DE2163890A1 - Verfahren zum herstellen von masten, insbesondere aus glasfaserverstaerkten kunststoffen - Google Patents

Description

• ?? Verfahren zum Herstellen von Masten, insbesondere aus glasfaserverstärkten Kunststoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Masten, insbesondere aus glasfaserverstärkten Kunststoffen Es ist bereits bekannt, Maste mit rohrförmigem Querschnitt aus glasfaserverstärktem Kunststoff herzustellein. Dabei wird die Glasverstärkung wendelartig auf einen Dorn gewickelt und anschließend der Kunststoff aufgebracht. Dieses Verfahren ist als "Wickelverfahren" in der Fachwelt bekannt geworden. Das Aufbringen des Kunststoffes auf das gewickelte Glasfasergewebe, die Glasfaserbänder bzw. -fäden erfolgt durch Sprühen, Aufwalzen od. dgl. Das bekannte Verfahren ist jedoch in der Herstellung verhältnismäßig umständlich. Darüber hinaus ist die Festigkeit derart hergestellter Maste unbefriedigend und zwar wegen des gewendelten Verlaufes der die Zugkräfte aufnehmenden Verstärkungsfasern - bzw. -stränge.
• Es ist weiter bekannt, Rohre aus glasfaserverstärktem Kunststoff im Schleuderverfahren herzuste#llen. Wenn hierbei die Glasfaserverstärkung so eingebracht wird, daß die Verstärkungsfäden im wesentlichen in Umfangsrichtung -auch nach Art von Wendeln - verlaufen, so ist dies nicht nachteilig wegen der gänzlich anderen Belastungsverhältnisse bei Rohren.
• Bei den bekannten Herstellungsverfahren von glasfaserverstärkten Kunststoffrohren (GfK-Rohren) im Schleuderverfahren wird wie folgt vorgegangen : Es wird das Verstärkungsgewebe auf eine Matte aufgelegt O Dieses Gewebe-Matten-Laminat wird in die Schleuderform derart eingebracht, daß auf der Forminnenwand zunächst die Matte und dann die Gewebeauflage des Verstärkungsgewebes zur Auflage kommt. Die Matte wird zwischengeschaltet, ohne irgendwelche Festigkeitsaufgaben zu übernehmen. Es soll dadurch nur eine glattere Oberfläche beim Enderzeugnis bewirkt werden. Diese Zwischenmatten nennt man speziell "Oberflächenvliese''. Es gibt auch bereits solche Vliese, auf denen Verstärkungsfäden festgelegt sind, ahne daß eine Gewebebindung zwischen den Verstärkungsfäden vorhanden ist. Die Fasereinlage wird durch Zentrifugalkraft an der Schleuderform befestigt, bevor das Schleudern des in plastifizierter Form eingebrachten Kunststoffes vorgenommen wird.
• Das Einbringen des Kunststoffes erfolgt über Rohre mit Mischköpfen mit Hilfe von Sprühpistolen oder durch eine Rinne, die einfach nach dem Einführen in das Rohr gekippt wird, so daß der plastifizierte Kunststoff ausläuft, während die Schleuderform mit der an der Formwandung angebrachten Matte rotiert. Dieses Schleuderverfahren für die Herstellung von Rohren hat aber keine große Verbreitung gefunden, da die Innenflächen nicht glatt genug hergestellt werden können. Bei Masten tritt diese Schwierigkeit überhaupt nicht auf, da die Güte der Innenoberfläche keine Rolle spielt.
• Bei Masten liegt das Hauptproblem darin, eine ausreichende und genau fixiert angeordnete Innenbewehrung zu haben, um die auf Masten einwirkendenBiegemomente aufzunehmen.
• Die Bewehrung soll in einem möglichst großen Abstand von der Mastachse liegen. Ideal wäre es, wenn - wie bei Betonmasten - die Bewehrung in Axialrichtung des Mastes liegt. Auch soll der Mast eine glatte Außenoberfläche aufweisen, was bei den bisher bekannten GfK-Masten aus Gründen der bisherigen Fertigungsweise nicht gewährleistet ist, weil diese erst durch einen weiteren Arbeitsgang (spachteln,lackieren usw.) erzielt werden konnte.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art ein Verstärkungsgewebe, vorzugsweise aus Glasfasern bestehend, aufgerollt in eine Schleuderform und dort durch den Schleudervorgang auf dem inneren Mantel der Form zum Abwickeln gebracht wird.
• Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sollen die Kettfäden des Verstärkungsgewebes nach dem Einbringen in die Schleuderform vorzugsweise in Ahsrichtung der Form verlaufen.
• Es ist gemäß der Erfindung auch vorgesehen, den Abwickelvorgang durch eine zunächst mitaufgerollte steife Zwi schenlage zu unterstützen.
• Eine Verbesserung des Herstellungsverfahrens wird gemäß der Erfindung ferner dadurch erreicht, daß nach dem Abwickeln des Verstärkungsgewebes bzw0 einer aus dem Verstärkungsgewebe und der Versteifungsmatte bestehende Kombination durch eine freibewegliche rotationssymmetrische Walze geglättet wird. Die Walze wird vorzugsweise am verjüngten Ende der Schleuderform eingeführt.
• Erfindungsgemäß erfolgt das Einführen des Kunststoffes in flüssigem Zustand ebenfalls vom verjüngten Ende aus, so daß die Verteilung selbstätig durch den Schleudervorgang über den ganzen inneren Mantel hinweg erfolgt..
• Sollen zylindrische Maste gefertigt werden, so kann man mit dem Verfahren gemäß der Erfindung dieselben Ergebnisse erzielen, wenn man die Schleuderform schräg stellt und die Walze bzw. den flüssigen Kunststoff von der hochgestellten Seite aus in die Schleuderform einführt.
• Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung Durch die Erfindung werden die Mängel der bekannten Verfahren überwunden Es ist nunmehr die Herstellung von Masten möglich, die hohen Biegemomenten widerstehen und eine glatte Außenoberfläche besitzen. Das Verfahren gemäß der Erfindung selbst ist mit geringem technischem Aufwand durchführbar.
• Als weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich, daß als Verstärkungsmaterial z . B.Unidirektional-Rovinggewebe verwendet werden kann, dessen Verstärkungsfäden im wesentlichen parallel zur Mastachse verlaufen.
• Im praktischen Verfahren wird gemäß der Erfindung wie folgt vorgegangen Die für die Verstärkung und das Aussehen der Oberfläche notwendigen Gewebe, Matten, Vliese od. dgl. werden derart aufgerollt, daß die Kettfäden des Verstärkungsmaterials, insbesondere des Unidirektional-Rovinggewebes, vorzugsweise in Achsrichtung der Schleuderform verlaufen. Die aufgewickelte Rolle wird nun in die Schleuderform in Achsrichtung eingeführt. Die Rolle liegt dann im unteren Bereich der Schleuderform auf deren Mantel. Alsdann wird die Schleuderform in Bewegung gesetzt. Der Schleudervorgang bewirkt, daß sich die aufgewickelte Rolle eelbsttätig auf denlinneren Mantel der Schleuderform abwickelt, Dieser Abwickelvorgang tritt selbsttätig dadurch ein, daß wegen der Schwerkraft die aufgewickelte Rolle immer an dem untersten Punkt der im wesentlichen horizontal gelagerten Schleuderform abrollt.
• Durch Verwendung von Zwischenlagen, z.B.steifer Matten, die von sich aus das Bestreben haben, aufzurolle#, oder durch Verwendung besonderer Roving-Gewebe, wird dieser Abwickelvorgang eingeleitet und unterstützt,so daß nach dem Ausschleudern der Formauskleidung diese nicht in sich zusammenfällt. Es ist in diesem Zusammenhang festzuhalten, daß durch das Schleudern der Form auch eine erste Verdichtung der gesamten Verstärkungsschicht am Formmantel der Schleuderform eintritt.
• Um eine weitere Verdichtung und Fixierung der Formauskleidung vor dem Einschleudern des Kunststoffes zu erreichen, wird bei konischer Form an dem Ende geringeren Durchmessers eine rotationssymmetrische Walze eingeführt, welche die Auskleidung bei Rotation der Form innen auswalzt, indem sie immer wieder an den niedrigsten Punkt rollt.
• Wegen der Konizität der Form wandert diese zylindrische Walze in Richtung auf das Ende größeren Durchmessers, wo sie dann herausfällt. Nun erfolgt der eigentliche Schleudervorgang des plastifizierten Kunststoffesç Wieder ausgehend von einer innen konischen Form wird der Kunststoff gemäß der Erfindung an dem Ende geringeren Durchmessers eingeführt. Durch die Zentrifugalkraft der in Rotation gesetzten Schleuderform entsteht durch deren Konizität auch eine Axialkomponente in Richtung auf das Ende größeren Durchmessers. Es erfolgt automatisch eine gleichmäßige Verteilung des plastifizierten Kunststoffes über die gesamte Mastlängee Man braucht also nicht mit einem sich über die ganze Länge erstreckenden Hilfsmittel, wie z.B. einem Rohr oder einer Rinne zu arbeiten, wie dies bei der Rohrherstellung bekannt ist, Außerdem hat das bekannte Verfahren den Nachteil, daß nicht immer eine einwandfreie Entlüftung des Laminats gewährleistet ist. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird das Laminat im gesamten Ringquerschnitt und zwar vom kleineren zum größeren Durchmesser hin getränkt, wobei die Luft vor sich hergeschoben wird.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich auch bei zylindrischen Masten durchführen, indem die Rotationsachse der Schleuderform geneigt wird. Dann bewirkt die Gravitation die Fortbewegung des einseitig eingeführten Kunststoffes sowie das Durchlaufen der Walze, Durch den Schleudervorgang dringt der plastizifierte Kunststoff durch die Armierung bis an die Innenoberfläche der Schleuderform durch. Es entsteht eine äußerst glatte Oberfläche. Nach der Fertigstellung erfolgt mit dem Erhärten des Kunststoffes eine Schrumpfung, so daß der geschleuderte Mast leicht der Form entnommen werden kann.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Zeichnung zeigt in Fig.# die Schleuderform mit einer eingeführten Rolle des Ver-stärkungsgewebes, Fig, 2 den Walzvorgang, Fig.3 das Einfüllen des flüssigen Kunststoffes.
• Wie aus Fig.1 ersichtlich ist, ist im Innenraum der Schleuderform 1 die Verstärkungsrolle 2 gelagert, Das freie Ende 2' der Rolle hat sich schon in Auswirkung der Abwickeltendenz der Rolle an die Innenwandung der Schleuderform 1 angelegt.
• Nachdem durch den Schleudervorgang das Abwickeln der Rolle beendet ist, besitzt die Schleuderform 1 innen eine in sich geschlossene Auskleidung, die aus dem Verstärkungsgewebe 2 besteht. Wird eine steife Zwischenmatte verwendet, so liegt diese zwischen dem Verstärkungsgewebe 2 und der Innenseite der Schleuderform 1o Gemäß Fig.2 ist in den Innenraum der Schleuderform 1 eine rotationssymmetrische Walze 3 eingeführt, die sich beim Schleudern der Form 1 auf dem Gewebe 2 allmählich in Pfeilrichtung abrollt. Auf diese Weise ist mit einfachen technischen Mitteln eine hochwertige Verdichtung der Auskleidung zu erzielen. In der Fig.2 ist das durch die verschiedengroße Schichtstärke dargestellt.
• Nach Abschluß des Ve-rdichtungsvorganges wird über eine Gießtülle 4 der flüssige Kunststoff 5 eingegossen.
• Nachdem sowohl das Einführen der Walze 3 als auch das des flüssigen Kunstsroffes 5 von dem verjüngten Ende der Schleuderform aus vorgenommen wird, ist nichts weiter zu tun, als die Schleuderform in Bewegung zu setzen.
• Die Verdichtung und die Verteilung des flüssigen Kunststoffes geht dann selbstätig in Richtung auf den größeren Durchmesser des Hohlraumes vor sich.
• Bei zylindrischen Masteryünd dementsprechend zylindrischen Schleuderformen kann man denselben Effekt durch Schrägstellen der Form erzielen. Das Einführen der Verdichtungswalze und des flüssigen Kunststoffes erfolgt dann vom hochgestellten Ende der Form aus.
• Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung können außer Glasfäden auch andere Werkstoffe in Form von Verstärkungsfäden bzw. Zwischenfäden verwendet werden. Es ist jedoch darauf zu achten, daß das Ausdehnungs- bzw. Schrumpfungsverhalten des Materials weitgehend dem Ausdehnungs-und Schrumpfungsverhalten des verwendeten Kunststoffes entspricht.
• Der Kunststoff wird je nach den zu erfüllenden Bedingungen ausgewählt.

Claims (10)

1. P a t e n t a n s p r- ü c h e

   Verfahren zum- Herstellen von Masten, vorzugsweise aus glasfaserverstärkten Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß - wie sonst an sich bekannt - ein-Verstärkungsgewebe, das zumindest teilweise Glasfasern enthält, aufgerollt in eine Schleuderform und dort durch den Schleudervorgang auf dem inneren Mantel der Form zum Abwickeln gebracht wird.
2. 2 Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Kettfäden des Verstärkungsgewebes nach dem Einbringen in die Schleuderform vorzugsweise in Achsrichtung der Form verlaufen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeicllnet, daß der Abwickelvorgang des Verstärkungsgewebes durch eine zunächst mitaufgewickelte steife Zwischenlage unterstützt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeiclinet, daß das Verstärkungsgewebe nur aus Glasfäden besteht.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abwickeln des Verstärkungsgewebes bzw. einer aus dieaem und einer versteifenden Matte bestehenden Kombination die innere Oberfläche durch eine freie bewegliche rotationssymmetrische Walze verdichtet und geglättet wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze am verjüngten Ende der Schleuderform eingeführt #ird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer zylindrischen Schleuderform diese schräggestellt und die Walze vom erhöhten Ende aus in die Form eingeführt wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Auskleidung vorgesehene Kunststoff im flüssigen Zustand vom verjüngten Ende aus in die Form eingeführt wird.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer zylindrischen Schleuderform diese zum Einführen des flüssigen Kunststoffes schräggestellt und dieser vom hochgestellten Ende aus in die Form eingeführt wird.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortbewegung der Walze zum Verdichten und Glätten der inneren Oberfläche der Auskleidung und die Verteilung des eingeführten Kunststoffes selbstätig durch den Schleudervorgang erfolgt, Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungs- bzw. Schrumpfungsverhalten des zur Auskleidung benutzten Materials weitgehend dem Ausdehnungs- bzw. Schrumpfungsverhalten des Kunststoffes entspricht, vorzugsweise damit übereinstimmt.

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