DE7331998U - Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus faserverstärktem Kunstharz - Google Patents

Description

p. Thielmanr·

Patentingenieur
Biedenkopf, Am Eschenborg 14

OTTO HEINTZ KG. , Feuer-Vollbad-Verzinkerei, 6342 Haiger/ Dillkreis

Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus faserverstärktem Kunstharz

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern, insbesondere von Flüssigkeitsbehältern, zum Beispiel Heiz Öltanks, aus faserverstärktem Kunstharz.

Es ist bekannt, Hohlkörper aus glasfaserverstärktem Kunstharz herzustellen, indem man kunstharzdurchtränkte Glasfaserstränge, sogenannte Rowings, au.' eine um eine waagerechte Achse rotierende Form, einen sogenannten Wickelkern, nach einer bestimmten Ordnung aufwickelt. Bei Behältern, die keinen sehr hohen Innendruck auszuhalten haben, wie zum Beispiel Heiz Öltanks, verfährt man dabei so, daß man zunächst einen als

Mittelteil bestimmten Formling mit kreisförmigem oder etwa ovalem Querschnitt wickelt, nach genügendem Aushärten des Kunstharzes den Wickelkern aua dem Formling entfernt und die beiden Stirnseiten mit vorgefertigten Formteilen durch Einkleben oder dergleichen Verbindungsmittel verschließt. Eine Vorrichtung zum Herstellen solcher Mittelteile für Behälter oder auch anderer derartiger Hohlkörper ist Gegenstand der Erfindung.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art besteht im wesentlichen aus einem mit einer Antriebs- und einer Fadenführungseiniichtung ausgestatteten, den Wickelkern tragenden Gestell, dem ein Harzbehälter mit Abstreifvorrichtung und eine Halterung für die Ro wings pulen zugeordnet sind«

Dabei ist bekannt, den Wickelkern so in dem Gestell zu lagern, daß er leicht und schnell herausgenommen werden kann, um die noch auf dem Wickelkern befindliche Wicklung einer Nachbehandlung, zum Beispiel einer Wärmebehandlung, zuführen zu können. Eine solche Wärmebehandlung der noch "nassen" Wicklung dient der Beschleunigung des Aushärtens nach Beendigung des Wicklungsvorganges und wird durchgeführt, um zwecks Ver- ^* kürzung des gesamten Herstellungsprozesses den Wickelkern so _? schnell wie möglich wieder freizubekommen. Insoweit gehört aucJ^ eine Einrichtung zur Wärmebehandlung der noch auf dem Wickel-^? kern befindlichen Wicklung zum Gegenstand der vorliegenden Neuerung.

Der mit einer gewissen Spannung der Rowings gewickelte Formling läßt sich nicht ohne weiteres vom Wickelkern abnehmen, zumal die Spannung noch durch die Schrumpfung des Kunstharzes

beim Aushärten erhöht wird. Die bekannten Wickelkerne sind daher so konstruiert, daß sich ihr Querschnitt durch einige Handgriffe verkleinern läßt. Zu diesem Zweck ist der Mantel des Wickelkerns entlang einer oder mehrerer achsparalleler Linien unterteilt, wobei die einzelnen Mantelteile oder -zonen durch ein Hebelgestänge gegeneinander beweglich gehalten sind.

Die bekannten Vorrichtungen sind bei Anwendung einer Temperaturbehandlung des aufgewickelten Formlinge sehr aufwendig und umfangreich. Es ist nich nur eine besondere Wärmekammer mit Zubehör erforderlich; der Wickelkern muß auch so in dem Wickelgestell gelagert sein, daß er leicht und schnell herausgenommen und eingesetzt werden kann. Andernfalls müßte man das ganze Wickelgestell zwangsläufig in die Wärmebehandlung einbeziehen.

Aber auch die bekannten zusammenklappbaren Wickelkerne selbst haben oft noch erhebliche Mangel: Durch die hohe Spannung des aufgewickelten Formlinge kommt es leicht zu Deformierungen des Wickelkerns, so daß die Formgleichheit von einer Wicklung zur anderen mit zunehmender Betriebsdauer ungenügender wird. Um diesem Nachteil so weit wie möglich entgegenzuwirken, muß man daher das Klappgestänge des Wickelkerns sehr stabil ausführen. Sein infolgedessen sehr hohes Gewicht wirkt sich nachteilig bei der Handhabung für die dem Wicklungsvorgang folgende Wärmebehandlung und den Wiedereinbau in das Wickelgestell nach Entfernen des Formlinge aus.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus faserverstärktem Kunstharz nach dem Wickelverfahren zu schaffen, bei der die vorbeschrie-

benen Mängel erheblich vermindert sind. Die Aufgabenstellung richtet sich insbesondere auf die Einrichtung zur Verkleinerung der Querschnitts des Wickelkerns, um den Formling von diesem abnehmen zu können sowie auf die Einrichtung für die Wärmebehandlung des Formlinge auf dem Wickelkern nach Beendigung des Wickelvorganges. Einmal soll vermieden werden, daß sich die Form des Wickelkerns durch die hohen Spannungen der Wicklung dauerhaft verändert, außerdem soll aber insbesondere auch die für die Wärmebehandlung des Formlinge auf dem Wickelkern erforderliche Zeit erheblich verkürzt und dieser Vorgang vereinfacht werden. Dabei soll die Vorrichtung möglichst billig in der Anschaffung, betriebssicher und problemlos in der Handhabung sein. Insbesondere soll auch der Raumbedarf für eine bestimmte Produktionskapazität gegenüber den bekannten Vorrichtungen dieser Art erheblich Gesenkt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Neuerung aus von einer Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus faserverstärktem Kunstharz nach dem Wickelverfahren mit einem in einem Wickelgestell mit Antriebseinrichtung drehbar gelagerten Wickelkern, dessen Form während des Wiekelvorgangs der gewünschten Form des herzustellenden Hohlkörper-Formlinge entspricht und zur Abnahme des genügend ausgehärteten Formlinge veränderbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird neuerungs gemäß dadurch gelöst, daß der Wickelkern aus einem der Form des herzustellenden Hohlkörpers etwa entsprechenden, jedoch kleineren und in seiner Form unveränderbaren Innenteil besteht, welches von einem als Hohlkörper aus elastischem, gas- bzw. flüssigkeitsdichtem Material ausgebildeten Mantel umgeben ist, dessen Hohlraum zur Stabilisierung der Wickelkern-Außenfläche während des Wickelvorganges

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mit einem komprimierten Gas oder einer Flüssigkeit füllbar und zur Verkleinerung des Wickfeikerns ζ weeks Abnahme des erhärteten Formlinge entleerbar ist.

Zweckmäßigerweise ist die Außenwand des Wickelkernmantels mit in Längsrichtung verlaufenden, voneinander getrennten Armierungseinlagen, beispielsweise in Form von Stahlbändern, varsehen.

Ein weiteres Merkmal der Neuerung besteht darin, daß die Gas- bzw. Flüssigkeitsfüllung des Wickelkernmantels zwecks steuerbarer Erwärmung mit einer Wärmequelle verbunden ist.

Die Neuerung wird anhand einer sie in schematisierter Darstellung beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen neuerungsgemäßen Wickelkern für die Herstellung eines zylindrischin Formlinge und Fig. 2 einen Querschnitt durch den gleichen Wickelkern.

Der in einem in der Zeichnung nicht dargestellten Wickelgestell fliegend gelagerte Wickelkern 1 besteht aus einem bei diesem Beispiel als Hohlzylinder ausgebildeten Innenteil 2 mit der Arhse und einem als elastischer Hohlkörper ausgebildeten Mantel 4. Der Hohlraum 4a des Mantels 4 besteht aus einem sich schraubenförmig um das Innenteil 2 windenden Schlauch, dessen Win düngen an der Außenseite durch eine die Wickelkernoberfläche bildende Außenwand 4b miteinander verbunden sind. In die Aussenwand 4b sind in Längsrichtung verlaufende Stahlbänder 5 als Armierung eingelegt. Diese Armierung 5 verhindert, daß sich der Mantel 4 des Wickelkerns beim Aufwickeln der harzgetränk-

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ten Faserstränge einschnürt.

Die Achse 3 des Wickelkerns ist als Doppelrohrleitung ausgebildet derart, daß in einem Außenrohr 3a ein engeres Innenrohr 3b koaxial angeordnet ist. Das Außenrohr 3a ist mit dem antriebsseitigen Ende des Mantelhohlraums 4a verbunden, während das Innenrohr 3b an das gegenüberliegende Ende des Mantelhohlraums 4a angeschlossen ist.

Diese Doppelrohrleitung 3a, 3b ist mit ihrem in dem Wickelgestell gelagerten Ende an einen in der Zeichnung nicht dargestellten, aus einem druckfesten Behälter bestehenden Ölspeicher angeschlossen, der eine an sich bekannte Einrichtung zur Erwärmung des Öls und Erhaltung einer bestimmten Öltemperatur aufweist. Der Innenraum des Ölspeichers ist mit einem in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellten Druckerzeuger verbunden, mit dem es möglich ist, innerhalb eines weiten Bereiches von einem Unterdruck bis zu einem bestimmten Überdruck den Druck im Ölspeicher und damit auch im Mantel des Wickelkerns zu verändern bzw. in einer gewünschten Höhe zu halten. In einen Kanal der Doppelverbindung zwischen dem Ölspeicher und dem Wickelkern ist eine Förderpumpe eingebaut, durch die ein gesteuerter Ölaustausch zwischen dem Wickelkern und dem Ölspeicher ermöglicht ist.

Die Funktion der neuerungsgemäßen Vorrichtung ist folgendermaßen: Der Ölspeicher und damit auch der Hohlraum 4a des Wickelkernmantels 4 wird unter Druck gesetzt, so daß die Oberfläche des Wickelkerns straff gespannt ist. Hiernach kann der Wickelvorgang beginnen. Zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Wickelvorgangs, vorzugsweise nach Erreichen einer geschlos-

senen Schicht, kann die Öltemperatur im Wickelkern durch Austausch gegen wärmeres Öl erhöht werden. Dadurch kann die Temperaturbehandlung der Wicklung zur Beschleunigung des Aushärtens bereits während des Wickelvorganges eingeleitet werden, so daß die Zeitspanne vom Ende des Wickelvorganges bis zur für die Ausformung erforderlichen Erhärtung des Kunstharzes nur noch sehr gering ist.

Zur Entfernung des Hohlkörper - F or ml ings vom Wickelkern wird der Öldruck so weit vermindert, daß der Mantel 4 des Wickelkerns sich unter Schrumpfung von der Innenfläche des Formlinge löst. Man kann dann den Formling nach der offenen Seite vom Wickelkern ohne Schwierigkeiten abnehmen.

Die Anwendung der Neuerung ist nicht auf das hier beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann für die Füllung des Wickelkernmantels statt Öl auch eine andere Flüssigkeit oder ein komprimiertes Gas verwendet werden.

Auch die Ausbildung des Wickelkernmantels im Detail kann von dem beschriebenen Ausführungsbeispiei abweichen. Sein Hohlraum kann anstatt aus einem schraubenförmig gewundenen Schlauch auch aus verschiedenen Einzelkammern bestehen, die gemeinsam an einen Flüssigkeits- oder Druckgasbehälter angeschlossen sind. Schließlich kann auch der neuerungsgemäß veränderte Wickelkern in an sich bekannter Weise so in dem Wickelgestell gelagert sein, daß er leicht austauschbar ist.

Claims (3)

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern aus faserverstärktem Kunstharz nach dem Wickelverfahren mit einem in einem Wickelgestell mit Antriebsvorrichtung drehbar gelagerten Wickelkern, dessen Form während des Wickelvorgangs der gewünschten Form des herzustellenden Hohlkörper-Formlings entspricht und zur Abnahme des genügend ausgehärteten Formlings veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkern aus einem in seiner Form unveränderbaren Innenteil (2) besteht, welches von einem als Hohlkörper aus elastischen?, gas- bzw. flüssigkeitsdichtem Material ausgebildeten Mantel (4) umgeben ist, welcher mit Rohrleitungsanschlüssen versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand des Wickelkernmantels (4b) mit in Längsrichtung verlaufenden, voneinander getrennten Armierungseinlagen (5), beispielsweise in Form von Stahlbändern, versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß die Achse (3) des Wickelkerns (1) als Doppelrohrleitung ausgebildet ist, derart, daß in einem Außenrohr (3a) ein engeres Innenrohr (3b) koaxial angeordnet ist, wobei der Hohlraum des Wickelkernmantels mit je einem Ende an diese Doppelrohrleitung (3a bzw. 3b) angeschlossen ist und daß die Doppelrohrleitung (3a, 3b) Anschlußelemente zur Verbindung mit einem Flüssigkeitsspeicher aufweist.

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