DE2525090A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen zylindrischer oder prismatischer hohlkoerper - Google Patents

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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen zylindrischer oder prismatischer Hohlkörper

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung, unter Vorschub, zylindrischer oder prismatischer Hohlkörper aus polymerisierbaren synthetischen faserverstärkten Harze*/ und richtet sich insbesondere auf die Herstellung^W industriellem Maßstab.

Es ist bekannt, zylindrische oder prismatische Hohlkörper aus faserverstärkten synthetischen Harzen herzustellen; bei diesem Verfahren wird eine Form mit aufeinanderfolgenden Lagen aus synthetischem Harz und Fasern überzogen, wobei die Form, nachdem das synthetische Harz polymerisiert ist, entfernt wird. In einigen Fällen kann die Form zur Erzeugung einer neuen Einheit Verwendung finden, abhängig davon, ob die Form zerstört wird, wenn der Formkörper aus ihr entfernt wird.

Demgegenüber wird nach der erfindungsgemäßen Maßnahme der

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hergestellte zylindrische oder prismatische Formkörper vorgeschoben bzw. verdrängt, wobei er konstant über die Form sich bewegt und hierdurch die Nachteile vermieden werden, die mit der Entfernung des Formkörpers von der Form, Stück für Stück, zusammenhängen. Auch beginnt nach der erfindungsgemäßen Maßnahme die Polymerisation der erhaltenen zylindrischen oder prismatischen Körper praktisch, wenn deren Wand die vorbestimmte Sicke erreicht hat.

Das Verfahren nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß eine fasrige !Trägerstruktur, die vorher mit synthetischem Harz imprägniert wurde, auf einen langen, sich kontinuierlich drehenden Dorn aufgebracht wird; diese Faserträgerstruktur durch kontinuierlichen Zug längs der geometrischen Achse dieses Dorns bewegt wird und daß kontinuierlich um die so gebildete Trägerstruktur andere Faserelemente gleicher Art, die vorher mit dem gleichen oder einem anderen synthetischen Harz imprägniert wurden, gerollt oder gewickelt werden, wobei diese Elemente einander unter Bildung einer Lage der gewünschten Dicke Überlappen und/oder überlagern; daß die Außenfläche dieser Schicht zur Eliminierung möglicher verborgener Luftblasen zusammengedrückt wird; daß die Abmessungen der in der Herstellung begriffenen Hohlkörper gemessen, kalibriert und gegebenenfalls korrigiert werden, daß der Hohlkörper zum Erreichen der Polymerisation behandelt wird, daß Harz ausgehärtet und gehärtet wird und der so erhaltene kontinuierliche Hohlkörper in vorbestimmte Längen geschnitten wird.

Vorzugsweise wird vor der Bildung der genannten Faserträgerstruktur ein Basisüberzug auf den Dorn aufgebracht,

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der die Verschiebung der Trägerstruktür über den Dorn erleichtert, wobei es möglich wird, dem Basisüberzug eine gewisse Außengestalt zu verleihen, die das Erreichen eines kontinuierlichen Hohlkörpers entsprechender Gestalt bedingt, wobei gewünschtenfalls dieser Basisüberzug später beseitigt wird.

Vorteilhaft kann diese Faserträgerkonstruktion, die ganz oder teilweise die Außenfläche des Dornes abdeckt, aus Elementen kontinuierlicher Art, wie Garn, Gewebe, Gaze, etc. gebildet sein.

Vorzugsweise richtet sich die Erfindung auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung. Sie besteht im wesentlichen aus reiner mechanisch angetriebenen Drehscheibe, die sich in der einen oder anderen Richtung bei variabler Geschwindigkeit dreht und auf wenigstens einer ihrer .Seiten mit Einrichtungen zum Zuführen fasriger Elemente kontinuierlicher Art an einen langen Dorn ausgebildet ist, der einteilig mit dieser Scheibe ist und zentral bezüglich dieser angeordnet ist, wobei seine geometrische Achse senkrecht zu der der Scheibe ist und der Umfang der letzteren mit einer Vielzahl von Führungseinrichtungen versehen ist, die so ausgelegt sind, daß sie kontinuierliche Paserelemente von einem Vorrat zuführt, so daß, wenn die Scheibe sich dreht, sie in einen ein synthetisches Harz enthaltenden Behälter tauchen können, wobei der Behälter direkt unterhalb der Scheibe angeordnet ist; der Dorn hat eine Querschnittsgestalt entsprechend der Querschnittsgestalt des gewünschten Endproduktes; die Vorrichtung weist weiter auf: Einrichtungen zum Zuführen anderer kontinuierlicher vorher mit synthetischem Harz imprägnierter fasriger Elemente an den Drehdorn in der

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Zone, in der der Dorn bereits von der fasrigen Trägerstruktur abgedeckt ist, wobei Zweck dieser Einrichtungen darin zu sehen ist, diese anderen fasrigen Elemente unter Überlagerung oder Überlappung zu rollen oder zu wickeln, um eine Lage bestimmter Dicke auf der fasrigen Trägerstruktur zu erhalten; Einrichtungen zum Ausüben einer Zusammendrückungskraft auf die Außenfläche des in der Herstellung begriffenen Hohlkörpers, um so verborgene Luftblasen, während der Körper über diesen Dorn vorgeführt wird, zu beseitigen; Einrichtungen zum Kalibrieren der Abmessungen des Hohlkörpers, während dieser während der Herstellung vorgeschoben wird und hierbei noch auf dem Dorn verbleibt; Einrichtungen zur Durchführung der Polymerisation, zum Aushärten und Härten des Harzes, Einrichtungen, um das vordere Ende der fasrigen zunächst auf dem Dorn hergestellten Trägerkonstruktion einem Zug auszusetzen, um den Vorschubsbeginn der Trägerstruktur über die Länge des Dorns hervorzurufen, wobei diese Zieheinrichtungen kontinuierlich während der Herstellung und mit geringem Druck auf die Außenfläche des fertigen Hohlkörpers zur Wirkung kommen, um diesen selbsttätig über die Länge des genannten Dorns in Bewegung zu halten; und schließlich Schneideinrichtungen, die zu bestimmten Augenblicken zur Wirkung kommen, um so vorbestimmte Längen des fertigen kontinuierlichen Hohlkörpers zu erhalten.

Zweckmäßig weist die Drehscheibe auch Einrichtungen zum Zuführen eines Materials, dessen Zweck es ist, einen G-rundüberzug um den Dorn zu bilden, um das Verschieben der Faserstruktur diesem gegenüber zu erleichtern; und Einrichtungen zur Durchführung von Polymerisation, Aushärten und Härten des synthetischen Harzes durch Heizelemente auf, die innerhalb und/oder außerhalb des Domes ange-

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- 5 ordnet sind.

Zur Verbesserung des Hohlkörpers und als Endstufe im Herstellungsverfahren ist es erfindungsgemäß weiterhin noch möglich, einen kontinuierlichen und gleichförmigen Überzug aus synthetischem Harz auf die Innenfläche des Hohlkörpers aufzubringen.

Dieser neue Überzug aus synthetischem Harz, der aufgebracht wird, sobald die Innenfläche des fertigen Hohlkörpers nicht mehr in Kontakt mit dem formenden Dorn steht, imprägniert dann die gesamte Innenfläche des Hohlkörpers mit einem Überzug aus synthetischem Harz, der den Charakteristiken entsprechend dem fertigen Hohlkörper entspricht.

Kurz gesagt, umfaßt die Applikatoreinrlchtung einen Harzabgabekopf zwischen dem Austrittsende des formenden Dorns und dem Zugmechanismus zum Ziehen des in der Herstellung begriffenen Hohlkörpers, wobei der Kopf einen kontinuierlichen und gleichförmigen Überzug aus synthetischem Harz auf die Innenfläche des in der Herstellung begriffenen Hohlkörpers abscheidet, wobei dieser Abgabekopf mit synthetischem Harz über eine wärmeisolierte Leitung, die den Dorn in Längsrichtung durchsetzt, beaufschlagt wird, dessen anderes Ende mit einer Zumeßpumpe und mit einem Behälter versehen ist, in den das zu gebrauchende synthetische Harz gegossen wird.

Selbstverständlich können gewisse Meßelemente vorgesehen sein, um gleichförmig das Harz auf die gesamte Innenfläche des hergestellten Hohlkörpers zu verteilen

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- 6 oder abzugeben.

Um Polymerisieren und Aushärten dieses neuen Harz-Innenüberzuges sowie der vorherigen Überzüge zu beschleunigen, können andere innere und/oder äußere Heizelemente in Fortsetzung der neuen Innenimprägnierungseinrichtungen vorgesehen sein, die nicht in Kontakt mit den Oberflächen des Hohlkörpers gelangen.

Beispieleweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen:

Fig. IA eine schematische Darstellung einer Ausführungsform nach der Erfindung ist;

Fig: IB zeigt perspektivisch eine praktische Verwirklichungsform der Erfindung, gesehen von dem Ende, an dem das Fertigprodukt austritt;

Fig. 2 zeigt in größerer Darstellung Drehscheibe und

Formdorn und läßt auch Einrichtungen zum An-. trieb der Drehscheibe erkennen;

Fig. 3 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 2, jedoch von der anderen Seite der Vorrichtung und zeigt die Anordnung der Drehscheibe;

Fig. 4 zeigt perspektivisch in größerer Darstellung den Dornteil einer Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. 5 zeigt in einer anderen perspektivischen Dar-

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stellung einen' Teil des Zugmechanismus zur Entfernung des hergestellten Körpers und läßt den T_eil des Mechanismus, der dem Dorn nach der Erfindung am weitesten benachbart ist, erkennen;

Fig. 6 ist eine Detaildarstellung der Backenplatten zum Ziehen des hergestellten Körpers, die Teil des Mechanismus der Fig. 5 bilden und wobei die Anordnung dieser Backen in der genannten Platte dargestellt ist;

Fig. 7 und 8 zeigen perspektivisch und im Detail die Betätigung der Backenplatten während der Punktion der Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 9 ist eine Darstellung des Antriebsystems einer der Backenplatten des Mechanismus zum Entfernen des fertigen Hohlkörpers.

Nach Fig. IA, ist A das Lagergestell, welches die Drehscheibe 2 trägt, welche auf der einen oder auf beiden ihrer Seiten Trägerbügel 7 für Spulen aus kontinuierlichen Fasern trägt und zusätzlich einige ringförmige Elemente 5, 3' aufweist. Im unteren Teil unter den ringförmigen Elementen 3, 3¹ ist ein erster Behälter D für Kunstharz angeordnet. Teil des Mittelteils der Scheibe 2 bildet ein röhrenförmiger Dorn 5, dessen Außenfläche mit Faserführungseinrichtungen 12 versehen ist, wobei nahe an diesen in dem ersten Drittel der Länge ein G_erüst S zum Lagern - drehbar auf Wellen 40 - anderer Spulen kontinuierlicher Fasern vorgesehen ist , welche gegen den Dorn 5 durch eine Führung & geführt sind. Die

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letztgenannten kontinuierlichen Fasern werden, bevor sie auf den Dorn 5 aufgebracht werden, in dem in einem anderen Behälter D enthaltenen synthetischen Harz imprägniert. Im zweiten Drittel der Länge des Domes 5 ist eine schematisch bei C dargestellte Meßlehreneinrichtung vorgesehen und in deren Fortsetzung und immer gegen das Ende, wo das Fertigprodukt austritt, sind einige Heizeinrichtungen 6· zum Polymerisieren und Härten des synthetischen Harzes vorgesehen ( es können auch oder alternativ andere innere in Fig. 1 nicht dargestellte Heizeinrichtungen vorgesehen sein). In Fortsetzung des Domes 5 ist ein Zugmechanismus zum Ziehen des Fertigproduktes, bestehend aus zwei Spindeln 17 und 18 ( von denen nur die mit 17 bezeichnete dargestellt ist ), vorgesehen, die jeweils in stirnseitig angeordneten Ständern 16, 16· drehgelagert sind, und zwischen diesen beiden Spindeln können sich in weiter unten zu beschreibender Weise zwei Ziehplatten 21, 21* bewegen, welche jeweils aus zwei Teilen bestehen, von denen der eine, ein fester Teil, konzentrisch drehbar hierzu einen zweiten beweglichen Teil aufweist, der auf einer seiner Flächen eine Vielzahl von Greifbacken aufweist, die gegen die Außenfläche des fertigen Produktes gesetzt werden. Jede der genannten Spindeln 17, 18 hat ein Gegenuhrzeigersinn-Gewinde in jeder seiner beiden Hälften, eine Zone 19 ohne Gewinde verbleibt hierbei im zentralen Teil.

Die Fig. 1 B - 3 der Zeichnungen zeigen genauer eine Vorrichtung nach der Erfindung, bestehend aus einer Drehscheibe, welche in einem Gestell A drehgelagert ist, wobei die Scheiben einheit in Fig. IB mit 1 bezeichnet ist und aus einer ersten Trägerscheibe 2

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( siehe Pig. 2 und 3) großen Durchmessers und einem Paar ringförmiger Elemente 3» 3¹ besteht, welche parallel und im Abstand zueinander bezüglich der Scheibe 2 angeordnet sind, wobei der Innendurchmesser dieser ringförmigen Elemente 3» 3¹ in etwa gleich dem Durchmesser der Scheibe 2 ist, wobei das Element 3 fest bezüglich der Scheibe 2 gelagert ist und das Element 3¹ fest bezüglich des Elementes 3 mittels Trägerorganen 4, 4¹ gelagert ist. Mittig von dieser Scheibe 1 vorstehen gewisse formende Dornausbildungen, bestehend aus einem röhrenförmigen Element 5» welches an einem seiner Enden fest mit der Scheibe 2 verbunden ist und hierbei vorkragend gelagert ist. Das Innere dieses Dornes 5 ist mit Heizeinrichtungen 6 geeigneter Bauart versehen, beispielsweise einem Infrarot-Heizelement oder dergleichen zu weiter unten zu beschreibenden Zwecken.

Die Scheibe 2 trägt auf wenigstens einer ihrer Seiten ( und auf beiden nach der dargestellten Ausführungsform ) eine Vielzahl von Trägerarmen 7, wobei jeweils ein Paar hiervon eine Spule mit äner Rolle kontinuierlichen fasrigen Elementes ( nicht dargestellt ) enthält, während der Umfang der ringförmigen Elemente 3, 3' mehrfach Führungseinrichtungen 8, 8' trägt, die so ausgelegt sind, daß sie diese kontinuierlichen Faserelemente von dBr Seite der Scheibe 2 der ringförmigen Elemente 3, 3¹ gegen die andere Seite dieser Elemente zum Dorn 5 führen.

Die gesamte vorbeschriebene Drehscheibeneinheit 1 einschließlich Dorn 5 wird im Gestell A drehgelagert und ( Fig. 2) durch einen Elektromotor 9 in Drehung versetzt, dessen Ausgangswelle eine Blockscheibe kleineren Durchmessers auf-

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weist, in deren Seheibenrille ein Transmissionsriemen IO vorgesehen ist, der eine andere Blockschere 11 antreibt, die ihrerseits den Antrieb über geeignete Einrichtungen auf die Drehscheibeneinheit 1 überträgt. Nicht dargestellte Einrichtungen sorgen für die Veränderung der Geschwindigkeit der Scheibe 1 und ermöglichen gebenenfalls die Drehrichtungsumkehr.

Es ist auch ein Behälter D ( siehe Pig. IA) direkt unter dem Umfang der ringförmigen Elemente 3> 3¹ vorgesehen, der ein synthetisches Harz enthält, wobei dieser Behälter so angeordnet ist, daß dann, wenn die Vorrichtung in Betrieb sich befindet, der in Drehung befindliche Umfang dieser Elemente 3, 3^! und somit die Führungseinrichtung 8 der durchgehenden Paser, insbesondere der untere Bogen ihrer gekrümmten Rotationsbahn,, im synthetischen im Behälter enthaltenen Harz untertauchen, wobei die Faser hierdurch bereits mit synthetischem Harz imprägniert gegen den Dorn auftaucht.

Seinerseits kann der röhrenförmige Dorn 5 eine Querschnittsgestalt entsprechend dem für das fertige Endprodukt gewünschten Querschnitt aufweisen.

Um diesen, einen Teil mit der Scheibe 1 bildenden Dorn sind Einrichtungen 12 vorgesehen, um die kontinuierliche Paser ( siehe Fig. 2 und 4) zu führen, die durch gewisse gekrümmte um den Dorn herum angeordnete Drähte etwa halbwegs über dessen Länge und hieran befestigt, gebildet sind, wobei die Drähte 12 einander derart, kreuzen, daß sie Führungsstellen für die Faser bilden und sehr eng gegen die Außenfläche des Dorns 5 angeordnet sind, so daß eine vollkommene Anlage dieser durch-

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gehenden axial auf den Dorn gegebenen Faser erreicht wird.

Links des Dorns 5 gelagert ist ein Druckelement 13, gebildet durch einen hin- und hergehenden Doppelhebel 14, im wesentlichen von gewölbter Gestalt, der schwenkbar mit seinen unteren Enden 15 an einem seitlichen Träger des Rahmens der Vorrichtung verbunden ist, wobei die sich gegenüberstehenden Enden dieses Druckelementes eine Druckrolle 160 tragen, die über ihre Enden frei drehbar in zwei gleichen Elementen, die den Doppelarm 14 bilden, gelagert ist, wobei die geometrische Achse dieser Rolle 160 in sämtlichen Bewegungsstellungen des hin- und hergehenden Doppelhebelarms 14 parallel zur geometrischen Achse des Domes 5 verbleibt. Diese Rolle 160 wird, wenn die Vorrichtung in Betrieb sich befindet, aufgrund ihres eigenen Gewichtes gegen die Oberfläche des Domes 5 oder besser gegen die direkt hierauf gebildete fasrige Trägerkonstruktion gedrückt.

In Fig. 4 erkennt man genauer die relative Lage des Dorns 5, des Heizelementes 6 innen und der Führungseinrichtung 12 sowie der Druckrolle 160 mit ihrem Doppelhebelarm 14 außen.

Hinter dem Dorn ( siehe Fig. IA und IB) 5 ist ein Ziehmechanismus zum Entfernen des hergestellten Produktes vorgesehen, der allgemein mit dem Buchstaben B bezeichnet ist. Dieser Mechanismus besteht aus einem Grundgestell, bestehend aus zwei unter Abstand zueinander angeordneten Ständern bzw. Verstrebungen 16 und 16' und zwischen denen einige lange Spindeln 17,

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angeordnet sind, von denen eine jede im Gegenuhrzeigersinn von ihrem Ende bis kurz zur Hälfte ihrer gesamten Länge mit Schraubengewinde versehen ist, wobei ein Teil 19 in der Mittelzone dieser Spindel ohne Gewinde verbleibt(Fig. IA und 5). Im Gewindeteil jeder Spindel sind bewegliche Elemente 20 gelagert, die im wesentlichen aus einigen Gewindemuttern bestehen, die nicht drehbar*sind, so daß sie in Längsrichtung über die Länge des entsprechenden mit Gewinde versehenen Teiles der Spindel in der einen oder anderen Richtung entsprechend der Drehrichtung der Spindel bewegt werden können. Zwischen jedem Paar beweglicher Elemente 20 ist eine ringförmige Ziehplatteneinheit 21 bestehend aus zwei Teilen, einem festen und einem beweglichen vorgesehen, von denen der erste Teil beider bewegl, Elemente 20 ist und von denen der zweite auf einer seiner Seiten eine Reihe von drei Greifbackeneinheiten 22 (siehe Fig. 5) zum Andrücken gegen die Außenfläche des hohlen Produktes mit einem gewissen Druck aufweist, um es durch Zug vom Dorn, während es weiter hierauf gefertigt wird, zu entfernen.

Die Greifbacken 22 sind einander gleich ausgebildet und brauchen daher nur einmal mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben werden.

Nach Fig. 6 sind die Greifbacken 22 jeder ringförmigen Platte 21 auf der Seite dieser Platte angeordnet, die dem Dorn gegenüberliegt,und zwar mit einer TJmfangstrennung zwischen diesen von 120° - allerdings lediglich eine bevorzugte Ausführungsform - und jede wird durch einen Haltbügel 23 gebildet, der beispiels-

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weise mittels Schrauben gegen die Stirnseite des drehbaren Teils der ringförmigen Platte 21 befestigt ist, wobei der Bügel in Drehung mittels eines Bolzens 25 einen kurzarmigen Winkelhebel 24 trägt, wobei einer der Arme des Winkelhebels 24 parallel zur geometrischen Achse der Vorrichtung ( oder der Bildungsbahn des Produktes ) liegt und der andere ebenfalls kurz ausgebildete Arm dieses Winkelhebels radial nach innen bezüglich der ringförmigen Platte 21 gerichtet ist.

Der erste Arm des Winkelhebels 24 hat einen Z-förmigen Arm oder Stange, deren eines Ende hierauf mittels beispielsweise einer Schraube befestigt ist, während das freie Ende ein Ende einer Schraubenzugfeder 26 aufnimmt, deren anderes Ende mit einer Stelle des Haltebügels 23 gekoppelt ist, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß in der Nicht-Arbeitsstellung jeder Greifbacke 22 die Feder 26 auf den Winkelhebel 24 so wirkt, daß sein Arm radial gegen die ringförmige Platte 21 gerichtet wird. Auf diesem radial gerichteten Arm befindet sich ein Schuh 27, der gegen den hergestellten Hohlkörper gepreßt werden kann, wobei der Schuh durch eine konkave Platte gebildet ist, deren konvexe Fläche schwenkbar mit dem Ende des Radialarmes verbunden ist.

Als Ergebnis dieser Anordnung versuchen, wenn die Greifbacken 22 der ringförmigen Platte 21 nicht in Betrieb sind, sie sich gegen die ringförmige Ziehplatte 21 durch die Wirkung der Federn 26 zu bewegen und, da der Durchmesser des scheinbaren durch die drei Jchuhe 27 ein und der gleichen Platte begrenzten Zylinders etwas geringer als die Umfangsabmessung des hergestellten Produktes CF ist, werden die Schuhe mit gewissem Druck gegen letzteres

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während des Arbeitens der Vorrichtung ( siehe Pig. 7 und 8 ) gedruckt.

Wie gesagt, die ringförmige Platte 21 hat zwei Teile, deren ersterer, ein fester Teil fest mit den Transportelementen 20 ausgebildet ist, während der aweite Teil, der konzentrisch zum ersten drehbar ist, an den Greifbacken 22 gelagert ist.

Der zweite Drehteil jeder Platte 21 der Backen wird durch eine Kette 28 ( siehe Fig. 9) in Drehung versetzt, deren unterer Teil in ein Kettenrad 29 eingreift, welches so gelagert ist, daß es in einem Ende einer horizontalen Welle 30 dreht, die an wenigstens drei Punkten unter dem Trägerrahmen der beschriebenen Zugeinrichtung aber so gelagert ist, daß .es sieh über die Länge der Welle in der einen oder anderen Richtung bewegen kann, wobei diese Welle 30 mit Kette und Kettenradtransmission ausgehend von einem Kettenrad gedreht werden kann, das im Achsbolzen der Drehscheibe 2 und des Dornes 5 gelagert ist und bezüglich der Drehscheibe 2 in dem dem Dorn 5 gegenüberliegenden Teil derart gelagert ist, daß eine Störung bezüglich der auf der Scheibe 2 oder dem in der Herstellung begriffenen Hohlkörper nicht auftreten kann. Auf diese Weise wird es möglich, daß der Drehteil jeder Platte 21 sich bei der gleichen Geschwindigkeit wie die Drehscheibe 2, der Dorn 5 und der hergestellte Hohlkörper dreht.

Auf der Welle 32 gelagert sind zwei dieser Kettenräder 291 eines unter jeder ringförmigen Platte 21, derartiger Auslegung, daß die Drehung dieser Welle auf den Drehteil

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jeder der Platten übertragen wird. Weiterhin existiert ein Hebelsystem zwischen jeder ringförmigen Platte 22 mad der zentralen Büchse, welche das Kettenrad 29 auf der für die Verschiebung sorgenden Welle lagert, wobei das Hebelsystem gebildet wird durch zwei erste Stangen 33 geeigneter Gestalt, eine auf jeder Seite der Platte 21, die mit Schrauben, beispielsweise am beweglichen Element 20 bei 34 und am oberen Ende an einem Trägerbügel der Kettenradbüchse, wie bei 35, am unteren Ende befestigt ist. Zusätzlich sind zwei andere Paare von Hebeln 36, 36 und 36', 36' vorgesehen, die an ihrem unteren Ende auch mit dem Trägerbügel der Kettenradbüchse verbunden sind und die an ihrem oberen Ende mit den Enden eines auf Rädern gelagerten Wagens verbunden sind, um längs der Oberseite eines Träger 38, der mittig im Rahmen der Ziehvorrichtung angeordnet ist, über die volle Länge des Grundrahmens und parallel zu den Spindeln 17 und 18, jedoch auf geringerer Höhe als diese zwischen den stirnseitig angeordneten Ständern 39 zu laufen.

Diese aus Ziehvorrichtung und Verbindungsgestängehebeln bestehende Einheit dient dazu, die Bewegung des Kammrades längs der Welle 30 zu erleichtern, wobei letztere gleichzeitig die vorhergehende veranlaßt, sich um so viel zu diolen, wie das Kammrad vom Träger 38 hängt, wodurch verhindert wird, daß das Gewicht des Kammrades seine glatte Bewegung längs der genannten Welle stört.

Der Motor 31 dient dazu, die Spindeln 17 und 18 beispielsweise mittels Kette und Kettenradtransmission ( siehe JFig. IB) anzutreiben. Die Funktion dieses Mechanismus ist darin zu sehen, die Drehgeschwindigkeit der Spindeln 17, 18 zu variieren und hierdurch die Verschiebungsgeschwindig-

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keit der Platten 21 zu verändern, um die Ziehgeschwindigkeit des in der Herstellung begriffenen Hohlkörpers entweder zu erhöhen oder zu vermindern.

Schließlich sind in dem Teil des Ziehmechanismus, aus dem das fertige Endprodukt austritt, gewisse Einrichtungen zum Zerschneiden des Produktes vorgesehen, die von beliebiger bekannter Bauart sein können und die nicht einen Hauptteil der Erfindung bilden und daher hier weder beschrieben noch erläutert werden.

Wieder mit Bezugnahme auf Fig. IA der Zeichnungen ergibt sich aus diesen, daß etwa unter halber Länge des Domes 5 und auf jeden Pail zwischen den Faserführungseinrichtungen 12 und der Meßlehreneinrichtung C andere Einrichtungen zum Zuführen kontinuierlicher Faserelemente vorgesehen sind, die in dieser schematischen Darstellung gebildet werden durch einen Ständer S mit gewissen Trägern 40, um verschiedene Rollen dieser fasrigen Elemente zu halten und durch eine !Führung G, um diese fasrigen Elemente dem Dorn an einer Stelle hierauf zuzuführen, wo die fasrige Basisstruktur vorhanden ist.

Diese anderen Zuführungseinrichtungen sind so ausgelegt, daß sie beispielsweise fasrige Elemente in Band-, Streifen-Fadenform oder dergleichen mit Überlappen oder Überlagern dieser Elemente oder in Anlage oder Anpressung ohne irgendein Überlappen liefern. Bevor sie der Führung G zugeführt werden, werden diese Elemente mit dem in einem zweiten hierunter angeordneten Behälter D befindlichen Harz imprägniert, wobei das Harz im zweiten Behälter von der gleichen oder einer unterschiedlichen Art zu der im ersten Behälter D ( genannt in der Erläuterung zu Fig. IA ) ist.

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Die genannte Pührung G- kann mit Einrichtungen versehen sein, die in der Lage sind, jede der hier durchgeführten Pasern zu verdrängen oder zu verschieben, so daß jede auf den Dorn entsprechend variablen Mustern oder Designs aufgebracht wird, mit dem Ergebnis, daß eine Lage von untereinander verwebten Fasern im Endprodukt erhalten wird.

Beobachtungs- und Meßeinrichtungen C sind auch um den Dorn 5 vorgesehen und schematisch in Pig. IA durch Rollen C angedeutet, die in einem vertikalen Träger um den Dorn herum derart angeordnet sind, daß sie durch Rollen auf die Außenfläche des fertigen Körpers CP aufgebracht werden und so gelagert sind, daß sie durch die Veränderungen in den Außenabmessungen der genannten Hohlkörper bezüglich eines vorbestimmten Wertes für diese Abmessung beeinflußt werden, wobei die Wahrnehmung dieser Veränderungen durch geeignete Einrichtungen entweder einer Korrektoreinrichtung an sich bekannter Art zugeleitet wird , die in die Wahrnehmungseinrichtungen selbst eingebaut sein kann und so ausgelegt ist, daß sie die ermittelten Veränderungen korrigieren, während das Material sich noch im pastenförmigen Zustand befindet oder an eine Einrichtung übertragen werden, die so ausgelegt ist, daß sie die Zuführungsrate an Pasern zum Dorn verändert und so die Dicke der Wandung des hohlen hergestellten Körpers vergrößert bzw. vermindert.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind in der Drehscheibe nicht dargestellte Einrichtungen vorgesehen, um ein Material zuzuführen, die so ausgelegt sind, daß sie einen Basisüberzug um den Dorn vor der Auf-

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bringung kontinuierlicher fasriger Elemente hierauf bilden, die dann die fasrige Trägerstruktur bilden sollen, wobei Zweck dieses Überzuges ist, die Verschiebung dieser fasrigen Trägerstruktur in Axialrichtung bezüglich da β Dornes zu erleichtern.

Der in Präge stehende Basisüberzug kann schließlich eingearbeitet in dem fertigen Hohlkörper verbleiben oder kann teilweise oder ganz zerstört werden; und um dies _kzu erreichen kann ein Bandmaterial oder Fadenmaterial in Form eines Rowing, von Gewebe, Siebgewebe etc. verwendet werden; bei diesem Material kann es sich beispielsweise um einen Streifen aus Papier, Polyäthylen oder ein Gewebe aus natürlichen oder künstlichen Fasern handeln; es kann sich auch um einen Film eines pulverförmigen oder schmierfähigen Produktes handeln.

Verwendet werden können im Handel verfügbare Glasfasern in irgendeiner ihrer verschiedenen Formen und Mengen oder irgendwelche anderen natürlichen, künstlichen oder synthetischen -Fasern, die wie das Harz und möglicherweise verwendete Füllstoffe den Charakteristiken entsprechen, welche das zu erhaltende Produkt haben soll.

Die Funktion der Vorrichtung nach der Erfindung soll mit Bezug auf die eben erwähnten Figuren gegeben werden.

Zunächst wird von Hand ein Basisüberzug auf den Dorn aufgebracht, der dazu bestimmt ist, die Bewegung der fasrigen Trägerstruktur zu erleichtern, die aus Faserrollen gebildet wurde, die in den Bügeln oder Trägern 7 der Scheibe 2 der Drehscheibe gelagert sind, wobei die Fasern von diesen

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Rollen dann ebenfalls von Hand axial über den Dorn angeordnet werden. Im Falle, daß der Basisüberzug nicht notwendig ist, werden die Fasern der Trägerstruktur direkt auf den Dorn aufgebracht.

Sobald dies geschehen ist, wird die Maschine in Gang gesetzt, die Scheibe 1-mit dem zugehörigen Dorn 5 und den Backenplatten 21 hierauf··dreht sich bei gleicher Geschwindigkeit; die letztgenannten Platten bewegen sich gleichzeitig hin- und hergehend längs der jeweiligen Gewindeabschnitte der Spindeln 17, 18; die Schuhe bewegen sich gegen die geometrische Achse der Platten während der Verschiebung jeder Platte in einer Richtung entgegengesetzt zum Dorn und diese Backen trennen sich von der geometrischen Achse dieser Platten 21, wenn letztere sich gegen den Dorn bewegen.

Auf diese Weise werden diese Trägerstruktürfasern, die axial auf den Dorn 5 von Spulen gegeben werden, die in Paaren von Bügeln oder Trägern 7 auf den Flächen der Scheiben 2 angeordnet sind, durch die Führungseinrichtungen 8, 8^f auf den Umfang der ringförmigen Elemente 3, 3' axial auf die Außenfläche des Dorns 5 aufgebracht ( oder auf den Basisüberzug, wenn ein solcher vorhanden ist), und zwar mittels der Führung 12; über diesen werden spiralförmig die faserimprägnierten fasrigen Elemente gewickelt, die von den Zuführungseinrichtungen 40 und der Führung G zugeführt werden, wobei diese Elemente mit oder ohne vollständiger oder teilweiser Überlappung aufgebracht werden.

Sobald das vordere Ende dieses so hergestellten Körpers

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von Hand durch die Einrichtungen zur Beseitigung verborgener Luft, die Meßlehreneinrichtung und die Harzpolymerisationseinrichtung auf die Backenplatten 21 gezogen werden, werden die Schuhe 27 der letzteren auf die Außenfläche des zuletzt gebildeten Körpers aufgebracht und die Vorrichtung beginnt selbsttätig zu arbeiten.

Auf diese Weise werden die von der Scheibe 2 zugeführten Fasern, sobald sie mit Harz im Behälter D imprägniert sind, axial über den Dorn in kontinuierlicher Weise angeordnefund über diesen sammeln sich ein oder mehrere Schichten von Fasern, die von S ( ebenfalls harzimprägniert ) zugeführt wurden bis die gewünschte Dicke der Hohlkörperwandung erhalten wird, wobei dieee Wanddicke mittels der Meßlehreneinrichtung C geregelt wird und das Harz ausgehend vom Aufbringen der imprägnierten Fasern auf den Dorn 5 durch das Element 6 ausgehärtet wird, welches innerhalb des Domes vorgesehen ist, um die Polymerisation des Harzes zu beschleunigen und/oder dank der auf der Außenseite des Dorns angeordneten Polymerisationseinrichtungen 6^f, so daß aufeinanderfolgend der so hergestellte Hohlkörper durch die Backenplatten 21 erfaßt wird, und alternativ in kontinuierlicher Bewegung über den Dorn 5 zu geeigneten Schneideinrichtungen

an sich bekannter Art geführt wird, die hier nicht genauer dargestellt sind, da sie nicht einen integralen Bestandteil der Erfindung bilden. Durch diese wird der kontinuierliche Körper auf die gewünschten Längen geschnitten. Auch in Fig. IA dargestellt ist ein Behälter M ( links in der Fig. ), der so ausgelegt ist,

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daß er das synthetische Harz aufnimmt, welches als Innenüberzug oder Auskleidung des hergestellten hohlen Produktes aufgebracht werden soll. Dieser Behälter M gibt das darin enthaltene Harz an eine Zumeßpumpe N, welche dieses Harz durch eine wärmeisolierte Leitung O vortreibt, die über die gesamte Länge und innerhalb des Dornes 5 sich erstreckt und außerhalb des Dornes an einem Verteilerkopf P endet, der zwischen dem Austrittsende des formenden Dornes 5 und des Mechanismus zum Ziehen des hergestellten Hohlkörpers - dargestellt rechts in der Zeichnung - angeordnet ist. Weiterhin in Achsrichtung kann hinter diesem Verteilerkopf P eine Anordnung für Innenmeßlehrenelemente R getroffen sein, die so ausgelegt sind, daß sie die gleiche Funktion wie die äußeren Meßlehrenelemente C durchführen, d. h. gleichförmig das durch P über die gesamte Innenfläche des im Herstellungsvorgang begriffenen Hohlkörpers aufgebrachte Harz verteilen.

Ähnlich werden Vorkehrungen für gewisse Heizeinrichtungen Q getroffen, die sowohl innerhalb wie außerhalb des hergestellten Produktes sich befinden, wobei deren Zweck darin besteht, die Polymerisation und das Aushärten des Harzes in der Kammer, welches vom Verteilerkopf P auf die Innenfläche des in der Herstellung begriffenen Hohlkörpers aufgebracht wurde, zu beschleunigen.

Natürlich müssen sowohl Gestalt wie Abmessungen des Harzverteilerkopfes P mit den Innenabmessungen des hergestellten Hohlkörpers übereinstimmen, wobei dieser Verteilerkopf in unmittelbarer Nähe der Innenfläche des Hohl-

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körpers angeordnet ist, um so das Aufbringen des Harzes auf seine Innenfläche zu erleichtern.

Die Aufbringung der Schicht von synthetischem Harz auf die Innenfläche des hergestellten Hohlkörpers erfolgt entsprechend den ITotwendigkeiten der Herstellung, wobei es möglich wird, die Innenfläche dieses Körpers sowohl vom ersten Augenblick dieser Herstellung wie in kontinuierlicher Weise während der gesamten Herstellung oder auch nur während .bestimmter zeitlicher Perioden je nach Bedarf zu imprägnieren.

Im Hinblick auf eine knappe Darstellung wurde die Erfindung nur anhand weniger Ausführungsformen erläutert. Änderungen und Abänderungen liegen im Rahmen der Erfindung.

Ansprüche - 23 -

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Claims (19)

1. M05212

   - 25 ANSPRÜCHE "

   /l. I Verfahren zur Herstellung zylindrischer oder \j>pismatischer Hohlkörper mit faserverstärkten synthetischen Harzen, dadurch gekennzeichnet, daß zur kontinuierlichen Herstellung mit synthetischem Harz imprägnierte Fasern kontinuierlich auf eine auf einem formenden Dorn angeordnete Trägerstruktur gewickelt werden, wobei die vorher mit synthetischem Harz imprägnierte fasrige Trägerstruktur auf einen kontinuierlich sich drehenden imprägnierten Dorn aufgebracht wird; daß durch kontinuierlichen Zug längs der geometrischen Achse dieses Dornes die genannte Faserträgerstruktur "bewegt wird; kontinuierlich um die so gebildete Trägerstruktur kontinuierlichen Faserelemente gewickelt werden, die vorher mit dem gleichen oder einem unterschiedlichen synthetischen Harz imprägniert wurden, wobei diese Elemente zur Bildung einer Lage mit der gewünschten Dicke überlappt und oder überlagert werden; daß die Außenfläche dieser Lage zur Beseitigung möglicher verborgener Luftblasen zusammengedrückt wird; daß die Abmessungen des im Herstellungsvorgang begriffenen Hohlkörpers gemessen und kalibriert und gewünscht enfalls korrigiert werden; daß der Hohlkörper zur Herbeiführung der Polymerisation, des Aushärtens und Härtens des Harzes behandelt wird und daß der so hergestellte Hohlkörper in Abschnitte bestimmter Länge geschnitten wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Bildung der fasrigen Trägerstruktur ein Basisüberzug aus einem geeigneten Material auf den Dorn zur Erleichterung der Verschiebung der Faserträgerstruktur über den Dorn aufgebracht wird.

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3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Basieüberzug eine gewählte Außengestalt, die dann im fertigen Hohlkörper reproduziert wird, verliehen wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Basisüberzug eingearbeitet im Fertigprodukt verbleibt bzw. als Abfall beseitigt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gebildete fasrige Träger- oder Unterstruktur aus Elementen kontinuierlicher Art wie Garnen, Geweben, Gaze, Fiberglas und dergleichen gebildet wird.
6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fasrige Trägerstruktur vollständig oder teilweise in ümfangerichtung die Außenfläche des Dornes überdeckt.
7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende dieser fasrigen auf dem Dorn ausgebildeten Trägerstruktur von Hand bei Beginn der Herstellung bis zu Abzieheinrichtungen, welche die Trägerstruktur über die Länge des Dornes bewegen, gezogen wird, wobei dieser Vorschub infolge Zugs hernach selbsttätig und kontinuierlich vorgenommen wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fasrigen kontinuierlich über die gebildete Trägerstruktur gewickelten Elemente die Form von Fäden, Roving,

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   - 25 Bändern oder streifen aufweisen.
9. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Ver fahrensschritte:

   Zuführen eines synthetischen Harzes gegen das Innere des im Herstellungsvorgang begriffenen Hohlkörpers vom Antriebsende des formenden Domes auf dem er hergestellt wird;

   Aufbringen dieses Harzes gegen die Innenfläche des hergestellten Hohlkörpers an einer Stelle, die eng benachbart dem Austrittsende des formenden Dorns und hinter diesem sich befindet, derart, daß ein kontinuierlicher und gleichförmiger Überzug adäquater Dicke auf dfeser in Bewegung befindlichen Innenfläche gebildet wird; und daß die Polymerisation beschleunigt wird und die neue Harzinnenfläche ausgehärtet wird, bevor der durchgehende in Bewegung sich befindliche Hohlkörper die Greifeinrichtungen, die ihn während der Herstellung vorschieben, erreicht.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Harzinnenüberzüges gesteuert wird, indem die Stromspeisung zu den Applikator einrichtungen geregelt wird.
11. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine mechanisch angetriebene Drehscheibe, die in der einen oder anderen Richtung bei variabler

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    Geschwindigkeit drehbar ist, wobei wenigstens eine ihrer Flächen mit Einrichtungen zum Zuführen kontinuierlicher Faserelemente auf einen mit der Scheibe fest verbundenen langen Dorn versehen ist, welcher mittig hierzu angeordnet ist, wobei seine geometrische Achse senkrecht zur Ebene dieser Scheibe vorgesehen ist und der Umfang dieser Scheibe mit einer Vielzahl von Führungseinrichtungen versehen ist, um diese durchgehenden Faserelemente zu richten, derart, daß sie, während die Scheibe sich dreht, _tin einem synthetisches Harz enthaltenden und unmittelbar unter der Scheibe angeordneten Behälter untertauchen können, wobei die Querschnittsgestalt dieses Dorns von der QuerBchnittsgestalt des gewünschten Endproduktes abhängt; durch Einrichtungen zum Zuführen vorher mit synthetischem Harz imprägnierter kontinuierlicher Faserelemente an diesen Drehdorn in einer Zone, die bereits diese Faserträgerstruktur trägt, wobei diese Einrichtungen so ausgelegt sind, daß sie diese kontinuierlichen Faserelemente unter Überlagerung oder Überlappung zurErreichung einer Schicht vorbestimmter Dicke auf der genannten Faserträgeretruktur wickeln; durch Einrichtungen zum Ausüben einer Druckkraft auf die Außenfläche des in der Herstellung begriffenen Hohlkörpers zur Beseitung verborgener Luftblasen während des Vorschubs dieses Hohlkörpers; Einrichtungen zum Bemessen und Kalibrieren der Abmessungen des Hohlkörpers in seinem Vorschub während der Herstellung; Einrichtungen zur Herbeiführung der Polymerisation, des Aushärtens und Härtens des Harzes sowie Einrichtungen, die das vordere Ende dieser zunächst auf dem Dorn hergestellten Faserträgerstruktür ausziehen, um mit seiner Verschiebebewegung über die Länge zu beginnen, wobei diese Einrichtungen im Herstellungsvorgang gegen die Außenfläche des kontinuierlich hergestellten Hohlkörpers ge-

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    preßt sind, um selbsttätig den in Bewegung befindlichen Hohlkörper über die Länge des Dornes in Bewegung zu halten; und durch üchneideinrichtungen, die so ausgelegt sind, daß sie zu vorbestimmten Augenblicken in Tätigkeit gesetzt werden, um vorbestimmte Längen vom fertigen kontinuierlichen Hohlkörper zu erhalten.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe auch Einrichtungen zum Zuführen eines Materials, das bestimmungsgemäß einen Basisüberzug um den Dorn bildet, aufweist, derart, daß die Verschiebung der fasrigen Trägerkonstruktion hierüber erleichtert wird.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 ader 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen im Dorn vorgesehen sind, um eine vollkommene Aufbringung der kontinuierlichen von der Scheibe auf den Dorn zugeführten Elemente hierauf zu erreichen.
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionseinrichtungen dauernd sich auf den Außenumfang der Außenfläche des Hohlkörpers während dieser durch diese Einrichtungen geführt wird, einstellen.
15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14» dadurch gekennzeichnet, daß die Meßlehreneinrichtungen ^ede einzelne der Gestaltveränderungen des Hohlkörpers wahrnehmen, verifizieren und die notwendigen Korrekturen befehlen.
16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15»

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    dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Herbeiführung Ton Polymerisation , Aushärten und Härten des synthetischen Harze gebildet werden durch Heizelemente, die innerhalb und/oder außerhalb des Domes angeordnet sind.
17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet durch Abscheidungseinrichtungen, die das synthetische auf das Innere des Hohlkörpers aufzubringende Harz enthalten; Zumeßpumpenausbildungen, die von dieser Abscheideeinrichtung beaufschlagt werden und so ausgelegt sind, daß sie dieses Harz in einstellbarem Pluß an eine Lieferleitung geben, die innerhalb des formenden Bornes und in Axialrichtung hierzu angeordnet sind, wobei diese Leitung von der Zumeßpumpenausbildung ein gewisses Stück über das Ausgangsende des formenden Dornes hinaus sich erstreckt; durch Harzverteilungseinrichtungen, die in FLuidverbindung mit der Leitung stehen und so ausgelegt sind, daß sie das synthetische Harz auf den gesamten Innenumfang des im Herstellungsvorgang begriffenen Hohlkörpers kontinuierlich und gleichförmig aufbringen; und durch zweite Einrichtungen zur Beschleunigung der Polymerisation und des Aushärtens der innerhalb des Körpers gebildeten Harzschicht, die zwischen der Verteilereinrichtung und der Greifereinrichtung zum Ziehen des im Herstellungsvorgang begriffenen Hohlkörpers angeordnet sind.
18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung zum Beschleunigen der Polymerisation und des Härtens des inneren Harzüberzuges innerhalb und/oder außerhalb des im Herstellungsvorgang begriffenen Körpers vorgesehen ist .

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19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß diese innen angeordnete Leitung für den Transport des Harzes wärmeisoliert ausgebildet ist.

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