NO128595B

NO128595B -

Info

Publication number: NO128595B
Application number: NO29372A
Authority: NO
Inventors: N Eger
Original assignee: Vera Fabrikker As
Priority date: 1972-02-04
Filing date: 1972-02-04
Publication date: 1973-12-17
Also published as: GB1394305A; DK132873C; CH553049A; DE2303661A1; ATA56973A; BE794799A; DK132873B; AT336263B

Description

Fremgangsmåte ved innføring av armeringstråder i Procedure for introducing reinforcing wires i

armert herdeplastrør. reinforced thermoplastic pipe.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved innføring av armeringstråder i armert herdeplastrør som frem- The present invention relates to a method for introducing reinforcing wires into reinforced thermosetting plastic pipe which

stilles på en roterende dor og der armeringstrådene danner en vinkel til rørets lengdeakse. Oppfinnelsen tar særlig sikte på en fremgangsmåte som skal benyttes i forbindelse med en' dor med samtidig. rotasjon- og aksialbevegelse på dorskallet. placed on a rotating mandrel and where the reinforcing wires form an angle to the pipe's longitudinal axis. The invention is particularly aimed at a method to be used in connection with an' dor with the same time. rotational and axial movement of the dorsum.

På den type rørmaskiner som har samtidig rotasjon og aksiell bevegelse på dorskallet har man hittil stort sett benyttet - On the type of pipe machines that have simultaneous rotation and axial movement on the mandrel shell, people have largely used -

en armering i form av glassfiberbånd i forbindelse med armeringstråder. a reinforcement in the form of glass fiber tape in connection with reinforcing wires.

Fra begynnelsen var imidlertid anlegget først og fremst tenkt for vikling med glassfibertråder. Utstyret slik det var kon-struert, ga imidlertid bare muligheter for innføring av trådene parallelt med samme stigning som båndbredden. Det var imidlertid mulig også å innføre langsgående tråder. Denne viklemetode medførte imidlertid visse problemer. Vesentligst av disse var at laminatet, får sprekkdannelse langs armeringstrådene. Sprekkdannelsen kommer av at polyesteren, som er det vanlige matrix-materiale, har liten bruddforlengelse (ca. 2%) og relativt stor krympning etter ;herding (ca. 2% lineært). Under herdeprosessen binder polyesteren seg til glassfiberens overflate og får under krympeperioden ikke anledning til å krympe i armeringsmaterialets retning. Det vil si at all krym-pingen må foregå på tvers av armeringstrådens retning og dette med-fører derfor at polyesteren slår sprekker langs rovingen. Sprek-kene oppstår vanligvis dersom et lag i en retning er for tykt. Med for tykt lag menes et lag på ca. 0,3 - 0,5 mm. Det spiller også en viss rolle ., " hvilken bruddforl-engelse matrix-materi-alet har. Man løser imidlertid vanskelig dette proDiem ;ved båre å benytte en plast med større bruddforlengelse^ da en stor bruddforlengelse som oftest medfører en for høy pris og redusert kjemikalie-bestandighet. Særlig gjelder de ovenfor nevnte ulemper umettede polyestere. From the beginning, however, the plant was primarily intended for winding with fiberglass threads. The equipment as it was constructed, however, only provided opportunities for introducing the threads in parallel with the same pitch as the band width. However, it was also possible to introduce longitudinal threads. However, this winding method entailed certain problems. The most important of these was that the laminate cracks along the reinforcing wires. The crack formation comes from the fact that the polyester, which is the usual matrix material, has little elongation at break (approx. 2%) and relatively large shrinkage after curing (approx. 2% linearly). During the curing process, the polyester binds to the surface of the glass fiber and during the shrinkage period does not have the opportunity to shrink in the direction of the reinforcement material. This means that all the shrinking must take place across the direction of the reinforcing wire and this therefore means that the polyester cracks along the roving. The cracks usually occur if a layer in one direction is too thick. Too thick a layer means a layer of approx. 0.3 - 0.5 mm. It also plays a certain role, "what elongation at break the matrix material has. However, this problem is difficult to solve by simply using a plastic with a greater elongation at break, as a large elongation at break which usually results in an excessively high price and reduced chemical resistance The above-mentioned disadvantages particularly apply to unsaturated polyesters.

Man kan unngå sprekkdannelse hvis man bygger lagvis med tynnere lag enn ca. 0,3 mm i hver retning. Dette kommer av at spen-ningen som bygges opp i det ene laget kan overføres til det neste laget og tas opp av armeringsmaterialet som der ligger orientert i samme retning som spenningene i polyesteren i nabolaget. Det er imidlertid pr. idag nærmest umulig å bygge inn mer enn to langsgående armeringslag med kontinuerlige fibre i aksialretningen på det ovennevnte utstyr. Det betyr at man i prinsippet ikke er istand til å bygge opp mer enn 0,3 mm x 2 langsgående lag + 0,3 mm x 3 tverrgående lag som totalt utgjør 1,5 mm , uten å få sprekker. You can avoid cracking if you build in layers with thinner layers than approx. 0.3 mm in each direction. This is because the tension built up in one layer can be transferred to the next layer and taken up by the reinforcement material which lies there oriented in the same direction as the tensions in the polyester in the neighbourhood. However, as of today it is almost impossible to build in more than two longitudinal reinforcement layers with continuous fibers in the axial direction on the above-mentioned equipment. This means that, in principle, it is not possible to build up more than 0.3 mm x 2 longitudinal layers + 0.3 mm x 3 transverse layers, which make up a total of 1.5 mm, without getting cracks.

Man har imidlertid en annen mulighet for å bygge opp tykkere laminater og allikevel benytte parallell-armering i ringretningen. Man er da imidlertid avskåret fra å nytte kontinuerlige tråder i den langsgående retning. Dette kan foregå på følgende måte. Hvis man på et belte av tverrgående armeringstråder fører inn langs-. gående fibre av en viss lengde, vil disse legge seg mellom hvert tverrgående lag på grunn av skrueviklingen og på den måte forhindre sprekkdannelse. Den store ulempen er imidlertid at man må bruke uforholdsmessig meget mer armeringsmateriale i langsgående retning enn det som er nødvendig. Hvis forholdet kommer over 2:1 i henholds-vis ringretning og aksialretning, vil man begynne å få de ovennevnte problemer med sprekkdannelse igjen. However, there is another option for building up thicker laminates and still using parallel reinforcement in the ring direction. However, one is then prevented from using continuous threads in the longitudinal direction. This can take place in the following way. If a belt of transverse reinforcing wires is introduced longitudinally. running fibers of a certain length, these will lie between each transverse layer due to the screw winding and thus prevent cracking. The major disadvantage, however, is that one must use disproportionately much more reinforcing material in the longitudinal direction than is necessary. If the ratio exceeds 2:1 in the ring direction and axial direction respectively, you will start to have the above-mentioned problems with crack formation again.

Når det gjelder produkter som f.eks. avløpsrør og trykk-rør som skal forlegges i jord, er kravet til stivhet i ringretningen og strekkstyrke i aksialretningen meget større.enn forholdet 2:1, særlig gjelder dette når veggtykkelsen blir stor og diameteren.går opp. When it comes to products such as drainage pipes and pressure pipes that are to be laid in the ground, the requirement for stiffness in the ring direction and tensile strength in the axial direction is much greater than the ratio 2:1, especially when the wall thickness becomes large and the diameter increases.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å fremskaffe en fremgangsmåte ved innføring av armeringstråder i armerte herdeplast-rør der de ovennevnte ulemper unngås. Dette oppnås ved en fremgangsmåte ved innføring av armeringsmaterialer i armert herdeplastrør som fremstilles på en roterende dor med kontinuerlig vandrende skalleder fremgangsmåten er karakterisert ved at bånd av armeringsmateriale eller tråder i flate grupper føres inri på doren i en bølget bane ved hjelp av en frem- og tilbakegående trådfører slik at trådene på begge sider av et vendepunkt (bølgens topp) vil danne motsatt rettede vinkler i forhold til dorens lengdeakse, for derved å oppnå to-veis trådstigning med samme tråd. Trådene kan innføres i to eller flere flate grupper og trådføreren i de forskjellige gruppene beveges da motsatt hverandre, slik at trådene i to tilstøtende armeringslag krysser hverandre. The present invention aims to provide a method for introducing reinforcing wires in reinforced thermoplastic pipes in which the above-mentioned disadvantages are avoided. This is achieved by a method by introducing reinforcing materials into reinforced thermoset plastic pipe which is produced on a rotating mandrel with a continuously traveling shell conductor. backward thread guide so that the threads on both sides of a turning point (the top of the wave) will form opposite angles in relation to the mandrel's longitudinal axis, thereby achieving two-way thread pitch with the same thread. The wires can be introduced in two or more flat groups and the wire guide in the different groups is then moved opposite each other, so that the wires in two adjacent reinforcement layers cross each other.

For ikke å få alle vendepunktene (bølgens topp-punkt) liggende på linje langsetter røret, noe som ville medføre uensartet styrke, påføres armeringens bølger slik at rørets omkrets ikke ut-gjør et multiplum av bølgelengden, slik at bølgetoppen forrykkes i omkretsretningen i forhold til foregående bølgetopp. In order not to have all the turning points (the peak point of the wave) lie in line, the pipe extends further, which would result in uneven strength, the waves of the reinforcement are applied so that the circumference of the pipe is not a multiple of the wavelength, so that the peak of the wave is displaced in the circumferential direction in relation to preceding wave crest.

En kryssvikling av armeringen, slik som det vil frem-komme ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er ikke ukjent når det gjelder fremstillingen av rør på roterende dor uten aksiell vand-ring på dorskallet. Ved en slik vikleprosess får man imidlertid vesentlig problem ved at produktet får andre egenskaper ved ende-partiene enn ved midten av røret, og man må derfor kutte av relativt store stykker ved endene. Vanligvis er tapet av materialer 5% for kapping. Denne ulempe vil unngås ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. A cross-winding of the reinforcement, as will appear in the method according to the invention, is not unknown when it comes to the production of pipes on rotating mandrels without axial travel on the mandrel shell. With such a winding process, however, a significant problem arises in that the product acquires different properties at the end parts than at the middle of the tube, and relatively large pieces must therefore be cut off at the ends. Usually the loss of materials is 5% for cutting. This disadvantage will be avoided by the method according to the invention.

Den: største fordelen ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er imidlertid at_ man på et vikleanlegg med samtidig roterende og aksielt vandrende dor kan innføre trådformet armering i hverandre kryssende lag, slik at det ikke oppstår sprekker som følge av spenninger og slik at man kan fullstendig bestemme armeringens kraft-opptagende egenskaper i ring- og aksialretning.- Ved å forandre vinkelen på de kryssende lag, vil man kunne variere kraftkomponentenes størrelser. Jo mindre vinkel i forhold til lengdeaksen dessto mer krefter kan man påføre i ringretningen og jo større vinkelen er dessto mer krefter kan opptas i aksialretningen. Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen som i However, the greatest advantage of the method according to the invention is that, on a winding plant with simultaneously rotating and axially moving mandrels, wire-shaped reinforcement can be introduced in overlapping layers, so that cracks do not occur as a result of stresses and so that the force of the reinforcement can be completely determined -absorbing properties in ring and axial direction.- By changing the angle of the intersecting layers, it will be possible to vary the sizes of the force components. The smaller the angle in relation to the longitudinal axis, the more forces can be applied in the ring direction and the larger the angle, the more forces can be absorbed in the axial direction. In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing as in

fig. 1 skjematisk viser et apparat til utførelse av fremgangsmåten og i fig. 1 schematically shows an apparatus for carrying out the method and i

fig. 2, likeledes skjematisk en enkelt armeringstråd som er påviklet en oppbygningsdor. fig. 2, likewise schematically shows a single reinforcing wire wound around a construction mandrel.

Dorskallet 1 både roterer og vandrer i retning fra mas-kinenheten 2 til den frie ende 3. I nærheten av den frie ende 3 lø-per doren gjennom en herdeovn 4. Armeringstrådene 5 kommer fra et eller flere over hverandre anordnede snellebatterier 6 og en gruppe armeringstråder 7 føres av en frem- og tilbakegående trådfører 8, som drives av f.eks. en hydraulisk eller pneumatisk sylinder 9, inn på dorskallet 1. En annen gruppe armeringstråder 10 føres av en annen trådfører 11 som drives frem og tilbake av sin sylinder 12 inn på dorskallet men med motsatt vinkel i forhold til trådgruppen 7. Så-ledes får man et påviklet lag 13 på doren 1 som krysser et viklings-lag lA. Man kan ha flere enn to lag armeringer, og i så tilfelle vil lagene hele tiden ligge kryssvis på hverandre. The mandrel shell 1 both rotates and travels in the direction from the machine unit 2 to the free end 3. In the vicinity of the free end 3, the mandrel runs through a hardening oven 4. The reinforcing wires 5 come from one or more superimposed coil batteries 6 and a group reinforcing wires 7 are guided by a reciprocating wire guide 8, which is operated by e.g. a hydraulic or pneumatic cylinder 9, onto the mandrel shell 1. Another group of reinforcing wires 10 is guided by another wire guide 11 which is driven back and forth by its cylinder 12 onto the mandrel shell but at an opposite angle in relation to the wire group 7. Thus, one gets a wound layer 13 on the mandrel 1 which crosses a winding layer 1A. You can have more than two layers of reinforcement, in which case the layers will always lie crosswise over each other.

På tegningens fig. 1 er det ikke vist noe vendepunkt for armeringstrådene i gruppene 7 og 10. Dette for å forenkle bildet slik at kryssingen av trådene i de forskjellige armeringslag tydelig skal komme frem. I fig. 2 derimot har man vist hvorledes en enkelt armeringstråd 15 legges i en bølge på den roterende dor 1. Tråden får da et vendepunkt 16 for hver omdreining. Por ikke å få dette vendepunkt etter hverandre på linje i akseretningen, har man gjort tiden for et trådførerslag noe lengre enn. den tiden det tar for kjernen å rotere en gang.. Hvis strammingen i armeringstrådene er stor, må man ha stør-re radie i vendepunktet enn tilfellet er hvis strammingen er liten (se r på tegningen). Det samme gjelder dersom man har store rørdia- In the drawing's fig. 1, no turning point is shown for the reinforcing wires in groups 7 and 10. This is to simplify the picture so that the crossing of the wires in the different reinforcing layers should be clearly seen. In fig. 2, on the other hand, it has been shown how a single reinforcing wire 15 is laid in a wave on the rotating mandrel 1. The wire then gets a turning point 16 for each revolution. If it is not possible to get these turning points one after the other in line in the axial direction, the time for a wire guide stroke has been made somewhat longer than the time it takes for the core to rotate once.. If the tension in the reinforcing wires is large, you must have a larger radius at the turning point than is the case if the tension is small (see r in the drawing). The same applies if you have large pipe diameters

metre i forhold til små. meters compared to small.

Dersom man tenker seg at tråden 15 tilhører trådgruppe 7, må trådene i gruppe 10 vende motsatt i forhold til tråden 15, slik at trådene hele tiden krysser hverandre. If one imagines that thread 15 belongs to thread group 7, the threads in group 10 must face the opposite in relation to thread 15, so that the threads constantly cross each other.

Metoden kan benyttes alene med bare trådformet armeringsmateriale, men kan også benyttes i kombinasjon med andre ar-merings former, f.eks. oppdelte fibre, uorienterte matter eller vev-formet materiale. Disse materialer kan ha mer eller mindre oriente-ring i en bestemt retning. De kan innføres på en kontinuerlig be-vegelig dor fra siden (radielt) eller langsgående, f.eks. fra et punkt som beveger seg synkront med kjernens omdreining. Det kan også tenkes å bruke metoden sammen- med termoplastiske linere på innside eller utside eller begge deler. Det trådformede materiale som benyttes kan tilføres som et bånd, dvs. at trådene da ligger side om side og inntil hverandre eller de kan ha en viss innbyrdes avstand. Plastmaterialet kan tilføres på vanlig kjent måte, enten ved at trådene føres gjennom et bad av herdeplast og på den måte gjennomvætes før de går inn på doren,eller ved at plasten påføres etter at trådene er pålagt doren. The method can be used alone with only wire-shaped reinforcement material, but can also be used in combination with other forms of reinforcement, e.g. split fibers, unoriented mats or woven material. These materials can have more or less orientation in a specific direction. They can be introduced on a continuously moving mandrel from the side (radially) or longitudinally, e.g. from a point that moves synchronously with the rotation of the core. It is also conceivable to use the method together with thermoplastic liners on the inside or outside or both. The thread-shaped material used can be supplied as a band, i.e. the threads then lie side by side and next to each other or they can have a certain distance from each other. The plastic material can be supplied in a commonly known manner, either by passing the threads through a bath of curing plastic and thus soaking them before they enter the mandrel, or by applying the plastic after the threads have been applied to the mandrel.

Claims

1. Procedure for introducing reinforcement materials into reinforced thermoset plastic pipe which is produced on a rotating mandrel with a continuously moving shell, characterized by bands of the reinforcement material or wires in flat groups being introduced onto the mandrel in a wavy path by means of a reciprocating wire guide , so that the threads on both sides of a turning point (the top of the wave) will form oppositely directed angles in relation to the mandrel's longitudinal axis, so that a two-way thread pitch is achieved using the same thread.

2. Method according to claim 1, characterized in that the wires are introduced in two or more groups and that the wire guide in the different groups is moved opposite each other, so that the wires in two adjacent reinforcement layers cross each other.

3. Method according to claim 1, characterized in that the waves of the reinforcement are applied so that the circumference of the pipe is not a multiple of the wavelength, so that the wave peaks are shifted in the circumferential direction in relation to the preceding wave peak.