CH649612A5 - Rohrteil mit flansch. - Google Patents

Rohrteil mit flansch. Download PDF

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CH649612A5
CH649612A5 CH9624/79A CH962479A CH649612A5 CH 649612 A5 CH649612 A5 CH 649612A5 CH 9624/79 A CH9624/79 A CH 9624/79A CH 962479 A CH962479 A CH 962479A CH 649612 A5 CH649612 A5 CH 649612A5
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit einem Flansch versehenes Rohrteil aus faserverstärktem Kunststoff, dessen Flansch eine Mehrzahl von radial übereinanderliegenden, in axialer Richtung wellig oder faltig verlaufenden Faserlagen aufweist, die von Streifen oder Bändern mit einer Breite im Ausgangszustand gebildet sind welche, die des fertigen Flanches übersteigt.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zur Herstellung des faserverstärkten Rohrteils mit daran angeformtem Flansch aus faserverstärktem Kunststoff nach Patentanspruch 1 durch spiralig Wickeln in Umfangsrichtung des Flanches von im flüssigen Kunstharz getränkten Faserverstärkungslagen in einer Flanschform und anschliessende Wärmehärtung des Harzes.
Ein mit einem Flansch aus faserverstärktem thermohartendem Kunststoff versehener Rohrteil und ein Verfahren zur Herstellung des Rohrteils sind bereits bekannt aus der DE-OS 2.202.125. Bei dem bekannten Rohrteil besteht der Flansch aus einer Mehrzahl von übereinandergelegten imprägnierten Glasfasermatten aus gewebten oder ungewebten Fasern.
Um ein Rohrteil mit einem derartigen Flansch zu versehen, müssen kunstharzgetränkte Glasmatten, gleichgültig ob gewebter oder ungewebter Art, in eine Form eingesetzt werden. Derartige gewebte oder ungewebte Glasmatten erstrecken sich alsdann einerseits parallel zu dem Flansch und andererseits in einer parallel zu der Achse des Rohrteils verlaufenden Richtung. Eine derartige Herstellung hat den Nachteil, dass sie sehr zeitraubend ist.
Es sind Versuche angestellt worden, einen Flansch derart herzustellen, dass mit flüssigem Kunstharz imprägnierte glatte oder Schlaufenrovings radial um einen Dorn gewickelt werden. Obgleich hierbei im Vergleich zu der Herstellung der Flansche mittels harzimprägnierter, gewebter oder ungewebter sich einerseits parallel zu der Flanschfläche und andererseits parallel zu der Rohrteilachse erstreckender Glasmatten eine beträchtliche Zeiteinsparung erreicht wird, ist die Widerstandsfähigkeit der derart erhaltenen Flansche in axialer Richtung eindeutig unzureichend. Es sind praktisch keinerlei sich in axialer Richtung erstreckende Fasern vorhanden, während sich zudem die Glasfaserlagen leicht übereinander verschieben.
Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, einen faserverstärkten Rohrteil mit daran angeformtem Flansch und ein Verfahren zu dessen Herstellung vorzusehen, bei denen sich die vorerwähnten Nachteile nicht ergeben.
Dieser Aufgabe wird bei einem Rohrteil der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 und 8 angeführten Merkmale gelöst.
Die Faserverstärkungslagen bestehen vorzugsweise aus in Umfangsrichtung gewickelten Fasern und aus sich in axialer Richtung erstreckenden Fasern, wobei die Breite der Faserverstärkungslage in der Form eines faserverstärkten Gewebes in einer flach ausgebreiteten Stellung diejenige des fertigen Flansches überschreitet. Durch die Verwendung dieser Faserverstärkungslagen bei einem Flansch ergibt sich ein unebenes Überein-anderliegen dieser Verstärkungslagen, wodurch die für ein Abscheren der Lagen erforderlichen axialen Scherkräfte weit höher liegen als bei der Anwendung von glatten Rovings oder sich genau konzentrisch erstreckenden Faserverstärkungslagen.
Bei dem erfindungsgemässen Rohrteil kann der Flansch erheblich schneller, nämlich etwa in einem Fünftel der Zeit, hergestellt werden. Ferner hat der Flansch eine weit höhere Widerstandsfähigkeit und eröffnet die Möglichkeit zur Serienfertigung.
Die Faserverstärkungslage bzw. -lagen verlaufen ungleichmäs-sig, wobei einer der beiden Ränder der Lagen nach innen umgebogen ist, so dass die Flächen der Faserverstärkungslagen sich nicht völlig parallel zu denen j eweils benachbarter Lagen erstrecken. Dies trägt ganz erheblich zu der hohen Widerstandsfähigkeit des erfindungsgemässen Flansches bei.
Zumindest eine Faserverstärkungslage ist zweckmässig auf den beiden Flanschseiten nach innen umgebogen, so dass eine äusserst hohe Widerstandsfähigkeit erreicht wird.
Die Faserverstärkungslagen bestehen zweckmässig aus Glasfasern.
Das ferner nach der Erfindung vorgesehene Verfahren zur Herstellung eines Rohrteils mit daran einstückig angeformtem
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Flansch aus faserverstärktem Kunststoff geht aus von einem solchen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8 und ist mit seinen wesentlichen Schritten im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegeben.
Beim Wickeln eines erfindungsgemässen Flansches kann der Einschluss von Luft dadurch vermieden werden, dass lediglich eine Fläche der Faserverstärkungslagen mit Kunstharz imprägniert wird, und zwar diejenige, die mit einer zuvor angeordneten, nicht mit Kunstharz imprägnierten Fläche einer Faserverstärkungslage in Berührung kommt.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung näher veranschaulich ist. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemässen Rohrteils mit einem Flansch, in vergrössertem Massstab,
Fig. 2 das erste Stadium der Herstellung eines Rohrteils mit einem Flansch nach der Erfindung,
Fig. 3 die Flanschbildung nach der Erfindung mit einer entsprechenden Flanschform, und
Fig. 4 einen abgebrochenen Querschnitt eines Gewebestreifens.
Die Fig. 1 zeigt einen Rohrteil 1 mit einem damit aus einem Stück bestehenden Flansch 2 aus wärmehärtbarem Harz, z. B. Polyesterharz. Im Rohrteil 1 und entlang seiner Innenseite 3 erstrecken sich Lagen 4,4a, 4b von aus Glasfasern bestehenden Gewebestreifen. Anstelle der faserverstärkten Streifen können die Lagen 4,4a, 4b auch aus Rovings bestehen, vorausgesetzt, dass diese kreuzweise und unter einem Winkel gewickelt sind.
Der Flansch 2 umfasst eine Mehrzahl von übereinanderliegenden, spiralförmig gewickelten Verstärkungslagen, die aus einem gewebten Glasfaserstreifen bestehen. Diese Lagen sind mit 5,5a, 5b, 5c etc. bezeichnet.
Da die Breite des zum Verstärken des Flansches 2 gewebten Glasfaserstreifens 5 die von dem Abstand zwischen einer Flanschwand 6 und der anderen Flanschwand 7 bestimmte Breite des Flansches 2 überschreitet, werden die Ränder des gewebten oder geflochtenen Streifens 5 entweder in der Nähe der Flanschwand 6 und/oder in der Nähe der Flanschwand 7 nach innen umgebogen und bilden somit einwärts gebogene Teile 8a, 8b. Der geflochtene oder gewebte Streifen 5 kann auch uneben zwischen den Flanschwänden 6 und 7 angebracht werden und somit Teile 8c bilden, die im Abstand zu der Achse des Flansches angeordnet sind und den Abstand benachbarter Teile 8d und 8e des gewebten oder geflochtenen Streifens 5 in Bezug auf die Flanschachse überschreiten.
Die Breite des gewebten glasfaserverstärkten Streifens 5 kann naturgemäss so bemessen sein, dass lediglich an einem Rand ein nach innen gebogener Randteil 8a oder 8b entsteht. Es werden jedoch eine Breite und Anordnung des gewebten Streifens, bei denen entweder einwärts gebogene Randteile des Verstärkungsstreifens an den beiden Wänden 6 und 7 des Flansches gebildet werden, oder aber Verstärkungsstreifen bevorzugt, die äusserst ungleichmässig bzw. uneben zwischen den Wänden 6 und 7 des Flansches 2 angeordnet sind. Da es naturgemäss nicht möglich ist, dass für das Verstärken verwendete gewebte glasfaserverstärkte Streifen einander genau entsprechende, nach innen abgebogene Ränder aufweisen, wird eine äusserst ungleichmässige Anordnung der gewebten, glasfaserverstärkten Streifen erreicht.
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Hierzu wird auf die in Fig. 1 veranschaulichte Verstärkungslage 5c verwiesen, aus der klar hervorgeht, dass der gewebte Streifen auch in dem mittleren Teil 8c des Flansches 2 äusserst faltig eingeordnet ist. Die einwärts gebogenen Ränder und die unebene Lage des gewebten, glasfaserverstärkten Streifens ergeben eine optimale Widerstandsfähigkeit des Flansches.
Die Herstellung eines erfindungsgemässen Flansches erfolgt wie nachstehend erläutert:
Mit Harz (z. B. Polyester) imprägnierte Glasfasergewebe 4 werden derart auf einen Dorn 9 gewickelt, dass sich das Gewebe zu einer mit dem Dorn 9 verbundenen Stirnplatte 10 erstreckt. Der Dorn 9 kann aus Metall, jedoch auch aus einem Rohrteil, z. B. einem glasfaserverstärkten Rohrteil, bestehen.
Nach Aufwickeln des harzimprägnierten Glasfasergewebes 4 auf dem Dorn 9 wird ein Formteil 11 mit einem Flanschteil 12 über den Dorn 9 und die darauf angebrachten imprägnierten Gewebestreifen geschoben. Durch das Aufbringen des Formteils 11 wird eine Flanschform 13 zwischen der Platte 10 und dem Flansch 12 des Formteils 11 gebildet, um den Kunststofflansch 2 zu formen. Beim Aufschieben des Formteils 11 verschieben sich die verschiedenen Lagen 4,4a, 4b geringfügig übereinander hinweg und stauchen sich damit an der Platte 10.
Anschliessend wird ein gewebter Glasfaserstreifen spiralförmig in der Flanschform 13 gewickelt, bis der gewünschte Aussen-durchmesser des Flansches erreicht worden ist. Da die Breite des zum Bilden des Flansches verwendeten Glasfaserstreifens die Breite der Flanschform überschreitet, ergibt sich eine sehr unebene Anordnung des Gewebestreifens und damit eine optimale Widerstandsfähigkeit des Flansches. Es werden insbesondere einwärts gebogene Randbereiche 8a und/oder 8b des Glasfasergewebestreifens und/oder ungleichmässig verlaufende Mitteilteile 8c geschaffen.
Wie vorstehend beschrieben besteht die für das Formen des Flansches verwendete Verstärkungslage aus einem Verstärkungsgewebe, insbesondere einem gewebten oder geflochtenen Band oder Streifen aus Glasfasern.
Der Rohrteil 1 kann vorteilhaft mit einem Rohrstück verbunden werden, um dieses auf diese Weise mit einem Verbindungsflansch zu versehen.
Es hat sich gezeigt, dass ein erfindungsgemäss erhaltener Flansch aufgrund des spiralförmigen Wickeins des Verstärkungsbandes bzw. -streifens fünfmal so schnell wie bekannte Flansche hergestellt werden kann, wobei er ausserdem mehr serienmässig als die bekannten, von Hand hergestellten Flansche produziert werden kann.
Bei dem spiralförmigen Aufwickeln des gewebten Streifens oder Bandes aus Glasfaser, wird lediglich die Fläche 13a des Streifens mit einer Harzschicht 15 überzogen, während die Oberfläche 14 des gewebten Glasfaserstreifens unbeschichtet bleibt (s. Fig. 4). Auf diese Weise wird ein Flansch erzeugt, bei dem keinerlei Lufteinschlüsse auftreten.
Es können jedoch nonwoven Glasmatten zwischen gewebten Glasfaserstreifen untergebracht werden.
Das Vorhandensein gewebter Streifen ist jedoch wesentlich, um Luft aus dem gewickelten Material zu entfernen, da Lufteinschlüsse Materialfehler erzeugen.
Die Breite der Verstärkungsschicht überschreitet diejenige des fertigen Flansches zweckmässigerweise um 5 bis 80 %, vorteilhaft um 20 bis 60% und vorzugsweise um etwa 40 bis 50%.
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1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

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    PATENTANSPRÜCHE
    1. Mit einem Flansch versehenes Rohrteil aus faserverstärktem Kunststoff, dessen Flansch eine Mehrzahl von radial übereinanderliegenden, in axialer Richtung wellig oder faltig verlaufenden Faserlagen aufweist, die von Streifen oder Bändern mit einer Breite im Ausgangszustand gebildet sind, welche die des fertigen Flansches übersteigt; dadurch gekennzeichnet, dass die welligen bzw. faltigen Faserlagen (5,5a, 5b, 5c) von auf die Breite des fertigen Flansches (2) vorgerafften Streifen oder Bändern gebildet sind.
  2. 2. Rohrteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserverstärkungslagen (5,5a, 5b, 5c) zusätzlich zu in Umfangsrichtung gewickelten Fasern sich in axialer Richtung erstreckende Fasern aufweisen.
  3. 3. Rohrteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserverstärkungslagen aus einem Verstärkungsgewebe (5, 5a, 5b, 5c) bestehen.
  4. 4. Rohrteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserverstärkungslagen (5,5a, 5b, 5c) aus einem gewebten oder geflochtenen, vorzugsweise aus Glasfasern bestehendem Band oder Streifen bestehen.
  5. 5. Rohrteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserverstärkungslagen (5,5a, 5b, 5c) zu einer Seite der Flanschwand nach innen abgebogen sind.
  6. 6. Rohrteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserverstärkungslagen (5,5a, 5b, 5c) zu beiden Seiten (6,7) der Flanschwand nach innen abgebogen sind.
  7. 7. Rohrteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem dem Flansch folgenden Bereich des Rohrteils in axialer Richtung erstreckende Faserverstärkungslagen (4,4a, 4b) befinden, die Wellungen aufweisen.
  8. 8. Verfahren zur Herstellung des faserverstärkten Rohrteils mit daran angeformtem Flansch aus faserverstärktem Kunststoff nach Patentanspruch, durch spiralig Wickeln in Umfangsrichtung des Flansches von im flüssigen Kunstharz getränkten Faserverstärkungslagen in einer Flanschform und anschliessende Wärmehärtung des Harzes, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Faserverstärkungslagen spiralig in Umfangsrichtung gewickelt wird, die sich zum Umfang des Flansches erstrecken und bei denen der Abstand von zumindest einer Faserverstärkungslage in Bezug auf die Achse des Rohrteils über die Breite der Verstärkungslage verändert wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in flach ausgebreiteter Stellung der Faserverstärkungslage gemessene Breite die Breite der Flanschform derart überschreitet, dass die Faserverstärkungslage bei ihrem Auflegen zu einer oder zu beiden Seiten der Flanschform nach innen abgebogen und/oder gewellt angeordnet wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohrteil durch spiralförmiges Aufwickeln von, sich fortlaufend unter Bildung von Wellungen in axialer Richtung übereinander schiebenden Faserverstärkungslagen gebildet wird, wobei vorzugsweise lediglich eine Fläche der Faserverstärkungslagen mit Kunstharz imprägniert und die imprägnierte Fläche zur Vermeidungvon Lufteinschlüssen auf einerzuvor angeordneten, nichtimprägnierten Fläche einer Faserverstärkungslage in Anlage gebracht wird.
CH9624/79A 1978-10-31 1979-10-26 Rohrteil mit flansch. CH649612A5 (de)

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NLAANVRAGE7810838,A NL175755C (nl) 1978-10-31 1978-10-31 Buisdeel met flens beide van vezelversterkte thermohardende kunsthars alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijk buisdeel met flens.

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