Form zur Herstellung von Rohren aus mit Glasfasergewebe verstärktem Kunststoff
Die Erfindung bezieht sich auf eine Form zur Herstellung von Rohren aus mit Glasfasergewebe verstärktem Kunststoff, bestehend aus einem Formmantel und einem durch ein Druckmittel aufweitbaren Formkern, wobei Formmantel und Formkern stirnseitig luftdicht abschliessbar sind.
Es ist bereits bekannt, Kunststoffrohre mit Glasfaser verstärkt dadurch herzustellen, dass die Glasfaser fortlaufend auf einen Hohldorn aufgewickelt wird, wobei die Glasfaser über Löcher in dem Dorn aus dem Dorninneren getränkt wird, worauf dann die Aushärtung mittels Heizkammern folgt. Es ist ferner bekannt, Rohre mit Glasfaserverstärkung dadurch herzustellen, dass Papprohrkerne mit kunststoffgetränkter Glasfaser umwickelt werden. Darüber werden Zellulosehydratfolien gewickelt und es wird dann in bekannter Weise ausgehärtet. Die auf diese Weise hergestellten bekannten Rohre zeigen viele Mängel, insbesondere dann, wenn Rohre mit erheblichem Rohrdurchmesser hergestellt werden sollen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Form zu schaffen, die es ermöglicht, einwandfreie Kunststoffrohre mit Glasfasern verstärkt herzustellen und die sich durch die höchsten mechanischen Eigenschaften auszeichnen sollen, insbesondere Rohre mit grösserem Rohrdurchmesser.
Die Erfindung besteht darin, dass die Länge des Formkerns der Länge des Formmantels entspricht und der Formmantel an seinen Enden mit abnehmbaren Stirnscheiben versehen ist, dass der Formkern aus wenigstens zwei gleich langen, längsgeschlitzten Rohren aus federndem Werkstoff, die unter radialer Spannung ineinandergeschoben sind und mit ihren Stirnseitenrändern bündig an den genannten Stirnscheiben anliegen, gebildet ist, wobei ihre Längsschlitze in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind und das aussenliegende Rohr an seinen Schlitzrändern in Umfangsrichtung allmählich verlaufend zugeschärft ist, dass zwischen den sich überlappenden Formkernrohren wärmebeständige Dichtungen eingelegt sind und die Form wenigstens einen Anschluss für eine Saugleitung zum Entleeren der Luft aus dem Zwischenraum zwischen Formmantel und Formkern aufweist,
und dass ferner wenigstens eine der genannten Stirnscheiben mit einem Anschluss für die Zufuhr eines strömungsfähigen Druckmittels versehen ist.
Die Rohrschlitze der längsgeschlitzten Formkernrohre sollen vorzugsweise um den halben Rohrumfang, jedoch mindestens um einen Sechstel des Rohrumfangs gegeneinander versetzt sein.
Infolge des aufweitbaren Formkerns, der zudem von vorne herein eine gewisse Formbeständigkeit besitzt, gelingt es, Kunststoffrohre mit Glasfasergewebe verstärkt durch Anwendung eines Innendruckes herzustellen, wodurch die fertigen Kunststoffrohre allen gestellten Anforderungen genügen.
Um im Raum zwischen Formmantel und Formkern ein möglichst gutes Vakuum herstellen zu können, sind zwischen den überlappenden Längsrandstreifen der längsgeschlitzten Formkernrohre Dichtungen angeordnet, und an den Enden der Formkernrohre können lösbare, gummiartige, ausdehnbare, wärmebeständige Dichtungsmanschetten aufgezogen sein, wobei die Länge der längsgeschlitzten Formkernrohre genau der Länge des Formmantels entspricht Zugleich sind an den Enden des Formmantels lösbare Stirnscheiben befestigt, wobei zwischen Stirnscheiben und Rändern des Formmantels zweckmässig gummiartige, wärmebeständige, vorzugsweise ringartig ausgebildete Dichtungen vorgesehen sein können, deren Innendurchmesser zweckmässig mindetens so gross wie der Innendurchmesser des Formmantels ist, und die vorteilhaft an den Rändern des Formmantels oder an der Innenfläche der Stirnscheiben befestigt sind.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt der erfindungsgemässen Form zur Herstellung von Rohren aus Kunststoff mit Glasfasergewebeverstärkung, vor dem Aufweiten des Formkerns;
Fig. 2 einen Längsschnitt der erfindungsgemässen Form zur Herstellung von Rohren aus Kunststoff mit Glasfasergewebeverstärkung, während der Härtung des Laminats;
Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht der den Formkern bildenden längsgeschlitzten, auffedernden Rohre, die ineinandergebracht sind;
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 3;
Fig. 5 einen Querschnitt des Formmantels nach einer geänderten Ausführungsform;
Fig. 6 einen Längsschnitt des Formendes zur Bildung von Rohren mit übereinander steckbaren Enden und
Fig. 7 einen Längsschnitt des Formendes zur Bildung von Rohren mit ineinandersteckbaren Enden.
Die erfindungsgemässe Form zur Herstellung von Rohren aus Kunststoff mit Glasfasergewebe verstärkt, besteht nach Fig. 1 aus einem verhältnismässig dickwandigen Metallrohr 1, das einen Innendruck bis ca. 20 atü aushalten muss und dessen Innenfläche hochglanzpoliert oder verchromt ist, damit sich nach Aushärtung das fertige Kunststoffrohr leicht von der Innenfläche des Formmantelrohres ablöst und selbst eine glatte Aussenfläche erhält.
Der Formkern Fig. 3 wird von zwei gleich langen, längsgeschlitzten, auffedernden, ineinandergebrachten Rohren 2 und 3, vorzugsweise aus federndem Stahl, gebildet, deren Längsrandstreifen 4 und 5, 6 und 7 sich überlappen. Die äusseren übergreifenden Längs Randstreifen 4 und 6 des längsge schlitzten Rohres 3 gehen dabei durch entsprechende Ausbildung ihrer Innenflächen ohne Stoss in die anschliessende Oberfläche des längsgeschlitzten Rohres 2 über. Die übereinandergreifenden Längsrandstreifen versuchen, sich fest aneinander zu drücken. Dies wird z. B. dadurch erreicht, dass diese längsgeschlitzten Rohre aus einem auffedernden Material hergestellt sind.
Zwischen den sich überlappenden Längsrandstreifen 4 und 5, 6 und 7 der längsgeschlitzten Rohre 2 und 3 befinden sich gummiartige Dichtungen 8 und 9, die an der Innenfläche der übergreifenden Längsrandstreifen 4 und 6 des längsgeschlitzten Rohres 3 oder an der Aussenfläche der überdeckten Längsrandstreifen 5 und 7 des längsgeschlitzten Rohres 2, befestigt sind. Die Dichtungen 8 und 9 sollen eine glatte Aussenfläche haben und möglichst abriebfest sein.
Die Aussenflächen der längsgeschlltzten Rohre 2 und 3 sollen möglichst hochglanzpoliert oder verchromt sein, damit sich das fertige Kunststoffrohr von den Formkernrohren 2 und 3 leicht trennen lässt und eine glatte Innenfläche erhält, ebenso die Innenfläche des längsgeschlitzten Rohres 3, wegen des reibungslosen Gleitens der Längsrandstreifen des längsgeschlitzten Rohres 2. Der Durchmesser der Formkernrohre 2 und 3 ist veränderlich. Der Aussendurchmesser des Formkernrohres 3 allein oder der durch die Aussendurchmesser der Formkernrohre 2 und 3 gebildete Aussendurchmesser des Formkerns, soll im normalen, nicht aufgeweiteten Zustand um ca. 8% kleiner als der Innendurchmesser des Formmantelrohres sein.
Die Überlappungen der Längsrandstreifen 4 und 5, 6 und 7 der längsgeschlitzten Formkernrohre 2 und 3, betragen im normalen, nicht aufgeweiteten Zustand, vorzugsweise einen vollen Rohrumfang, wenigstens jedoch ein Drittel des Rohrumfangs.
Um eine gleichmässige Erweiterung und Verengung der längsgeschlitzten Formkernrohre zu sichern und die Annäherung der Rohrschlitze zu verhindern, sind entsprechende Einrichtungen im Inneren des Formkerns vorgesehen.
Auf den von den Formkernrohren 2 und 3 gebildeten Formkern wird das mit flüssigem Kunststoff durchtränkte Glasfasergewebe (Laminat L) aufgebracht, und der Formkern wird dann in den Formmantel mittels mechanischen Hebevorrichtungen eingeschoben. Wichtig ist, dass die Länge der Formkernrohre 2 und 3 genau mit der Länge des Formmantels übereinstimmt und dass in ineinandergeschobener Stellung die Enden dieser Formteile bündig abschliessen.
An beiden Enden des Formmantelrohres 1 sind Stirnscheiben 10 und 11, deren Innenflächen hochglanzpoliert oder verchromt sind, lösbar befestigt, und zwar mittels in Fig. 1 nur schematisch angedeuteten Klemm- bzw. Spannmitteln 12. An einer oder an beiden Stirnscheiben ist ein zentraler Anschluss 13 für eine Pressluftquelle zum Aufweiten des Formkerns vorgesehen und gleichzeitig ist an entsprechender Stelle ein Anschluss 14 für eine Vakuumpumpe vorhanden, um die Luft zwischen Formkern und Formmantel, also aus dem Zwischenraum abzusaugen.
Damit die Stirnscheiben 10 und 11 Formkern und Formmantel vollständig abdichten, sind an den Enden des Formkerns die lösbaren, gummiartigen, ausweitbaren, wärmebeständigen Dichtungsmanschetten 15 aufgezogen, deren Flächen glatt und abriebfest sind.
Zwischen Stirnscheiben 10 und 11 und den Rändern des Formmantels 1 befinden sich die gummiartigen und wärmebeständigen, vorzugsweise ringartig ausgebildeten Dichtungsbeläge 16, die an den Rändern des Formmantels oder an der Innenfläche der Stirnscheiben befestigt sind.
Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, kann der Form mantel 1' auch mehrteilig, z. B. zweiteilig ausgebildet sein und gleichzeitig Heizkammern 17 und 18 bilden, in die zum Aushärten des Laminats (Kunststoffrohres) Heissdampf eingeleitet wird. Durch dieselben Kammern kann zur schnelleren Abkühlung des Laminats (Kunststoffrohres) nach dem Aushärtvorgang auch Kühlflüssigkeit geleitet werden.
Alle Dichtungen der Form zur Herstellung von Rohren aus Kunststoff mit Glasfasergewebeverstärkung sollen wärmebeständig sein.
Um die Enden aneinanderstossender fertiger Kunststoffrohre übereinander bzw. ineinander stecken zu können, kann nach Fig. 6 ein Kunststoffrohr L mit einem aufgeweiteten muffenförmigen Ende hergestellt werden, und zwar derart, dass das glatte Ende des sich daran anschliessenden fertigen Kunststoffrohres gerade hineinpasst. Hierzu ist das eine Ende des Formmantelrohres 1 erweitert auszubilden und die Form kernrohre 2 und 3 sind dann am selben Ende entsprechend aufzuweiten. Analog kann nach Fig. 7 auch ein Kunststoffrohr mit einem verengten Ende hergestellt werden. Hierzu ist das eine Ende des Formmantelrohres 1 durch einen nach innen zulaufenden Ring 19, der vorzugsweise an der Innenwand des Formmantelrohres 1 befestigt ist, entsprechend verengt auszubilden und die Formkernrohre 2 und 3 sind dann am Ende entsprechend zu verengen.
Die Herstellung eines mit Glasfasergewebe verstärkten Kunststoffrohres erfolgt auf folgende Weise: Die Innenfläche des Formmantelrohres und die Aussenfläche des Formkerns bzw. der Formkernrohre, einschliesslich einem Teil der überlappten Bereiche, werden mit einem üblichen Trennungsmittel bestrichen.
Das mit dem flüssigen Kunststoff getränkte Glasfasergewebe wird auf den Formkern ein- oder mehrschichtig aufgewickelt, worauf der Formkern mittels einer mechanischen Hebevorrichtung in das Formmantelrohr derart eingeschoben wird, dass die Enden von Formmantel und Formkern bündig sind. Die Stirnscheiben an beiden Enden des Formmantels werden dann verschlossen und verriegelt. Über den Anschluss 14 wird mittels einer Vakuumpumpe der Zwischenraum möglichst weitgehend luftleer gepumpt, dann wird über den Anschluss 13 mittels eines Kompressors Druckluft mit vorbestimmtem Druck in den Formkern eingedrückt, wodurch sich der Formkern mit den an seinen Enden aufgezogenen Dichtungsmanschetten aufweitet und das mit Kunststoff getränkte Glasfasergewebe an die Innenfläche des Formmantelrohres presst.
Die Menge des zum Tränken des Glasfasergewebes verwendeten Kunststoffes ist derart vorzubestimmen, dass möglichst Kunststoffüberschuss nach dem Aufweiten des Formkerns entsteht. Die Härtung des Laminats erfolgt in bekannter Weise und hängt wesentlich von der Art des verwendeten Kunststoffes ab. Nach dem Aushärten des Laminats wird die Pressluft aus dem Formkern abgelassen und die Stirnscheiben der Form werden gelöst. Der Formkern wird sich wieder auf die ursprüngliche Stellung zusammenziehen und nach dem Herausziehen des Formkerns mit dem fertigen Kunststoffrohr kann letzteres von dem Formkern leicht abgezogen werden.
Mold for the production of pipes from plastic reinforced with fiberglass fabric
The invention relates to a mold for producing pipes from plastic reinforced with glass fiber fabric, consisting of a mold jacket and a mold core which can be expanded by a pressure medium, the mold jacket and mold core being able to be sealed airtight at the end.
It is already known to produce reinforced plastic pipes with glass fiber by continuously winding the glass fiber onto a hollow mandrel, the glass fiber being soaked from the inside of the mandrel through holes in the mandrel, which is then followed by curing by means of heating chambers. It is also known to manufacture tubes with glass fiber reinforcement by wrapping cardboard tube cores with plastic-soaked glass fiber. Cellulose hydrate films are wrapped over this and it is then cured in a known manner. The known pipes produced in this way show many shortcomings, especially when pipes with a considerable pipe diameter are to be produced.
The invention is based on the object of creating a form which makes it possible to produce perfect plastic pipes reinforced with glass fibers and which are to be characterized by the highest mechanical properties, in particular pipes with a larger pipe diameter.
The invention consists in that the length of the mold core corresponds to the length of the mold jacket and the mold jacket is provided with removable end disks at its ends, that the mold core consists of at least two equally long, longitudinally slotted tubes made of resilient material, which are pushed into one another under radial tension and with their end edges are flush with said end disks, their longitudinal slots being offset from one another in the circumferential direction and the outer tube being gradually sharpened at its slot edges so that heat-resistant seals are inserted between the overlapping mandrel tubes and the mold at least one Has a connection for a suction line for evacuating the air from the space between the mold jacket and the mold core,
and that furthermore at least one of the said end disks is provided with a connection for the supply of a flowable pressure medium.
The tube slots of the longitudinally slotted mandrel tubes should preferably be offset from one another by half the tube circumference, but at least by one sixth of the tube circumference.
As a result of the expandable mold core, which also has a certain dimensional stability from the start, it is possible to produce plastic pipes with glass fiber fabric reinforced by applying an internal pressure, whereby the finished plastic pipes meet all the requirements.
In order to be able to create the best possible vacuum in the space between the mold shell and the mold core, seals are arranged between the overlapping longitudinal edge strips of the longitudinally slotted mold core tubes, and detachable, rubber-like, expandable, heat-resistant sealing sleeves can be attached to the ends of the mold core tubes, the length of the longitudinally slotted mold core tubes corresponds exactly to the length of the molded jacket At the same time, detachable end disks are attached to the ends of the molded jacket, with rubber-like, heat-resistant, preferably ring-like seals being provided between the end disks and the edges of the molded jacket, the inside diameter of which is expediently at least as large as the inside diameter of the molded jacket, and which are advantageously attached to the edges of the molding jacket or to the inner surface of the end disks.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing. Show it:
1 shows a longitudinal section of the mold according to the invention for producing pipes made of plastic with glass fiber fabric reinforcement, before the mold core is expanded;
2 shows a longitudinal section of the mold according to the invention for producing pipes made of plastic with glass fiber fabric reinforcement, while the laminate is hardening;
3 shows a perspective partial view of the longitudinally slotted, resilient tubes which form the mold core and which are brought into one another;
FIG. 4 shows a section along the line III-III in FIG. 3;
5 shows a cross section of the molded jacket according to a modified embodiment;
6 shows a longitudinal section of the end of the mold for the formation of tubes with ends that can be plugged into one another and
7 is a longitudinal section of the end of the mold for forming tubes with ends that can be plugged into one another.
The form according to the invention for the production of pipes made of plastic reinforced with glass fiber fabric, consists according to Fig. 1 of a relatively thick-walled metal pipe 1, which must withstand an internal pressure of up to 20 atmospheres and whose inner surface is polished or chrome-plated so that the finished plastic pipe can be hardened easily detached from the inner surface of the molded jacket pipe and even receives a smooth outer surface.
The mold core Fig. 3 is formed by two equally long, longitudinally slotted, resilient, nested tubes 2 and 3, preferably made of resilient steel, whose longitudinal edge strips 4 and 5, 6 and 7 overlap. The outer overlapping longitudinal edge strips 4 and 6 of the Längsge slotted tube 3 go over into the adjoining surface of the longitudinally slotted tube 2 by appropriate design of their inner surfaces without impact. The overlapping longitudinal edge strips try to press together firmly. This is z. B. achieved in that these longitudinally slotted tubes are made of a springy material.
Between the overlapping longitudinal edge strips 4 and 5, 6 and 7 of the longitudinally slotted tubes 2 and 3, there are rubber-like seals 8 and 9, which are attached to the inner surface of the overlapping longitudinal edge strips 4 and 6 of the longitudinally slotted tube 3 or to the outer surface of the covered longitudinal edge strips 5 and 7 of the longitudinally slotted tube 2 are attached. The seals 8 and 9 should have a smooth outer surface and be as resistant to abrasion as possible.
The outer surfaces of the longitudinally protected tubes 2 and 3 should be polished to a high gloss or chrome-plated so that the finished plastic tube can be easily separated from the mandrel tubes 2 and 3 and has a smooth inner surface, as well as the inner surface of the longitudinally slotted tube 3, because of the smooth sliding of the longitudinal edge strips of the longitudinally slotted tube 2. The diameter of the mandrel tubes 2 and 3 is variable. The outside diameter of the mold core tube 3 alone or the outside diameter of the mold core formed by the outside diameter of the mold core tubes 2 and 3 should be approx. 8% smaller than the inside diameter of the mold jacket tube in the normal, unexpanded state.
The overlaps of the longitudinal edge strips 4 and 5, 6 and 7 of the longitudinally slotted mandrel tubes 2 and 3, in the normal, unexpanded state, preferably amount to a full tube circumference, but at least a third of the tube circumference.
In order to ensure an even expansion and narrowing of the longitudinally slotted mandrel tubes and to prevent the tube slots from approaching, appropriate devices are provided in the interior of the mandrel.
The glass fiber fabric (laminate L) soaked with liquid plastic is applied to the mold core formed by the mold core tubes 2 and 3, and the mold core is then pushed into the mold shell by means of mechanical lifting devices. It is important that the length of the mold core tubes 2 and 3 exactly matches the length of the mold jacket and that the ends of these moldings are flush when they are pushed into one another.
End disks 10 and 11, the inner surfaces of which are highly polished or chrome-plated, are detachably attached to both ends of the molded jacket tube 1, specifically by means of clamping or clamping means 12, which are only indicated schematically in FIG. 1. A central connection 13 is located on one or both end disks for a compressed air source for expanding the mold core and at the same time a connection 14 for a vacuum pump is provided at the appropriate point in order to suck the air between the mold core and the mold jacket, that is, from the space in between.
So that the end disks 10 and 11 seal the mold core and mold shell completely, the detachable, rubber-like, expandable, heat-resistant sealing sleeves 15, the surfaces of which are smooth and wear-resistant, are attached to the ends of the mold core.
Between the end disks 10 and 11 and the edges of the molded jacket 1 are the rubber-like and heat-resistant, preferably ring-like sealing linings 16 which are attached to the edges of the molded jacket or to the inner surface of the end disks.
As can be seen from Fig. 5, the shape of the jacket 1 'can also consist of several parts, for. B. be designed in two parts and at the same time form heating chambers 17 and 18 into which superheated steam is introduced to harden the laminate (plastic pipe). Cooling liquid can also be passed through the same chambers for faster cooling of the laminate (plastic pipe) after the hardening process.
All seals of the mold for the production of pipes made of plastic with fiberglass reinforcement should be heat-resistant.
In order to be able to plug the ends of abutting finished plastic pipes one on top of the other or into one another, a plastic pipe L with a widened sleeve-shaped end can be produced according to FIG. 6, in such a way that the smooth end of the finished plastic pipe adjoining it just fits into it. For this purpose, one end of the form jacket tube 1 is to be expanded and the form core tubes 2 and 3 are then expanded accordingly at the same end. Similarly, a plastic pipe with a narrowed end can also be produced according to FIG. 7. For this purpose, one end of the molded jacket tube 1 is to be designed correspondingly narrowed by an inwardly tapering ring 19, which is preferably attached to the inner wall of the molded jacket tube 1, and the mold core tubes 2 and 3 are then to be narrowed accordingly at the end.
A plastic pipe reinforced with glass fiber fabric is produced in the following way: The inner surface of the molded jacket pipe and the outer surface of the mandrel or mandrel pipes, including some of the overlapped areas, are coated with a customary separating agent.
The glass fiber fabric soaked with the liquid plastic is wound onto the mold core in one or more layers, whereupon the mold core is pushed into the mold jacket tube by means of a mechanical lifting device in such a way that the ends of the mold jacket and mold core are flush. The end disks at both ends of the molded shell are then closed and locked. Via the connection 14, the gap is pumped as largely empty of air as possible by means of a vacuum pump, then compressed air at a predetermined pressure is pressed into the mold core by means of a compressor via the connection 13, whereby the mold core with the sealing sleeves pulled on at its ends expands and the one soaked with plastic Glass fiber fabric pressed against the inner surface of the molded jacket pipe.
The amount of plastic used to impregnate the glass fiber fabric must be determined in advance so that, if possible, there is an excess of plastic after the mold core is expanded. The hardening of the laminate takes place in a known manner and depends essentially on the type of plastic used. After the laminate has cured, the compressed air is released from the mold core and the end plates of the mold are loosened. The mold core will contract back to its original position and after pulling out the mold core with the finished plastic pipe, the latter can be easily pulled off the mold core.