FI114624B - Menetelmä metallipintaisten komposiittikuituputkien valmistamiseksi - Google Patents

Description

114624

Menetelmä metallipintaisten koxnposiittikuituputkien valmistamiseksi

Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon 5 mukaista menetelmää metallipintaisten yhdistelmäkuituput-kien valmistamiseksi.

EP-hakemusjulkaisussa 0 290 798 B1 tunnetaan menetelmä, jossa kierretään ensin keinohartsilla kyllästetty yksisuuntaisten kuitujen kerros säteittäisessä suunnassa 10 venyvän tuurnan päälle siten, että kuitukimput kulkevat tuurnan akselin suuntaisesti. Kuitukerrosten ympäröimä tuurna pannaan sitten ohutseinäisen metalliputken sisään ja sitä venytetään säteittäisesti kuitukerroksen puristamiseksi metalliputken sisäseinää vasten. Keinohartsin ko-15 vettumisen ja venymisen palautumisen jälkeen tuurna poistetaan, niin että jäljelle jää metallipäällysteinen, kui-tuvahvisteinen muoviputki. Näin voidaan valmistaa taivutusjäykkyydeltään hyviä yhdistelmäkuituputkia; puristus-lujuus sekä yhdistelmäkuituputken ja metallisen suojaput-20 ken välisen liitoksen kestävyys ovat sen sijaan huomattavasti heikompia.

Yrityksen Stork, Boxmeer Hollanti, esitteessä DG .j 2142 kuvataan menetelmää, jonka avulla voidaan työntää ohuita metalliputkia paineilman avulla umpinaisen metal-tj 25 lisen valssisylinterin päälle. Valssisylinterin vaipassa on tätä varten säteittäiset reiät, jotka ovat suoraan ja I » , valssin toisen akselitapin välityksellä yhteydessä vals- sisylinterin sisätilaan, jolloin sisätila puolestaan liittyy toisen akselitapin reiän kautta paineilmalähtee-30 seen. Valssisylinterin päälle työnnettäessä metalliputki : ,·’ "puhalletaan pullolleen" (sitä venytetään) , ja se on pai neilman poistuttua juuttunut lujasti valssisylinteriin. Tätä menetelmää ei kuitenkaan voida suoraan soveltaa yh- i distelmäkuituputkien ja metallisten putkien toisiinsa 1 35 liittämiseen, sillä valssin akselitappien ja yhdistelmä- 2 114624 kuituputkien liitos ei kestä paineilman muutamien baarien suuruista korkeaa sisäpainetta. Säteittäiset reiät vaikuttaisivat lisäksi yhdistelmäkuituputken lujuuteen.

Keksinnön tehtävänä on parantaa lajityypin mukais-5 ta menetelmää siten, että muodon pysyvyys ja yhdistelmäkuituputken ja metalliputken varma liitos on taattu sä-teittäisillä kuormituksillakin, esimerkiksi keskipakovoimien esiintyessäkin.

EP-hakemusjulkaisussa 0 481 850 on esitetty kompo-10 siittimateriaalia olevan putkimaisen vaipan asennus kanto-putken päälle paineenalaisen väliaineen avulla. Ohutseinä-mäisen metallivaipan vetämisestä yhdistelmäkuituputken päälle ei tässä julkaisussa puhuta.

Julkaisusta WO91/06 499 on tunnettua laajentaa me-15 tallivaippaa kuumentamalla ja siten viedä yhdistelmäkuitu-putki metallivaipan sisälle, joka jäähtymisensä jälkeen istuu jännityksen alaisena yhdistelmäkuituputken päälle. Vaihtoehtoisesti ehdotetaan halkaisijaltaan ylisuuren metallivaipan mekaanista muokkausta, esimerkiksi puristamal-20 la, niin että metallivaippa ympäröi jännitettynä yhdistelmä kuituputkea. Kummatkin tavat, erityisesti pitkien put-kien ollessa kyseessä, johtavat valmistusteknisiin ongel-. miin.

Tehtävän ratkaisemiseksi ehdotetaan patenttivaati-[[ \ 25 muksen 1 tunnusmerkkien sisältämiä toimenpiteitä. Niihin ,, liittyvät alivaatimukset ovat ratkaisun edullisia muotoja.

• Yllättäen on osoittautunut, että alussa mainittu • · *·’ paineilmamenetelmä sopii, keksinnön mukaisesti muunneltu na, myös yhdistelmäkuituputken ja ohutseinäisen metalli- * ,. * 30 putken varmaan ja kestävään liittämiseen, kun yhdistelmä- : : kuituputki varustetaan ympäryskäämityksillä, jotka antavat putkelle vaadittavan lujuuden ulkoista kaasunpainetta 1. vastaan, ja kun painekaasua johdetaan sovittimen säteit- täisiin reikiin ulkoapäin vain toiselta päätysivulta ja * »

• i * · · I

» » · 3 114624 kaasun paine säädetään niin korkeaksi, että metalliputki voidaan työntää yhdistelmäkuituputken koko pituudelle. Sovittimen ja yhdistelmäkuituputken riittävän tiivis liitos painekaasuhäviöiden välttämiseksi riittää; itse yh-5 distelmäkuituputkeen ei tarvita säteittäisiä reikiä.

Keksinnön suoritusesimerkkejä valaistaan seuraa-vassa piirustusten avulla: kuvio 1 esittää yhdistelmäkuitutelan valmistusmenetelmän, jossa päädyssä oleva tappiosa toimii samalla 10 paineilman syötön sovitinosana; kuvio 2 esittää kuvion 1 vaihtoehdon, jossa paine-kaasun säteittäinen syöttö tapahtuu erillisen sovitinosan kautta.

Kuvio 1 esittää kaavamaisena pitkittäisleikkaukse-15 na käämitystekniikalla valmistetun, hiilikuidusta ja epoksihartsisideaineesta muodostuvan yhdistelmäkuituputken 1. Yhdistelmäkuituputki muodostuu päällekkäin käämityistä kuitukerroksista, jolloin spiraalin muotoisia tai pituussuuntaisia kuituja sisältävät kerrokset vaihtelevat 20 ympäryskäämityksien muodostamien kerrosten kanssa. Yhdis telmäkuituputken 1 päätysivun puoleiseen päähän on lii-mattu kuppilaikan muotoinen sovitinosa 2, jonka keskellä olevaa tappia 2a käytetään valmiin yhdistelmäkuituputken laakerointiin putkea nopeasti pyörivänä telana käytettä-25 essä. Sovitinosassa 2 on lisäksi laippa 2b, jonka läpi kulkee useita sovitinosan ulkovaipalle 2c tasaisesti ja- > I · ' , kautuneita säteittäisiä reikiä 2d. Ulkovaippa 2c liittyy samassa tasossa yhdistelmäkuituputken ulkovaippaan la. Sovitinosan 2 sisävaippaan 2e liittyy rengastaulun muo-Γ 30 toinen painekaasun jakelija 3, jonka reikien 3a, 3b ja rengasurien 3c, 3d sekä ulkoisen liitännän 3e kautta voidaan johtaa painekaasua reikiin 2d.

Ulkovaipan 2c vapaan pään viisteen 2f kautta työnnetään ohutseinäinen metalliputki 4 laipan 2b päälle. Yh-• 35 distelmäkuituputken 1 ulkopuolella olevan liitännän 3e ja 4 114624 jakelijan 3 kautta tulee samanaikaisesti säteittäisiin reikiin 2d korkeintaan 20 baarin paineista paineilmaa. Metalliputki 4 venyy tämän vuoksi niin paljon, että se voidaan menestyksellisesti työntää tai vetää yhdistelmäkui-5 tuputken 1 koko pituudelle. Metalliputkena 4 voidaan käyttää saumatonta, venytyspuristusvetämällä tai puristusrul-laamalla valmistettua ruostumatonta teräsputkea, jonka seinämän paksuus on 0,1 - 0,3 mm. Tämän teräsputken sisä-halkaisijan välys yhdistelmäkuituputken 1 ulkovaippaan la 10 on säädetty siten, että teräsputki ympäröi yhdistelmäkui-tuputkea 1 paineilman tulon lakattua puristustiukkuudella.

Kuvion 2 mukaisessa vaihtoehdossa yhdistelmäkuituputken 1 päätyyn on liimattu napa 5, jonka laippa 5a on samassa tasossa yhdistelmäkuituputken 1 ulkovaipan la 15 kanssa. Napa 5 liittyy tiiviisti ja irrotettavasti sovi-tinosaan 6, joka on varustettu säteittäisillä rei'illä 6a ja pituussuuntaisella rengasuralla 6b, kiertävällä kaa-sunjakouralla 6c ja painekaasuliitännällä 6d, ja jonka toiminta vastaa kuvion 1 osien 2 ja 3 toimintaa. Tämän 20 suoritusmuodon etuna on se, ettei yhdistelmäkuituputkeen jääviin napa- tai tappiosiin tarvitse tehdä säteittäisiä reikiä edes valmistettavia yhdistelmäkuituteloja varten, vaan sovitinosaa 6 voidaan pikemminkin käyttää uusien me-talliputkien vetämiseen yhdistelmäkuituputkien päälle.

. 25 Yhdistelmäkuituputken esittämättä jätettyyn toi seen päähän on liimattu osia 2 ja 5 vastaavat napa- ja ’ti> tappiosat.

• i » • 1 • · ·

Claims (4)

114624 5 1. Metallipintaisten yhdistelmäkuituputkien valmistusmenetelmä, jossa yhdistelmäkuituputki liitetään 5 ohutseinäiseen metalliputkeen, tunnettu seuraa- vista vaiheista: a) yhdistelmäkuituputki (1) valmistetaan käämitysteknii-kalla, jolloin spiraalin muotoisia ja/tai pituussuuntaisia kuituja sisältävät kerrokset vaihtelevat ympäryskäämityk- 10 sistä muodostuvien kerrosten kanssa; b) yhdistelmäkuituputken (1) päätysivuun liitetään yksi-tai moniosainen, kiekon tai renkaan muotoinen sovitinosa (2), joka on tiiviisti yhdistelmäkuituputken (1) päätysivua vasten ja jossa on laippa (2b), jonka läpi kulkee pai- 15 nekaasun johtamiseksi useita säteittäisiä reikiä (2d) ja joka liittyy samassa tasossa yhdistelmäkuituputken ulko-vaippaan (la); c) metalliputki (4), jonka sisähalkaisija on aivan vähän pienempi kuin yhdistelmäkuituputken (1) ulkohalkaisija, 20 työnnetään säteittäisiä reikiä (2d) sisältävän laipan (2b) vaipan (2c) päälle; säteittäisiin reikiin (2d) syötetään *: samanaikaisesti yhdistelmäkuituputken (1) sisätilan ulko- puolelta painekaasua, joka laajentaa metalliputkea (4) yh-distelmäkuituputkea (1) pitkin, niin että metalliputki (4) 25 voidaan menestyksellisesti työntää ja/tai vetää yhdistel-mäkuituputken (1) koko pituudelle ja se ympäröi yhdistel-mäkuituputkea (1) tämän tapahtuman jälkeen ja painekaasun tulon loputtua puristustiukkuudella. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että metalliputki (4) valmistetaan venytyspuristusvetämällä tai painerullaamalla. *, 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metalliputken (4) laajentami-seen käytetään korkeintaan 20 baarin kaasunpainetta. » 114624 6

1. Förfarande för framställning av fiberkomposit-rör med metallyta, i vilket fiberkompositröret förbinds 5 med ett tunnväggigt metallrör, kännetecknat av föl-jande steg: a) fiberkompositröret (1) framställs med lindningsteknik, varvid skikt med spiralformiga och/eller axialt riktade fibrer växlar med skikt av omfängslindningar; 10 b) pä fiberkompositrörets (1) framsida ansluts ett skiv- eller ringformigt adapterstycke i ett eller flere stycken, vilket adapterstycke tätt anligger mot fiberkompositrörets (1) framsida och som uppvisar en fläns (2b) genom vilken löper flere radiella häl (2d) för att leda tryckgas och 15 som ansluter sig i samma pian vid fiberkompositrörets yt-termantel (la); c) metallröret (4) vars innerdiameter är minimalt mindre än ytterdiametern hos fiberkompositröret (1) skjutes ovan-pä den med häl (2d) försedda flänsens (2b) mantel (2c) ; 20 genom de radiella hälen (2d) mätäs samtidigt ytterifrän fiberkompsitrörets (1) innerrum tryckgas, som utvidgar me-; · tallröret (4) längs fiberkompositröret (1), sä att metall- röret (4) framgängsrikt kan skjutas och/eller dragas över ;· fiberkompositrörets (1) hela längd och det omger fiberkom- >| 25 positröret med pressätsittning efter avslutning av denna procedur och efter att tryckgasen avstängts.

» · , ·. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, känneteck nat av att metallröret framställs medelst tryckpress-, dragning eller tryckrullning. » y ; 30

3. Förfarande enligt patentkrav 1, känneteck- • · '···* nat av att för utvidgning av metallröret (4) används ett gastryck pä högst 20 bar.

* · 4 » · * * · ; * »» »