 186 of which is matched to the outer contour of the plastic pipe 101. The scraper 185 scrapes off the plastic pipe 100 those synthetic resin residues that should have remained stuck to the underside of the plastic pipe in the area of its residual gap 182 after leaving the ring doctor blade 101.
Claims (1)
WannendenLothar Eisner
Tub ends
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