DE1504771C - Verfahren zur Herstellung eines BoI zens oder Stabes aus glasfaserverstärktem Kunststoff und Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bolzens oder Stabes aus glasfaserverstärktem Kunststoff, der mindestens an einem Ende eine Befcstigiingsarmatur in Gestalt einer metallischen, mit eingedrückten Vertiefungen versehenenHülse aufweist.

Es ist bekannt, Bolzen oder Stäbe aus glasfaserverstärktem Gießharz herzustellen und sie als hochwertige, isolierende, unmagnetische Verbindungselemente, /.. B. zum Zusammenpressen von Eisenkernen im Transformatoren- und Elektromaschinenbau, zu verwenden.

So hat man beispielsweise die Bolzenlöcher des zusammenzupressenden Eisenkernes nach Einbringen der Glasfaserverstärkung zusammen mit auf beiden Seiten des Eisenkernes aufgesetzten Formen für die Bolzenköpfe mit aushärtbarem Niederdruckharz, vorzugsweise Epoxydharz, ausgegossen. Oder man hat ohne oder mit einem Bolzenkopf vorgefertigte Bolzen aus glasfaserverstärktem Epoxydharz in die Bolzenlöcher eingeführt und zwei Bolzenköpfe bzw. nur einen mittels entsprechender Formen angegossen. Die so hergestellten Verbindungselemente weisen zwar eine ausreichende Zugfestigkeit im eigentlichen Bolzen, nicht aber an den angegossenen Bolzenköpfen auf, auch wenn sich die Glasfaserverstärkung bis in die Bolzenköpfe erstreckt. Insbesondere aber ist das Ausgießen der Bolzenlöcher mit dem glasfaserverstärkten Gießharz, sowie auch das Angießen der Bolzenköpfe sehr umständlich, zeitraubend und aufwendig, zumal es ja am fertig aufgebauten Eisenkern erfolgen muß.

Diese Nachteile hat man dadurch zu vermeiden versucht, daß man die aus glasfaserverstärktem Epoxydharz für sich hergestellten, an einem Ende einen Kopf aufweisenden Bolzen mit einem Schraubengewinde versehen hat, das eingeschnitten oder eingeschliffen wird. Bei dieser Art der Gewindeherstellung durch eine spanabhebende Bearbeitung werden aber die Glasfasern im Bereich des Gewindes durchgetrennt, so daß die Festigkeit der Gewindegänge stark herabgesetzt wird.

Wohl ist es schon bekannt, metallische Hülsen mit Einkerbungen zur Verbindung von elektrischen Leitern, insbesondere Leiterseilen miteinander zu verwenden. Bei diesen sogenannten Kerbverbindern wird das Leitermaterial — in der Regel Kupfer — über die Fließgrenze hinausgedrückt und verformt, um eine gute Verbindung zwischen der Hülse und den Leitern herzustellen. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung soll dagegen eine solche Verformung der Glasfasern gerade vermieden werden, weil sie zu einer Verringerung der Festigkeit des Bolzens führen würde. Das Verfahren gemäß der Erfindung hat auch wesentliche Vorteile gegenüber einem vorbekannten Verfahren zur Herstellung eines Bolzens aus glasfaserverstärktem Kunststoff, der mindestens an einem Ende eine Befestigungsarmatur in Gestalt einer metallischen, mit eingedrückten Vertiefungen versehenen Hülse aufweist. Denn bei den gemäß diesem vorbekannten Verfahren hergestellten glasfaserverstärkten Gicßharzbolzcn befindet sich der Glasfaserstran« nur im Kern oder in der Seele des Gießharzes, und das Gießharz wird in die als Befestigungsarinatiir dienende Hülse eingegossen. Derartige glasfaserverstärkte Gießharzliolzcii haben nicht eine derart erhülilc Festigkeit im Bereich der iiefestigimgsarmalur wie die nach dem Verfahren der Erfindung hcir.estclllcn ",lasfaserverstärkten Bolzen oder Stäbe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu finden, die eine Fertigung eines Bolzens oder Stabes der in Rede stehenden Gattung ermöglichen, der über seinen ganzen Querschnitt mit Glasfasern verstärkt ist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Glasfaserstrang von entsprechender Länge mit dem flüssigen Kunststoff, z. B. Epoxydharz, imprägniert wird, darauf der

ίο imprägnierte Glasfaserstrang in ein als Formteil dienendes, ihn eng umschließendes Rohr und in die metallische Hülse bzw. Hülsen eingebracht und zusammen mit dem Rohr und der bzw. den Hülsen in eine Form eingelegt wird, in der die Vertiefungen in die Hülse bzw. Hülsen eingedrückt werden, und daß anschließend der Kunststoff ausgehärtet wird. Vorzugsweise werden die Stärke des imprägnierten Glasfaserstranges und der Innendurchmesser des Rohres und der Hülse bzw. Hülsen so gewählt, daß beim Einführen des Stranges in das aus dem Rohr und der Hülse bzw. den Hülsen bestehende hohle Gebilde der überschüssige Kunststoff abgestreift wird. Die Vertiefungen werden zweckmäßig so eingedrückt, daß der die einzelnen Glasfasern umgebende Kunststoffilm durch den bei der Herstellung der Vertiefungen ausgeübten Druck nahezu vollständig verdrängt wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vertiefungen jeweils immer an zwei radial einander gegenüberliegenden Stellen der Hülse eingedrückt werden und jeweils benachbarte Vertiefungspaare um 90° auf dem Umfang der Hülse versetzt angeordnet werden.

Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Bolzen oder Stäbe weisen eine erhöhte Festigkeit im Bereich der Befestigungsarmatur auf, so daß die Beanspruchungsmöglichkeit des ganzen Bolzens oder Stabes im Vergleich zu allen oben erwähnten bekannten Anordnungen erheblich und auf einfache Weise erhöht wird.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend geschilderten Verfahrens. Sie ist gekennzeichnet durch zwei mit einstellbarem Abstand voneinander auf einem Fundament befestigte Formteile, in die die metallischen Hülsen und die Enden des'als Formteil dienenden, nicht metallischen Rohres einlegbar sind, und durch in den Formteilen vorgesehenen Bohrungen, in die Preßstifte zum Eindrücken der Vertiefungen in die Hülsen einführbar sind.

In den Fi g. 1 und 2 ist in zwei um 90° versetzten Längsschnitten ein nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellter Bolzen dargestellt, der an beiden Enden eine Befestigungsarmatur in Gestalt eines Schraubengewindes aufweist. Mit 11 ist ein Hartpapierrohr bezeichnet, an dessen beiden Enden sich zwei metallische, z. B. aus Stahl bestehende Hülsen 12 und 13 anschließen. In dieses hohle Gebilde 11, 12, 13 ist glasfaserverstärktes Epoxydharz 14 eingebracht. Die Glasfasern verlaufen in Richtung der Bolzenachsc, wie dies durch die in 14 eingezeichneten Striche angedeutet ist. Das Einbringen des glasfaserverstärkten Epoxydharzes erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß der vorher mit dem Harz getränkte, imprägnierte Glasfaserslrang entsprechender Stärke

und Länge in das Gebilde 11, 12, 13 hineingezogen wird. Jede von ilen beiden Hülsen 12 und 13 weist mehrere, /.. B. sechs eingedrückte Vertiefungen auf.

Claims (5)

1. 3 4

   Diese Vertiefungen, von denen die an der Hülse durch den dabei angewandten Druck an den bctrcf-12 befindlichen mit 15 bis 20 bezeichnet sind, sorgen fenden Stellen nahezu vollständig verdrängt wird. In für eine besonders feste Verbindung zwischen dem den Zwickeln zwischen den -aneinanderliegenden glasfaserverstärkten Epoxydharz 14 und den beiden Glasfasern verbleibt natürlich noch Harz. Vor dem Hülsen 12 und 13 nach Aushärtung des Harzes. Die 5 Aushärten des Harzes werden nun die Vertiefungen Vertiefungen 15, 16 bzw. 17, 18 bzw. 19, 20 liegen in die Hülsen eingedrückt. Zu diesem Zweck sind in jeweils radial einander gegenüber; letztere sind aber dem Formteil 26 die in der Zeichenebene liegenden um ?0° auf dem Umfang der Hülse 12 versetzt an- Bohrungen 36 bis 39, die das Eindrücken der Vergeordnet. Von den sechs an der Hülse 13 befind- tiefungen 15 bis 18 (s. Fig. 1) ermöglichen, und zwei liehen Vertiefungen sind in Fig. 1 nur vier zu sehen, io senkrecht zur Zeichenebene stehende, nicht sichtdie mit 21 bis 24 bezeichnet sind. Diese sechs Ver- bare Bohrungen für das Eindrücken der um 9()'^J Vertiefungen sind in der gleichen Art an der Hülse 13 setzten Vertiefungen 19, 20 (s. Fig. 2) vorgesehen, angeordnet wie die Vertiefungen 15 bis 20 an der Entsprechende Bohrungen 40 bis 43 hat der Formteil Hülse 12. Außen auf die beiden Hülsen 12 und 13 27 für das Eindrücken der Vertiefungen 21 bis 24 sind Gewinde aufgeschnitten. 15 der Hülse 13 (Fig. 1). Von den beiden Bohrungen,

   Die Fig. 3 und 4 zeigen in zwei Schnitten ein die zum Eindrücken der um 90° versetzten Vertie-Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zum Her- fungen dieser Hülse dienen, ist in Fig. 3 nur eine stellen der Bolzen oder Stäbe gemäß der Erfindung. mit 44 bezeichnete sichtbar. Zum Eindrücken der Diese Vorrichtung besteht aus einem Fundament 25, Vertiefungen 15, 16 (s. Fig. 1) werden der in Fig. 5 auf dem zwei Formteile 26 und 27 ruhen, ersteres in 20 dargestellte Stempel 45 mit dem auswechselbar in Längsrichtung in einer Führungsnut 28 verschiebbar ihm befestigten Preßstift 46 in die Bohrung 36 und und mittels eines Schraubenbolzens 29 in dem jeweils der in F i g. 6 dargestellte Preßstift 47, der in einer gewünschten Abstand von dem anderen Formteil 27, Lagerplatte 48 befestigt ist, in die Bohrung 37 eingegeben durch die Länge des herzustellenden Bolzens, geführt.

   feststellbar. Sowohl der Formteil 26 wie auch der 25 Der Stempel 45 sitzt in einer Presse, die den Stem-Formteil 27 ist zweiteilig ausgebildet mit horizontal pel 45 mit dem Preßstift 46 nach unten drückt, wähliegenden Trennfugen 30 bzw. 31. Die beiden Half- rend gleichzeitig der Preßstift 47, dessen Lagerplatte ten jedes Formteiles werden durch nicht dargestellte 48 in der Nut 49 des Rahmens 25 geführt ist, nach Schraubenbolzen zusammengehalten; in Fig. 4 sind oben gedrückt wird, so daß die Hülse 12 an den Stelzwei von den Gewindelöchern, nämlich 32 und 33 30 len, an denen die einander gegenüberstehenden zur Aufnahme dieser Schraubenbolzen zu erkennen. Preßstifte 46 und 47 aufliegen, entsprechend einge-In die geöffneten Formteile 26, 27 werden die beiden drückt wird. Danach werden die übrigen Vertiefunmetallischen Hülsen 12, 13 und die Enden des Hart- gen in der gleichen Weise nacheinander eingedrückt, papierrohres 11 eingelegt, wie dies bei dem Formteil Nach dem Eindrücken der Vertiefungen wird das 26 dargestellt ist. Der Formteil 27 ist zum besseren 35 glasfaserverstärkte Epoxydharz ausgehärtet. Nach Verständnis ohne eingelegte Hülse 13 und Hart- dem Aushärten werden nach Entfernen der Formpapierrohr gezeichnet. Das Hartpapierrohr 11 bildet teile 26 und 27 (gegebenenfalls auch des nur als also zusammen mit den Formteilen 26, 27 die Form Formteil dienenden Rohres) die aus den Hülsen 12 zur Herstellung des Bolzens, verbleibt aber im Ge- und 13 hervorstehenden Enden des Glasfaserstranges gensatz zu den letzteren am Bolzen. Nach Zusam- 40 weggeschliffen und außen auf die beiden Hülsen die mensetzen und Verschrauben der Form wird der mit Gewinde aufgeschnitten, wobei an den Stellen, an Epoxydharz getränkte, imprägnierte Glasfaserstrang denen sich die eingedrückten Vertiefungen befinden, durch eine der öffnungen 34, 35 in das hohle Ge- Lücken in den Gewindegängen entstehen, die jedoch bilde, bestehend aus der Hülse 12, dem Hartpapier- nicht stören.

   rohr 11 und der Hülse 13, hineingezogen, so daß die 45 Die nach dem Verfahren bzw. mit einer Vorrich-

   Enden des Stranges mehr oder weniger aus den öff- tung gemäß der Erfindung hergestellten Bolzen oder

   nungen 34, 35 der beiden Formteile 26, 27 hervor- Stäbe sind nicht nur zum Zusammenpressen von

   stehen. Es ist aber auch möglich, den imprägnierten Eisenkernen von Transformatoren, Meßwandlern,

   Glasfaserstrang schon vorher durch das Hartpapier- Drosselspulen und elektrischen Maschinen, sondern

   rohr 11 hindurchzuziehen und auf seine Enden die 50 ganz allgemein als isolierende und auch unmagne-

   Hülsenl2, 13 aufzusetzen, worauf dieses Gebilde in tische Verbindungs- oder Konstruktionselemente mit

   die Formteile 26, 27 entsprechend eingelegt und Vorteil verwendbar, insbesondere auch an solchen

   deren Hälften zusammengeschraubt werden. Stellen, an denen im elektrischen oder magnetischen

   Wenn es sich um die Herstellung von Bolzen han- Feld hohe Kräfte, z. B. Kurzschlußkräfte, aufgenom-

   delt, die nicht von einem Hartpapierrohr 11 umhüllt 55 men werden müssen,
   sind, wird an Stelle des Hartpapierrohres ein nur als

   Formteil dienendes Rohr benutzt, das dann nach Patentansprüche:
   Fertigstellung des Bolzens ebenso wie die Formteile

   26, 27 von dem Bolzen abgenommen, entfernt wird 1. Verfahren zur Herstellung eines Bolzens oder

   und dementsprechend auch zweiteilig ausgeführt ist. 60 Stabes aus glasfaserverstärktem Kunststoff, der

   Beim Einführen des imprägnierten Glasfaserstran- mindestens an einem Ende eine Befestigungsges in das hohle Gebilde 12, 11, 13 wird das über- armatur in Gestalt einer metallischen, mit einschüssigc Harz abgestreift; denn der Glasfaserstrang gedrückten Vertiefungen versehenen Hülse aufsoll das Gebilde ja voll ausfüllen, jedoch nur so, daß weist, dadurch gekennzeichnet, daß zudie Glasfasern beim Einziehen des Stranges in das 65 nächst ein Glasfaserstrang von entsprechender Gebilde nicht reißen. Es verbleibt daher um jede ein- Länge mit dem flüssigen Kunststoff, 1. B. LIpoxulzelne Glasfaser ein sie umhüllender Harzfilm, der bei harz, imprägniert wird, darauf der imprägnierte 1Ι1.Ύ anschließenden Herstellung der Vertiefungen Glasfaserstrang in ein als Formteil dienendes, ihn

   eng umschließendes Rohr (11) und in die metallische Hülse bzw. Hülsen (12, 13) eingebracht und zusammen mit deni Rohr und der bzw. den Hülsen in eine Form eingelegt wird,, in der die Vertiefungen (15 bis 24) in die Hülse bzw. Hülsen eingedrückt werden, und daß anschließend der Kunststoff ausgehärtet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des imprägnierten Glasfaserstranges und der Innendurchmesser des Rohres und der Hülse bzw. Hülsen so gewählt werden, daß beim Einführen des Stranges in das aus dem Rohr und der Hülse bzw. den Hülsen bestehende hohle Gebilde der überschüssige Kunststoff abgestreift wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen so eingedrückt werden, daß der die einzelnen Glasfasern umgebende Kunststoffilm durch den bei der Herstellung der Vertiefungen ausgeübten Druck nahezu vollständig verdrängt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen jeweils immer an zwei radial einander gegenüberliegenden Stellen der Hülse eingedrückt werden und jeweils benachbarte Vertiefungspaare um 90° auf dem Umfang der Hülse versetzt angeordnet werden.
5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 3 oder 4, gekennzeichnet durch zwei mit einstellbarem Abstand voneinander auf einem Fundament befestigte Formteile (26, 27), in die die metallischen Hülsen (12, 13) und die Enden des als Formteil dienenden, nicht metallischen Rohres (11) einlegbar sind, und durch in den Formteilen vorgesehene Bohrungen in die Preßstifte (46, 47) zum Eindrücken der Vertiefungen in die Hülsen (12, 13) einführbar sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen