B e s c h r e i b u n g

Die Erfindung betrifft ein Zuführorgan für fluide und feste Substanzen in eine rotierende Matrize zur Herstellung von geschleuderten, glasfaserverstärkten Rohren sowie eine zugehörige Vorrichtung.

Geschleuderte Kunststoffrohre und Verfahren zu ihrer Herstellung werden beispielhaft in der EP 360 758 A2 und CH 684 326 A5 beschrieben.

Die Wand eines solchen Kunststoffrohres wird aus einzelnen Schichten gebildet. Zur Bildung dieser Schichten werden unterschiedliche Substanzen, insbesondere Harze(Kunstharze), Harzmischungen, Füllstoffe, chemische Zusatzstoffe, Glasfasern, etc. einzeln oder in unterschiedlichen Kombinationen mit Hilfe der genannten Vorrichtung einer rotierenden Matrize zugeführt. Dabei kann die Matrize stationär drehend angeordnet sein. Die Vorrichtung, der so genannte „Feeder", mit dem Zuführorgan wird dann axial über eine Öffnung der Matrize in diese hinein geführt. Die genannten Substanzen werden entlang der Vorrichtung bis zu deren Ende, dem so genannten Feederkopf, transportiert und dort radial in die rotierende Matrize abgegeben. Auf diese Weise werden die einzelnen Wandschichten des zu erstellenden Rohres nach und nach aufgebaut.

Sind mehrere Matrizen nebeneinander angeordnet können diese zum Beschicken mit den genannten Substanzen zur Vorrichtung (zum Feeder) geführt werden oder umgekehrt.

In allen Fällen wird der Feeder aber axial in die Matrize hineingeführt und aus dieser wieder heraus. Um beispielsweise eine reine Harzschicht auszubilden wird die Harzzufuhr in das Zuführorgan (Bestandteil des Feederkopfes) bereits aktiviert, bevor das Zuführorgan die Eintrittsöffnung in die Matrize passiert hat. Nur so kann bisher sichergestellt werden, dass die entsprechende Schicht über die gesamte Länge der Matrize erstellt wird. Damit verbunden ist der Nachteil, dass Harz aus dem Zuführorgan ausläuft, bevor dieses vollständig in die Matrize verschoben ist. Der Eintrittsbereich der Matrize verschmutzt und teure Rohstoffe gehen verloren.

Analoge Probleme entstehen, wenn das Zuführorgan wieder aus der Matrize herausgeführt wird.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Schichtdicke in Axialrichtung des Rohres nicht die gewünschte Gleichmäßigkeit besitzt, da - in Axialrichtung betrachtet - unterschiedliche Substanzmengen aus dem Zuführorgan gefördert werden. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit anzugeben, wie der Schichtaufbau zur Erstellung einer Rohrwand vergleichmäßigt werden kann, wobei der genannte Materialverlust ebenso vermieden werden soll wie Verschmutzungen insbesondere im Eintrittsbereich der Matrize.

Die Erfindung geht von folgender Überlegung aus: Vorzugsweise weist das Zuführorgan mehrere Austrittsöffnungen für die jeweilige (fluide oder feste) Substanz auf. Schon aus Platzgründen sind diese Austrittsöffnungen in Axialrichtung des Zuführorgans hintereinander angeordnet. Das bedeutet, dass beim Einführen des Zuführorgans in die Matrize einige Austrittsöffnungen bereits innerhalb der Matrize liegen, während andere Austrittsöffnungen noch vor der Eintrittsöffnung der Matrize platziert sind. Bei einer solchen Position des Zuführorgans würde das erwähnte Problem auftreten, dass ein Teil des Materials noch vor Eintritt des Zuführorgans in die Matrize ausgetragen wird und verloren geht.

Dieser Nachteil lässt sich vermeiden, wenn die Austrittsöffnungen einzeln verschließbar sind. In diesem Fall können gezielt die Austrittsöffnungen freigegeben werden, die bereits die Eintrittsöffnung zur Matrize passiert haben. Die noch außerhalb der Matrize liegenden Austrittsöffnungen bleiben dagegen verschlossen.

Damit ist sichergestellt, dass die jeweilige Substanz vollständig zum Schichtaufbau der Wand des zu erstellenden Rohres genutzt werden kann. Jeder Materialverlust wird vermieden. Verschmutzungen treten nicht mehr auf. Außerdem kann die Wandstärke in Axialrichtung des Rohres vergleichmäßigt werden, da über die gesamte Axiallänge des zu bildenden Rohres eine konstante Materialmenge aufgetragen wird. In ihrer allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Zuführorgan für fluide und feste Substanzen in eine rotierende Matrize zur Herstellung von geschleuderten, glasfaserverstärkten Rohren, mit folgenden Merkmalen:

- einem stabförmigen Körper, - der Körper ist an einem ersten Ende an mindestens eine Zuführleitung für die jeweilige Substanz anschließbar, - in Verlängerung der Zuführleitung verläuft im Körper mindestens ein axial verlaufender Kanal, der an einem gegenüberliegenden Ende des Körpers endet, - vom Kanal verlaufen mehrere düsenartige Austrittsöffnungen radial durch den Körper bis zu dessen Oberfläche, - die Austrittsöffnungen sind in vorwählbarer Zahl und Anordnung ganz oder teilweise schließbar.

Das Zuführorgan kann für verschiedene Substanzen verwendet werden. Es ist besonders geeignet für die Durchleitung von flüssigen (oder viskosen) Harzen, beispielsweise ungesättigten Polyesterharzen, wie sie für gattungsgemäße geschleuderte Rohre üblich sind. Dabei kann das j eweilige Harz oder die Harzmischung als solche oder in Kombination mit weiteren Substanzen, wie Füllstoffen, Additiven (für das Harz) oder Glasfasern transportiert werden. Ebenso ist das Zuführorgan aber auch für die Durchleitung und Zuführung von festen, beispielsweise pulverförmigen Substanzen geeignet, beispielsweise reinen Füllstoffen, wie Calciumcarbonat-Pulver oder Sand (Quarzsand). Ebenso lassen sich aber beispielsweise auch geschnittene Glasfasern mit dem Zuführorgan alleine oder zusammen mit anderen Substanzen ausbringen. Der stabförmige Körper kann beispielsweise eine zylinderförmige Oberfläche aufweisen. Er kann aber auch nach Art eines Kegels oder Kegelstumpfes gestaltet sein. Beispielsweise koaxial zur Mittenlängsachse des Körpers verläuft im Körper mindestens ein Kanal, der an einem ersten Ende an eine Zuführleitung für die Substanz(en) angeschlossen werden kann und an seinem zweiten Ende (dem freien Ende des Zuführorgans) geschlossen ist. Auf diese Weise wird die Substanz von der Zuführleitung kontinuierlich zunächst in den Kanal geführt und von dort aus in mehrere düsenartige Austrittsöffnungen, die sich radial durch die Wand des Körpers bis zu dessen Oberfläche erstrecken. Dabei können die Austrittsöffnungen exakt radial verlaufen, also senkrecht zur Mittenlängsachse des Zuführorgans. Sie können aber auch geneigt angeordnet sein, beispielsweise in Zuführrichtung in die Matrize.

Erfindungsgemäß können die Austrittsöffnungen in vorwählbarer Zahl und Anordnung ganz oder teilweise geschlossen beziehungsweise geöffnet werden. Dazu stehen zahlreiche konstruktive Möglichkeiten zur Verfügung, von denen nachstehend nur einige genannt sind:

- Jede einzelne Austrittsöffnung kann mit einem Ventil ausgebildet sein. - Jede einzelne Austrittsöffnung kann mit einer Klappe oder mit einem Schieber ausgebildet sein. - Jede einzelne Austrittsöffnung kann von einem Deckel ganz oder teilweise abgedichtet werden. Ebenso können Gruppen von Austrittsöffnungen gemeinsam ausgebildet sein.

Es ist selbstverständlich, dass die entsprechenden Absperrorgane über eine Steuerung aktivierbar sein müssen, um von einer Überwachungsstation die einzelnen Austrittsöffnungen oder Gruppen von Austrittsöffnungen zum richtigen Zeitpunkt zu öffnen beziehungsweise zu schließen. Die Austrittsöffnungen können einen Kreisquerschnitt aufweisen. Ebenso ist aber auch jede andere Querschnittsform denkbar.

Die Austrittsöffnungen können entlang mindestens einer axial oder gekrümmt verlaufenden Linie hintereinander angeordnet werden.

Nach einer, nachstehend auch zeichnerisch dargestellten Ausführungsform der Erfindung verläuft auf dem Körper des Zuführorgans eine mit Öffnungen versehene Hülse, wobei der Körper und die Hülse relativ zueinander verschiebbar sind. Dabei dient die Hülse als Verschlussorgan für die Austrittsöffnungen des Körpers. Ist eine Öffnung der Hülse mit einer Austrittsöffnung des Körpers deckungsgleich kann Material austreten. Überdeckt die Hülse die Austrittsöffnung des Körpers teilweise erfolgt ein verringerter Materialaustritt. Überdeckt die Hülse die Austrittsöffnung des Körpers vollständig ist die Materialzufuhr an dieser Stelle unterbrochen.

Im Sinne der Erfindung sind die Öffnungen der Hülse so auf die Austrittsöffnungen des Körpers abgestimmt, dass diese - in Axialrichtung des Zuführorgans betrachtet - nacheinander geöffnet beziehungsweise verschlossen werden können.

Eine Ausführungsform sieht dazu vor, die Öffnungen der Hülse in Schlitzform auszubilden, wobei die Längsachse des Schlitzes in Umfangsrichtung der Hülse verläuft.

Sind beispielsweise die Austrittsöffnungen des Körpers entlang einer axial verlaufenden Linie angeordnet, während die Öffnungen der Hülse entlang einer gekrümmten Linie verlaufen (wie nachstehend in den Figuren näher erläutert) kann durch einfache Drehung der Hülse eine unterschiedliche Anzahl von Austrittsöffnungen des Körpers freigegeben beziehungsweise abgesperrt werden. Das gleiche Ziel lässt sich auch umgekehrt erreichen, wenn die Öffnungen der Hülse mit Abstand zueinander entlang einer axialen Linie verlaufen, während die Austrittsöffnung des Körpers entlang eines Kurvenabschnitts liegen.

Der Vorteil der zuletzt beschriebenen Ausführungsformen liegt darin, dass mit einem einzigen Bauteil, nämlich der Hülse, sämtliche Austrittsöffnungen des Körpers freigegeben beziehungsweise abgesperrt werden können, und zwar in unterschiedlicher Zahl und Abfolge.

Ebenso kann der Körper drehbar in einer stationär verlaufenden Hülse konfektioniert sein.

Es ist selbstverständlich, dass entsprechende Antriebsmittel zur Drehung der Hülse und/oder des Körpers vorgesehen werden müssen. Auch hierzu stehen verschiedene Möglichkeiten im Stand der Technik zur Verfügung, von denen nachstehend beispielhaft einige genannt werden:

- Hülse und Körper können über mindestens einen Zahnkranz drehbar miteinander verbunden werden. - Hülse und Körper können über ein Gestänge zueinander verschoben werden. - Hülse oder Körper können über pneumatische oder hydraulische Einrichtungen gegeneinander verschoben werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform entspricht die Zahl der Öffnungen der Hülse der Zahl der Austrittsöffnungen des Körpers. Es ist aber auch möglich, beispielsweise 2 Austrittsöffnungen des Körpers einer (gemeinsamen) Öffnung der Hülse zuzuordnen. Selbst in diesem Fall kann durch entsprechende geometrische Gestaltung der Öffnungen in der Hülse sichergestellt werden, dass die Austrittsöffnungen des Körpers nicht gleichzeitig freigegeben oder abgesperrt werden. Insoweit kann die Zahl der Öffnungen und deren geometrische Ausbildung völlig unterschiedlich zur Zahl der Austrittsöffnungen des Körpers und deren Gestaltung sein. Erfindungsgemäß kommt es ausschließlich auf den funktionalen Gesichtspunkt an, die Austrittsöffnungen nach einem vorwählbaren Schema freizugeben oder abzusperren.

Die Anordnung und Dimensionierung des Kanals und/oder der Austrittsöffnungen kann so gewählt werden, dass bei einem vorgegebenen Förderdruck (für die Substanz oder die Substanzen) ein gleichmäßiger Substanzaustritt durch alle Austrittsöffnungen erfolgt. Aufgrund eines Druckverlustes entlang der Förderleitung beziehungsweise des Kanals kann es dazu kommen, dass durch einzelne Austrittsöffnungen mehr oder weniger Material als durch andere Austrittsöffnungen austritt. Dies kann durch die erwähnte konstruktive Gestaltung des Kanals beziehungsweise der Austrittsöffnungen vermieden werden. Konkret kann die Größe der einzelnen Austrittsöffnungen (in Förderrichtung des Zuführorgans betrachtet) größer werden und/oder der Innenquerschnitt des Kanals kleiner werden.

Das beschriebene Zuführorgan ist nicht nur beim Einführen in die Matrize vorteilhaft. Die beschriebenen Vorteile können ebenso am Ende der Matrize genutzt werden, wenn die Bewegungsrichtung der Vorrichtung oder der Matrize geändert wird. Aber auch während des Weges des Zuführorgans durch die Matrize kann das Zuführorgan vorteilhaft genutzt werden, indem beispielsweise die Fördermenge reduziert oder gesteigert wird, indem einzelne oder alle Austrittsöffnungen in ihrem Austrittsquerschnitt verändert werden. Zur Erfindung gehört auch eine Vorrichtung zur Zuführung von fluiden und festen Substanzen in eine rotierende Matrize zur Herstellung von geschleuderten, glasfaserverstärkten Rohren, die mit einem Zuführorgan der genannten Art bestückt ist. Dabei ist das Zuführorgan an seinem ersten Ende an mindestens eine Zuführleitung für die Substanz(en) angeschlossen. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Steuerung, die Mittel aktiviert, mit denen die Austrittsöffnung(en) ganz oder teilweise abgesperrt beziehungsweise freigegeben werden.

Diese Vorrichtung, im Stand der Technik auch „Feeder" umfasst beispielsweise auch eine Füllstation, in der die verschiedenen Substanzen, insbesondere Glasfasern, Sand (Quarzsand), Harz, Katalysator (für das Harz), Zusatzstoffe oder weitere Füllstoffe bereitgestellt werden. Der Transport dieser Ausgangsmaterialien erfolgt durch Rohrleitungen unterschiedlicher Durchmesser entlang eines Beschickungsarms zum so genannten Kopf der Vorrichtung am anderen (freien) Ende, an dem sich unter anderem das erfindungsgemäße Zuführorgan befindet. An dieser Stelle können demnach auch mehrere erfindungsgemäße Zuführorgane oder andere Vorrichtungsteile angeordnet sein, über die andere Materialien ausgebracht werden. Beispielsweise kann der Kopf der Vorrichtung mit einer Schneideinrichtung für Glasfasergarne bestückt sein, wie sie in der WO 00/56525 beschrieben wird.

Wie bereits im Zusammenhang mit dem Zuführorgan erläutert wird die Steuerung anlagenspezifisch programmiert. Die Steuerung kann beispielsweise so sein, dass die Mittel (zum Öffnen beziehungsweise Absperren der Austrittsöffnungen) derart aktiviert werden, dass die Austrittsöffnungen, beginnend am zweiten Ende des Zuführorgans, sukzessive freigegeben werden, sobald die entsprechenden Austrittsöffnungen eine Eintrittsöffnung der zugehörigen Matrize passiert haben. Umgekehrt kann die Steuerung so sein, dass die Austrittsöffnungen, beginnend am ersten Ende des Zuführorgans, sukzessive abgesperrt werden, sobald die entsprechenden Austrittsöffnungen die Eintrittsöffnung der Matrize wieder verlassen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Merkmale der Unteransprüche sowie der sonstigen Anmeldungsunterlagen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen - jeweils in schematisierter Darstellung -

Figur 1 : Eine perspektivische Ansicht des Zuführorgans

Figur 2: Einen Körper des Zuführorgans gemäß Figur 1

Figur 3 : Eine Hülse des Zuführorgans gemäß Figur 1

Figur 4: Eine Ansicht auf das Zuführorgan von vorne

Figur 1 zeigt ein Zuführorgan, welches insgesamt das Bezugszeichen 10 trägt und ein erstes, offenes Ende 10.1 aufweist. Mit diesem Ende 10.1 ist das Zuführorgan 10 an eine nicht dargestellte Zuführleitung eines Beschickungsarms anschließbar.

Dieses offene Ende 10.1 ist auch das offene Ende eines Kanals 12, der konzentrisch zur Mittenlängsachse des in Figur 2 dargestellten Körpers 14 des Zuführorgans 10 verläuft und am gegenüberliegenden zweiten Ende 10.2 endet. Vom Kanal 12 verlaufen mehrere Austrittsöffnungen 16 radial durch eine Wand des Körpers 14 bis zu dessen zylindrischer Oberfläche 14o. Gemäß Figur 2 sind bei dem dargstellten Ausführungsbeispiel insgesamt 14 Austrittsöffnungen 16 angeordnet, und zwar jeweils 7 in zwei axial verlaufenden, nebeneinander angeordneten Reihen, wobei die Austrittsöffnungen einer Reihe etwas versetzt zu den Austrittsöffnungen der anderen Reihe liegen.

Die Austrittsöffnungen 16 weisen jeweils einen Kreisquerschnitt mit einem Durchmesser von circa 3mm auf.

Auf der Oberfläche 14o des Körpers 14 liegt eine Hülse 18, die mit insgesamt 14 Öffnungen 20 ausgebildet ist. Jede Öffnung 20 besitzt eine Schlitzform, wobei die Längsachse in Umfangsrichtung der Hülse 18 verläuft. Die Anordnung der Öffnungen 20 ist so, dass die Öffnungen 20 in eine Position gebracht werden können, bei denen sie über den Austrittsöffnungen 16 liegen.

Die Hülse 1 8 ist drehbar auf dem Körper 14 angeordnet. Dazu sind an der Hülse 18 umfangsseitig zwei radial abstehende Flansche 22 vorgesehen, an denen ein Teleskoparm 24 verschwenkbar mit einem Ende angelenkt ist. Am anderen Ende des Teleskoparms 24 ist ein Arm 26 drehbar angelenkt, der außenseitig am Körper 14 befestigt ist. Durch Veränderung der Länge des Teleskoparms 24 lässt sich die Hülse 18 auf dem Körper 14 drehen. Damit lassen sich auch die Öffnungen 20 in ihrer Zuordnung zu den Austrittsöffnungen 16 verschieben.

Wie Figur 1 zu entnehmen ist sind die schlitzartigen Öffnungen 20 entlang einer in Axialrichtung gekrümmten Linie angeordnet. Wie Figur 1 zeigt liegen dadurch einzelne Austrittsöffnungen 16 an unterschiedlichen Stellen der korrespondierenden Schlitze 20. Würde man die Hülse 18 in Pfeilrichtung P l verschieben, so würden die der Öffnung 10.1 benachbarten Austrittsöffnungen 16 unmittelbar anschließend von der Hülse 18 überdeckt und damit geschlossen. Die in Richtung auf das andere Ende 10.2 dahinter liegenden Austrittsöffnungen 16 würden dabei teilweise von der Hülse überdeckt, während die am gegenüberliegenden Ende 10.2 liegenden Austrittsöffnungen 16 noch vollständig im Öffnungsbereich der Schlitze 20 lägen.

Es ist selbstverständlich, dass bei umgekehrter Drehrichtung der Effekt umgekehrt wäre.

Auf diese Weise lassen sich beim Einführen des Zuführorgans in eine Matrize beispielsweise Austrittsöffnungen 16 an einem Ende ( 10.1 oder 10,2) öffnen beziehungsweise schließen, während am anderen Ende die Austrittsöffnungen noch geschlossen wären beziehungsweise geöffnet werden könnten.

Der Teleskoparm 24 ist an eine entsprechende motorische Antriebseinheit und eine Steuerung angeschlossen, um die gewünschte Winkelverschiebung der Hülse 18 auszuführen.