DE2012111A1 - Plastic pipe fitting with reinforcing filament windings - Google Patents
Plastic pipe fitting with reinforcing filament windingsInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Erzeugung von druckfesten umwickelten Formstücken für Rohrleitungen und danach hergestellte FornistUcke Bei der Erzeugung von Rohren und Behältern werden zunehmend Wickelverfahren, insbesondere der "Filament Winding Process" angewandt. Formstücke, wie Rohrbögen, Abzweige, Reduktionen, Kupplungen, Übergangstücke, Flanschstutzen, Endflaschen, ReinigungstUcke u.dgl., die einen vesentjichen Bestandteil jeder Rohrleitung darstellen, werden dagegen entweder, wenn keine Druckfestigkeit gefordert ist, als Spritzguß oder Preßteile aus kunststoff oder, wenn Druckfestigkeit gefordert ist, aus Gußeisen hergestellt, insbesondere, wenn größere Dimensionen oder Beanspruchungen vorliegen, Die letztgenannten Formstücke brauchen zur Aufnahme entsprechender Betriebsdrücke verhältnismig große Waddicken, woraus sich verhältnismäßig große Gewichte und Herstellkosten sowie auch ein erheblicher Aufwand für Transport und Verlegung ergeben.Process for the production of pressure-resistant wrapped fittings for Pipelines and subsequently produced formwork In the production of pipes and Containers are increasingly winding processes, in particular the "Filament Winding Process" applied. Fittings, such as pipe bends, branches, reductions, couplings, transition pieces, Flange nozzles, end bottles, cleaning items and the like, which are an essential part each pipeline will represent, however, either if no pressure resistance is required as injection molded or pressed parts made of plastic or, if compressive strength is required made of cast iron, especially if larger dimensions or stresses exist, The latter fittings need to be accommodated corresponding operating pressures relatively large wad thicknesses, from which relatively large weights and manufacturing costs as well as considerable transport costs and laying result.
~ç-» keine geraden Durchgänge vorliegen, mUssen zur HersteXlung ruckfester Formstücke entweder verlorene Kerne aus Gußsand, Gips u.dgl. oder teuere mehrteilige Stahiformen verwendet werden, Im letzteren Fall verläßt man oft die hydraulisch günstigen Innen-Normen, um einfachere Formwerkzeuge einsetzen zu können. Besonders unwirtscha£tlich ist die Verwendung von Formstücken aus Gußeisen dann, wenn sie in Chemieleitungen zur Förderung von chemisch aggressiven Medien verwendet werden und durch Sonderanstriche geschützt werden müssen.~ ç- »there are no straight passages; Fittings either lost cores made of casting sand, Plaster of paris and the like or expensive multi-part steel molds are used, in the latter case one often leaves the hydraulically favorable indoor standards to use simpler molding tools can. The use of cast iron fittings is particularly inefficient when they are used in chemical pipes for conveying chemically aggressive media used and must be protected by special paints.
Man hat daher seit langem nach geeigneten Verfahren zur Her-Stellung von druckfesten Formstücken aus chemisch resistentem Material gesucht. Bisher gelang es Jedoch weder durch Wickelverfahren noch auf andere Weise,aus solchen Materialien Formstücke mit der benötigten Festigkeit mit wirtschaftlich ertrAglichen Kosten herzustelilen.Appropriate manufacturing processes have therefore long been found wanted for pressure-resistant fittings made of chemically resistant material. Successful so far However, neither by winding processes nor in any other way, from such materials Fittings with the required strength at economically acceptable costs to create.
Diese Aufgabe wird nun durch die Erfindung gelöst. Das erfindungsgem§ße Verfahren zur Erzeugung von druckfesten umwickelten Forinstücken für Rohrleitungen ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein' Rohformstück entsprechender Gestalt mit glatter Innenwand aus tunststoff, wie PVC, Polyäthylen, Polypropylen od.dgly in an sich bekannter Weise hergestellt und Fäden, Vliese, Faden-oder Gewebebänder unter gleichzeitigem Aufbringen eines härtbaren Kunstharzes als Bindemittel um dieses Rohformstilck gewickelt und gegebenenfalls auf dieses gelegt werden, bis eine solche Sch-ichtdicke der Umwicklung erreicht ist, daß das Formstück nach erfolgter Aushärtung des Bindemittels die gewünschte Festigkeit besitzt.This object is now achieved by the invention. The invention Process for the production of pressure-resistant wrapped shaped pieces for pipelines is characterized in that initially a 'Rohformstück corresponding shape with a smooth inner wall made of plastic, such as PVC, polyethylene, polypropylene or glyceryl manufactured in a manner known per se and threads, fleeces, thread or fabric tapes with simultaneous application of a curable synthetic resin as a binder around this Rohformstilck wound and, if necessary, placed on this until such a Layer thickness of the wrapping is reached that the shaped piece after hardening of the binder has the desired strength.
Die Erfindung umfaßt auch solche druckfesten, umwickelten Formstlicke, die insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind. Das Rohformstück kann in bekannter Weise durch Pressen, Spritzen oder Gießen auf einfachen Formen einteilig oder mehrteilig hergestellt und gegebenenfalls verschweißt werden, wobei als Werkstoff Polyvinylchlorid oder andere Kunststoffe--mit oder ohne Faserarmierung oder jedes Material Verwendung findet, das in eine facher Weise ein Rohformstück mit glatter und dichter Innenfläche liefert. Da das Rohformstück keine hohe Festigkeit bes-itzen muß, kann es auch dünnwandig und leicht, also mit geringen Material und Herstellungskosten gefertigt werden.The invention also includes those pressure-resistant, wrapped molded pieces, which are produced in particular by the process according to the invention. The rough fitting can be done in a known manner by pressing, injection molding or casting on simple forms can be produced in one piece or in several parts and optionally welded, wherein as Material polyvinyl chloride or other plastics - with or without fiber reinforcement or any material is used that is a raw molding in a multiple way with a smooth and dense inner surface. Because the raw fitting does not have high strength must have, it can also be thin-walled and light, so with little material and Manufacturing costs are manufactured.
Die für die Gewinnung der erforderlichen mechanischen Eigenschaften9 insbesondere Druckfestigkeit erforderliche verstärkende Ummantelung kann unter Verwendung von hochzugfesten Fäden, Vliesen oder Geweben aus geeignetem Material, wie Stahldraht bzw. Stahlwolle, Polyamiden,Hanf, Baumwolle, Asbest Glas; oder sonstigen synthetischen organischen oder mineralischen Fasern hergestellt werden. Besonders geeignet sind auch sog. Axialverstärkungsbänder", die aus verhältnismäßig kurzen, z.B. 10 bis 40 cm langen Faserbündeln bestehen, die parallel nebeneinanderliegend durch min destens eine senkrecht dazu verlaufende Faden- oder Klebeverbindung zu einem Band vereinigt sind. Diese erhöhen insbesondere die Biegefestigkeit der Formstücke, da die Faserbündel in der fertigen Umwickelung nur einen geringen Winkel mit der Formstückachse bilden.The mechanical properties required to obtain the 9 Particularly compressive strength required reinforcing sheathing can be made using of high tensile strength threads, fleeces or fabrics made of suitable material such as steel wire or steel wool, polyamides, hemp, cotton, asbestos glass; or other synthetic organic or mineral fibers are produced. Are particularly suitable also so-called. Axial reinforcement bands ", which consist of relatively short, e.g. 10 to 40 cm long fiber bundles exist, which are parallel to each other by min at least one thread or adhesive connection running perpendicular thereto to form a tape are united. These increase in particular the flexural strength of the fittings because the fiber bundles in the finished wrapping only make a small angle with the fitting axis form.
Zur VerstArkung in Umfangerichtung dienen Fäden, Filamente oder Rovings, Gewebe, die auch als "Ringverstärkungsbänder" oder "Radialverstärkungsbänder" bezeichnet werden.Threads, filaments or rovings are used for reinforcement in the circumferential direction, Fabrics, also known as "ring reinforcement bands" or "radial reinforcement bands" will.
Als Bindemittel werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren härtbare Kunstharze, wie Polyester- oder Epoxyharze, benuntzt, die mit anorganischen oder organischen, synthetischen oder natürlichen Fullstoffen, wie Sand, Kaolin u.dgl., gefüllt sein können. Das Bindemittel kann in der Weise angewandt werden, daß die Fäden, Vliese oder Gewebe. bevor sie um das Rohformstück gewickelt werden.In the process according to the invention, hardenable binders are used as binders Synthetic resins, such as polyester or epoxy resins, used with inorganic or organic, synthetic or natural fillers such as sand, kaolin, etc., can be filled. The binder can be applied in such a way that the Threads, Fleece or fabric. before being wrapped around the rough fitting will.
mit dem Bindemittel getränkt oder beschichtet werden. Stattdessen oder zusätzlich kann das Bindemittel auch in flüssiger Form oder als Paste während des Wickelvorgangs auf die Stellen aufgebracht werden. welche zu diesem Zeitpunkt umwickelt werden. Dabei kann erfindungsgemäß beim Wickeln zwischen einzelne oder alle Lagen des Verstärkungsmaterials ein Füllstoff eingetragen werden, der aus einem anorganischen oder organischen, synthetischen oder natürlichen Material, wie Sand. Kaolin u.dgl.. besteht, Die Härtung des unstharzbindem-ittels erfolgt je nach Art des zugesetzten Härtungskatalysators bei Raumtemperatur oder durch Erwärmen.be soaked or coated with the binder. Instead of this or in addition, the binder can also be in liquid form or as a paste during of the wrapping process can be applied to the spots. which at that time be wrapped. According to the invention, when winding between individual or all layers of the reinforcement material are entered a filler, which consists of a inorganic or organic, synthetic or natural material such as sand. Kaolin etc. consists, The hardening of the synthetic resin binder takes place depending on the type of the added curing catalyst at room temperature or by heating.
Die Zahl und Art der Wickellagen sowie die Art des Bindemittels können in radialer und/oder axialer Richtung des Formstückes entsprechend den gewünschten Festigkeitseigenschaften desselben oder einzelner seiner Abschnitte verändert werden. Durch entsprechende Dimensionierung und Armierung der Ummantelung kann jede gewünschte Innendruckfestigkeit bzw. statisch-mechanische Festigkeit erhalten werden.The number and type of wrapping layers as well as the type of binder can be used in the radial and / or axial direction of the fitting according to the desired Strength properties of the same or individual of its sections are changed. Any desired Internal compressive strength or static-mechanical strength can be obtained.
Das erfindungsgemäße Verfahren liefert Formstücke, die qualitativ den bisher verwendeten gußeisernen Formstücken überlegen und dabei wesentlich leichter sind und sich billiger herstellen lassen.The inventive method provides fittings that qualitatively superior to the cast iron fittings used so far and much lighter and are cheaper to manufacture.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht insbesondere das Auftragen von Füllstoffen, die auf wirtschaftlich günstige Weise die nötige Eigensteifigkeit der FormstUcke liefern.In particular, the method according to the invention enables application of fillers that provide the necessary inherent rigidity in an economically favorable manner of the fittings.
Die Durchführung des erfindungsg?Lßen Verfahrens erfolgt von iland oder Mittels geeigneter Vorrichtungen vorzugsweise so. daß das Rohfo>astück beim Umwickeln um die Achse seines jeweils au u*-wickelnden Abschnitts gedreht wird.The method according to the invention is carried out by iland or by means of suitable devices, preferably so. that the Rohfo> astück with Wrapping is rotated around the axis of its respective au u * -winding section.
Die Erfindung wird erläutert durch die folgende Beschreibung, die sich auf die beigefügten Figuren bezieht. Hierin zeigen: Fig. 1 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes T-Formstück im Längsschnitt; Fig. 2 ein erfindungsgemäß hergestelltes Rohrbogen-Formstuck im Längsschnitt; Fig. 3 schematisch in größerem Maßstab einen Ausschnitt der Wand der Formstücke der Fig. 1 und 2, teilweise abgetragen, um den lagenweisen Aufbau zu zeigen, und Fig. 4 schematisch den Querschnitt des. Wandstücks der Fig. 3.The invention is illustrated by the following description, which refers to the attached figures. 1 shows a according to the invention T-shaped piece produced by the process in longitudinal section; Fig. 2 shows one according to the invention produced pipe bend molding in longitudinal section; Fig. 3 schematically on a larger scale Scale a section of the wall of the fittings of FIGS. 1 and 2, partially removed, to show the layered structure, and FIG. 4 schematically shows the cross section of the. Wall piece of FIG. 3.
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit-gleichen Bezugszeichen versehen.The same parts are provided with the same reference symbols in all figures.
Wie ersichtlich bestehen die Formstücke 1 (Fig. 1) bzw. 2 (Fig.2) jeweils aus einem entsprechend geformten Rohformstück 3 und einer durch Wickeln hergestellten Ummantelung 4. Der lagenweise Aufbau der Ummantelung ergibt sich aus den Figuren 3 und 4. Man erkennt das Rohformstück 3 und die aufeinanderfolgenden, fortlaufend mit 41 bis 45 bezeichneten Wickellagen aus folgendem Material: Wickellage 41 und 42: Axialvestärkungsbänder aus jeweils mit zwei Fäden miteinander verbundenen, parallel nebeneinanderliegenden Fasern, die in jeder der beiden Lagen nur einen kleinen Winkel mit der Achse des jeweiligen Rohrabschnitts bilden, wobei aber die Wickelung in der Lage 41 als Rechts-Spirale und in der Lage 42 als Links-Spirale erfolgt; Wickellage 43:-Eine Lage Filamente oder Rovings (als "Radialvertärkungsband"); Wickellage 44s Ein Gewebeband; Wickellage 45s Ein Vljesband.As can be seen, the fittings 1 (Fig. 1) and 2 (Fig. 2) each from a correspondingly shaped raw molding 3 and one by winding produced casing 4. The layered structure of the casing results from Figures 3 and 4. One recognizes the raw molding 3 and the successive, Wrapping layers, continuously labeled 41 to 45, made of the following material: Wrapping layer 41 and 42: Axial reinforcement bands made of each with two threads connected to each other, parallel fibers lying next to each other, in each of the two layers only one Form a small angle with the axis of the respective pipe section, but the Winding in layer 41 as a right-hand spiral and in layer 42 as a left-hand spiral he follows; Winding layer 43: One layer of filaments or rovings (as "radial reinforcement tape"); Winding position 44s A fabric tape; Wrap 45s A fleece tape.
Alle diese Wickellagen sind mit Bindemittel durchtränkt und bilden nach dem Aushärten des Bindemittels miteinander und mit dem Rohformstück 3 ein einziges massives Formstück 1 bzw. 2. Die oberste Schicht 46 besteht im allgemeinen nur aus Bindemittel.All of these wrapping layers are impregnated with binding agent and form after hardening of the binder with each other and with the raw molding 3 a single massive molding 1 or 2. The top layer 46 generally consists only of Binder.
Falls gewünscht, werden zwischen die Wickellagen 41 bis 45 Füllmaterialschichten 47 (Fig. 4) eingetragen. Selbstverständlich können Je nach den Anforderungen an die Armierung die Wickellagen auch in anderer Reihenfolge oder Art, wie auch alle in gleicher Art, gewickelt werden.If desired, layers of filler material are placed between the wrapping layers 41 to 45 47 (Fig. 4) entered. Of course, depending on the requirements the reinforcement the winding layers in a different order or type, as well as all in the same way, to be wrapped.
Die folgenden Beispiele erläutern AusfUhrungsformen der Erfindung, die jedoch offensichtlich je nach den praktischen Anforderungen, die an das jeweilige Formstück gestellt werden, abgewandelt werden können.The following examples explain embodiments of the invention, However, which obviously depends on the practical requirements that are placed on the particular Form piece can be made, can be modified.
Beispiel 1 Ein Formstück gemäß Figur 1 hat eine Länge über die Achse gemessen von 520 mm, eine lichte Weite von 400 mm und eine Winkelabweichung von der Geraden von 300. Die Wanddicke dieses Formstückes beträgt 8 mm.Example 1 A shaped piece according to FIG. 1 has a length over the axis measured of 520 mm, a clear width of 400 mm and an angular deviation of the straight line of 300. The wall thickness of this fitting is 8 mm.
Die Fertigung dieses Formstücks wird so vorgenommen, daß auf ein Rohformstück 3 aus Polyvinylchlorid mit einer Wanddicke von 2 mm eine aus neun Lagen bestehende Verstärkung in Umfangsrichtung t"RadialverstArkungsband") und zwei Lagen Verstrkung in Längsrichtung ("AxialverstArkunysband") aus mit Polyesterharz getr(1nkten Glasfasern aufgewickelt wird. Auf eine erste Lage der Verstärkung in- Umfangsrichtung folgt eine Lage Verstärkung in Längsrichtung, darauf wieder eine in Umfangs- und eine in Längsrichtung. Zwischen die weiteren Lagen wird zur Erhöhung der Eigensteifigkeit jeweils eine Lage Sand eingebracht. Dieses Formsttick nach Beispiel 1 zeigt nach einer an den Fertigungsprozeß anschliessenden Wärmebehandlung eine Innendruckfestigkeit von 60 atü bei einem Gewicht von ca. 25 kg. Die Chemikalienbeständigkeit entspricht bei Angriffen von innen dem für das Rohformstück vervendeten Material, bei Angriffen von außen dem verwendeten Bindemittel.The production of this fitting is carried out so that on a raw fitting 3 made of polyvinyl chloride with a wall thickness of 2 mm one consisting of nine layers Reinforcement in the circumferential direction t "radial reinforcement tape") and two layers of reinforcement in the longitudinal direction ("AxialverstArkunysband") made of impregnated with polyester resin Fiberglass is wound up. A first layer of reinforcement in the circumferential direction follows one layer of reinforcement in the longitudinal direction, then again one in the circumferential direction and one longitudinal. Between the other layers there is an increase in the inherent rigidity a layer of sand was introduced at a time. This shape according to Example 1 shows a heat treatment following the manufacturing process, an internal pressure resistance of 60 atmospheres with a weight of approx. 25 kg. The chemical resistance corresponds in the event of attacks from the inside, the material used for the raw molding, in the event of attacks from the outside of the binder used.
Ein vergleichbares Formstück aus Gußeisen wiegt dagegen bei gleicher InnendruckEestigkeit etwa 177 kg.A comparable cast iron fitting, on the other hand, weighs the same Internal pressure strength about 177 kg.
Beispiel 2 Das Formstück nach Beispiel 1 wird so hergestellt, daß anstelle von Polyesterharz als Tränk- und Bindemittel der Glasfasern ein dünnflüssiges Epoxyharz verwendet wird. Bei sonst gleicher Herstellung und Nachbehandlung zeigt dieses Formstück eine gesteiwerte Festigkeit bei Temperaturbeanspruchung und eine noch wesentlich höhere Chemikalienbeständigkeit bei sonst gleichen oder verbesserten Eigenschaften gegenüber dem Formstück nach Beispiel 1.Example 2 The molded piece according to Example 1 is produced in such a way that Instead of polyester resin as the impregnating and binding agent for the glass fibers, a thin liquid Epoxy resin is used. With otherwise identical production and aftertreatment shows this fitting has an increased strength under temperature stress and a still significantly higher chemical resistance with otherwise the same or improved Properties compared to the fitting according to Example 1.
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2012111A1 true DE2012111A1 (en) | 1971-09-23 |
Family
ID=5765053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19702012111 Pending DE2012111A1 (en) | 1970-03-13 | 1970-03-13 | Plastic pipe fitting with reinforcing filament windings |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2012111A1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2813599A1 (en) * | 1977-03-31 | 1978-10-05 | Wavin Bv | FIBER REINFORCED PLASTIC PIPE PART AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING |
| FR2445479A1 (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-25 | Dunlop Ltd | Manifold for vehicle cooling system - of main hose and branches bonded and reinforced by short nylon fibres |
| EP0289781A1 (en) * | 1987-04-30 | 1988-11-09 | Georg Fischer Aktiengesellschaft | Method of manufacturing fibre-reinforced plastic articles |
| DE202008002386U1 (en) * | 2008-02-20 | 2009-07-02 | Rehau Ag + Co | Composite pipe with a tube of cross-linked polyethylene |
| DE102010004809A1 (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-21 | Westfalia Metallschlauchtechnik GmbH & Co. KG, 57271 | Line element for use in exhaust systems of motor vehicles, and in gas turbines, district heating lines and chimney systems, has two-layer, coaxial structure that is made of inner flexible metal hose that is wound from multiple strip layers |
| DE102013113133A1 (en) * | 2013-11-27 | 2015-05-28 | Egeplast International Gmbh | Plastics molding |
| DE102018124494A1 (en) * | 2018-10-04 | 2020-04-09 | DEULA-Nienburg GmbH | Pipe and irrigation system |
| EP4375554A1 (en) * | 2022-11-24 | 2024-05-29 | Gonzalez da Silva, Miguel | Accesories for repairing pipes by welding |
-
1970
- 1970-03-13 DE DE19702012111 patent/DE2012111A1/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2813599A1 (en) * | 1977-03-31 | 1978-10-05 | Wavin Bv | FIBER REINFORCED PLASTIC PIPE PART AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING |
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| DE102010004809A1 (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-21 | Westfalia Metallschlauchtechnik GmbH & Co. KG, 57271 | Line element for use in exhaust systems of motor vehicles, and in gas turbines, district heating lines and chimney systems, has two-layer, coaxial structure that is made of inner flexible metal hose that is wound from multiple strip layers |
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| DE102018124494A1 (en) * | 2018-10-04 | 2020-04-09 | DEULA-Nienburg GmbH | Pipe and irrigation system |
| EP4375554A1 (en) * | 2022-11-24 | 2024-05-29 | Gonzalez da Silva, Miguel | Accesories for repairing pipes by welding |
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