DE1579198B - Vorrichtung zum Herstellen eines Schlauches aus Gummi oder gummiahnlichen Kunststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen eines Schlauches aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen mit einer oder mehreren Verstärkungseinlagen in Form von mehrgängigen wendeiförmigen Wicklungen aus Draht, mit einem an beiden Enden drehbar gelagerten antreibbaren Dorn zur Aufnahme des Schlauches über dessen ganze Länge, einem um den Dorn koaxial mit Abstand axial verfahrbar gelagerten Führungsring

so mit über den Umfang verteilten Bohrungen zur Führung der Drähte, einer Einrichtung zum Festklemmen der Drahtenden am Anfang des Schlauches und einer axial bewegbaren Einrichtung zum Spannen der Drähte auf der dem Anfang des Schlauches abgekehrten Seite des Führungsringes.

Nach bekannten Arbeitsverfahren werden die Drähte einzeln nacheinander auf den Schlauchrohling aufgebracht und dabei durch Abbremsen an der Aufspulstelle unter der erforderlichen Zugspannung gehalten. Für die Herstellung langer Schläuche in der Größenordnung bis zu 40 m und darüber entstehen hierbei aber Ungenauigkeiten im Abstand der Drähte voneinander und auch in ihrer Spannung, die sich nicht über die ganze Länge konstant halten läßt. Dazu baut sich in den Drähten beim Abwickeln von Rollen eine unerwünschte Torsionsspannung auf, weil die Rollen ihres Gewichtes wegen von den Drähten selbst nicht zurückgedreht werden können, um dadurch den spannungsfreien Zustand wiederherzustellen.

Nach der USA.-Patentschrift 2 967 390 ist es bekannt, die einzelnen Drähte der Verstärkungseinlagen in vorher abgelängten Strängen an einem Ende auf dem Schlauchrohling zu befestigen und in einem einzigen Arbeitsgang gleichzeitig nebeneinander in wendeiförmigen Windungen aufzubringen. Da hierbei aber weder die mit dem Aufbringen auf den Schlauchrohling einhergehende Verdrehung der Drähte noch deren Neigung zum Zurückfedern in ihre von den Wickelrollene geprägte spiralige Form berücksichtigt werden, ist eine einwandfreie Drahtführung damit nicht möglich. Weitere Mangel in dem Ablauf der Drähte im Bereich des verfahrbaren Führungsringes und in der Abstützung des den Schlauchrohling tragenden Anfertigungsdornes schränken den Gebrauchswert der bekannten Vorrichtung erheblich ein und lassen Ungleichmäßigkeiten im Wicklungsmuster und Störungen oder auch Überschneidungen im Drahtablauf erwarten.

Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, die erkannten Mangel zu beseitigen und durch Einführung neuartiger Mittel zum Führen sowie zum Aufbringen und Niederhalten der Einzeldrähte auf den Schlauchrohling die Voraussetzungen zur Erzielung einwandfreier Enderzeugnisse zu schaffen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei Vorrichtungen der eingangs geschilderten Gattung erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Einrichtung zum Spannen der

Drähte aus je einem Draht zugeordneten, um ihre zur Achse des Dornes parallelen Achsen drehbaren Vorrichtungen besteht, und daß zwischen der Einrichtung zum Festklemmen der Drahtenden am Schlauchanfang und dem Führungsring eine axial verschiebbare Führungsbuchse zum Niederhalten der Drähte auf den Schlauch angeordnet ist.

Die Erfindung nimmt dem axial verfahrbaren Führungsring die ihm sonst zugemessene Bedeutung

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Klemmfeder als Spannmittel auf. Die beim Einspannen der Drähte vor Beginn und auch später während des Wicklungsvorganges selbst durch Werkstoff- und Formungenauigkeiten in den Drähten auftretenden 5 Längenänderungen können daher ebenso wie die gleichzeitig und unabhängig davon erzeugten Torsionsspannungen vollständig ausgeglichen werden.

Zweckmäßig ist der Dorn an beiden Enden synchron antreibbar. Dies bringt gegenüber dem bekanniii

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ben und abgelöst. Dieser Nachteil wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Sicherheit ausgeschlossen.

Dem Führungsring und der vorgeschalteten Führungsbuchse kann ein gemeinsamer Antriebsmotor zu deren axialem Antrieb zugeordnet werden, wobei der Antriebsmotor zweckmäßig ein über ein angetriebenes Ritzel auf eine zu dem Dorn parallel ange-

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und zeigt statt dessen den bisher vernachlässigten io ten einseitigen Antrieb den Vorteil mit sich, eine unEinfluß der vor und hinter ihm vorhandenen Spann- erwünschte elastische Verdrehung beider Dornenden und Führungsmittel auf. Sie trägt damit der praktisch gegeneinander auszuschließen. Da die sonst gespeiimmer vorliegenden Ausgangsbedingung Rechnung, cherte Torsionsspannung nach dem Stillsetzen des daß die Drähte von Wickeln oder Rollen geschnitten Antriebs sich notwendig auszugleichen sucht, würden werden und sich daher ohne Gegenmaßnahmen nie- 15 durch das unvermeidliche Zurückfedern des Dornes mais in gestreckter Lage geordnet nebeneinander die aufgebrachten Drahtlagen durcheinandergeschoführen lassen, sondern stets in ihre ursprüngliche b b Di i

gekrümmte Lage zurückzufedern suchen. Dazu kommt die im Laufe des Wickelvorganges hervorgerufene Verdrehung der Drähte um ihre Längs- 20 achse, die zur einwandfreien Führung einen Ausgleich benötigt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die erwünschte frei drehbare Führung

der Drähte gewährleistet, wobei außerdem durch die p g

dem Führungsring vorgeschaltete Führungsbuchse, 25 ordnete feststehende Zahnstange einwirkender elekfür die ein Schutz nur in Verbindung mit den übrigen trischer Synchronmotor ist.

oben aufgeführten Teilmerkmalen der Erfindung gel- ■ Für die Herstellung sehr langer Schläuche erweist tend gemacht wird, ein geordneter Ablauf der Drähte es sich als vorteilhaft, den Spannring in seinem dem auf den Umfang des Schlauchrohlings bei gleichzeiti- Maschinenbett zugekehrten Bogenabschnitt unterger zentrischer Führung des Dornes in dem kriti- 30 brochen und als offenes Kreisringsegment auszubilschen Auflaufbereich gewährleistet ist. Zu Beginn des den. Es wird damit möglich, die schon umwickelten Auf wickel Vorganges liegen die einzelnen Drähte und auch die noch freien Schlauchabschnitte durch schon um den Schlauchrohling in annähernd gleich- mehrere über die gesamte Länge der Vorrichtung mäßiger Verteilung nahezu parallel zur Schlauch- verteilte Stützglieder gegen das Maschinenbett ablängsachse ausgestreckt, und sie werden durch den 35 zustutzen und ein der Arbeitsgenauigkeit abträgan den Drahtenden vorgesehenen Spannring in Axial- liches Durchhängen zu vermeiden. Da Abweichungen richtung gleichmäßig unter Spannung gehalten. In- des angetriebenen Schlauchrohlings von der konzenfolge ihrer drehbaren Befestigung am Spannring kön- irischen Ausrichtung zu dem axial geführten Drahtnen die Drähte die aufgebaute Torsionsspannung bündel ungleiche Spannungen in den strahlenartig ausgleichen, so daß sie mit Einsetzeen der Schlauch- 40 auflaufenden Einzeldrähten zur Folge haben würden, drehung vollständig gleichmäßig auf den Rohling kann auf solche zusätzliche Abstützungen des Dornes aufgebracht werden. Die Steigung der Wicklung wird
dabei durch die Geschwindigkeit des Führungsringes
im Verhältnis zur Umfangsgeschwindigkeit des
Schlauchrohlings bestimmt. Wenn die drehbaren 45
Vorrichtungen zum Spannen der Drähte in Form von
über den Umfang eines gleichachsig mit Abstand
zum Schlauchrohling angeordneten Spannringes verteilten, mit Halterungen zur axial kraftschlüssigen
Aufnahme jeweils eines Drahtes versehenen Lager- 50
büchsen ausgebildet sind, ist dabei auch die Einhaitung sehr genauer Abstände zwischen den einzelnen
Drähten in der fertigen Wicklung gewährleistet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der
Spannring entgegen einer ständig wirksamen Brems- 55 besteht und zum Umwickeln auf einen Dorn 2 gekraft auf auch den Führungsring aufnehmenden zogen ist, ist mit diesem an dem einen Ende in einer Gleitschienen eines Maschinenbettes axial verfahr- Spannvorrichtung 3 einer Drehmaschine und mit bar, so daß er mit ansteigender Zugspannung der dem anderen Ende in einem Reitstock 4 befestigt. Drähte nach Überschreiten einer bestimmten Höchst- Eine Spindel 5 des Reitstockes 4 wird durch eine kraft nachrutscht. Diese Maßnahme ist deswegen 60 Welle 6 mit der gleichen Drehzahl angetrieben wie vorgesehen, um die beim Aufwickeln der Drähte in- die Spannvorrichtung 3. Beim Einschalten der Drehfolge der gegenüber der axialen Schlauchlänge größe- maschine wird der Schlauch 1 mit dem Dorn 2 auch ren Wicklungslänge ständig nachziehenden Draht- bei großen Längen gleichmäßig in Drehung versetzt, enden in gleichbleibender Spannung zu halten. Um Das Maschinenbett 7 ist wesentlich länger als die die Drähte in einfacher Weise an dem Spannring be- 65 größte darauf zu bearbeitende Schlauchlänge, und festigen zu können, weisen die durchbrochenen dreh- der Reitstock 4 kann bei Bedarf je nach der Schlauchbaren Halterungen vorteilhaft eine gegen den ein- länge vor oder zurück verschoben werden. Auf dem geführten Draht sich reibschlüssig abstützende Maschinenbett 7 ist ein zum Einsetzen des Schlau-

nicht verzichtet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht der Vorrichtung,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie IH-III der F i g. 2,

F i g. 4 einen Schnitt durch die Führungsbuchse,

F i g. 5 einen Schnitt durch die Spannvorrichtung und

F i g. 6 einen Schnitt durch den Spannkopf.

Ein Schlauch 1, der aus einer Kautschukmischung

ches 1 meist zweiteiliger Führungsring 8 gelagert und auf einem Wagen 9 in Längsrichtung des Maschinenbettes 7 verfahrbar. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, sind in der Mitte des Maschinenbettes 7 Stützen 10 vertikal verschiebbar angeordnet, so daß sie gegebenenfalls an den Schlauch 1 heranbewegt werden können und ein Durchhängen des Domes 2 verhindern. Gelangt der Wagen 9 des Führungsringes 8 an eine Stütze 10, wird diese gesenkt, damit der Wagen 9 ungehindert darüber hinwegfahren kann. Der Führungsring 8 wird durch einen Antriebsmotor 11 in Bewegung gesetzt, der durch eine elektrische Steuerungsvorrichtung in Übereinstimmung oder in einem bestimmten Verhältnis zum Antrieb für die Spannvorrichtung 3 umläuft. Zur Verstellung des Führungsringes 8 kann dieser zusätzlich durch ein Handrad 12 bewegt werden.

Auf dem Maschinenbett 7 ist noch ein Spannring 13 verschiebbar angeordnet, der im unteren Teil offen ist und den Reitstock 4 sowie die Stützen 10 überfahren kann (F i g. 3). Der Wagen 9 a des Spannringes 13 enthält aber keine Antriebsvorrichtung, sondern kann durch eine Bremsvorrichtung 14 mit regelbarem Widerstand auf dem Maschinenbett 7 verschoben werden.

Zum Umwickeln des Schlauches 1 werden die einzelnen Drähte 17 gleichmäßig verteilt am Umfang des Domes 2 in der Nähe der Spannvorrichtung 3 in einem Spannkopf 15 befestigt (vgl. Fig. 6). Die anderen Enden der Drähte 17 werden durch Löcher 16 des Führungsringes 8 gezogen (F i g. 2) und im Spannring 13 befestigt. Wird nun die Drehmaschine eingeschaltet, wird der Schlauch 1 in Drehung versetzt und die Drähte 17 werden vom Führungsring 8 auf die Außenfläche des Schlauches 1 geleitet. Die Steigung der Wicklung wird dabei durch die Geschwindigkeit des Führungsringes 8 bestimmt, der in einem bestimmten Verhältnis zur Drehzahl der Spannvorrichtung 3 in Richtung des Pfeiles 18 bewegt wird. Die Drähte 17 gleiten durch die Löcher

16 und können sich in diesen ausgleichend um ihre eigene Achse drehen. Zu diesem Zweck sind im Spannring 13 Lagerbuchsen 19 befestigt (F i g. 5), in denen Spannstücke 20 drehbar gelagert sind. An den Enden der Spannstücke 20 sind Klemmfedern 21, spannbar durch axiales Verschieben einer Hülse 22 vorgesehen, die sich mit der unteren Biegung auf die in die Bohrungen der Spannstücke 20 eingeführten Drähte 17 legen und diese gegen die Zugkraft (Pfeil 23) halten.

Damit die Drähte 17 zwischen dem Führungsring 8 und dem Spannring 13 nicht durchhängen, ist wenigstens ein Stützring 24 auf dem Maschinenbett 7 vorgesehen und grundsätzlich wie der Spannring 13 mit einem Wagen 9 b aufgebaut, wobei der Stützring 24 aber einfache Löcher zur Durchführung der Drähte

17 und keine Bremsvorrichtung aufweist.

Er wird bei der Bewegung des Führungsringes 8 einfach in Richtung des Pfeiles 18 mitgenommen, sobald der Führungsring 8 an den Stützring 24 herangefahren ist.

Zur sicheren Führung der Drähte 17 beim Aufwickeln auf den Schlauch 1 ist auf dem Wagen 9 des Führungsringes 8 noch eine Führungsbuchse 25 vorgesehen, die den umwickelten Schlauch 1 eng umfaßt und mit einer Einlaufkante die vollkommen gleichmäßige Lage der Drähte 17 gewährleistet.

Der Spannkopf 15 besteht gemäß F i g. 6 aus einer auf dem Dom 2 sitzenden Hülse 26, die mit achsparallelen Bohrungen in der Anzahl der erforderlichen Drähte 17 in kreisförmiger Anordnung ausgestattet ist, wobei die Enden der Drähte 17 durch eine Mutter 27 an einem Konus 28 der Hülse 26 eingespannt werden.

Sollen Schläuche mit anderen Durchmessern gefertigt werden, ist abgesehen vom Dom 2 das Auswechseln des Spannkopfes 15 und der Führungsbuchse 25 erforderlich. Ändert sich die Anzahl der Drähte 17 für die Umwicklung, und ist die neue Zahl der Drähte 17 nicht ein ganzzahliger Teil der vorhergehenden Zahl, so ist der Spannkopf 15 und der Führungsring 8 auszuwechseln, damit stets die Drähte 17 gleichmäßig auf 360° Umfang des Schlauches 1 verteilt liegen. Dagegen enthalten der Spannring 13 und die Stützringe 24 die maximale Anzahl Löcher 16 bzw. Spannstücke 20 (etwa 100 Stück), so daß jede Anzahl Drähte 17 geführt bzw. gespannt werden kann. Die gleichmäßige Verteilung ist dabei unerheblich.

Beim Auf bringen der Drähte 17 auf den Schlauch 1 müssen sich die im Spannring 13 befestigten Enden wegen der durch das Aufwickeln entstehenden Verkürzung der Drähte 17 ständig gegen die Richtung des Pfeiles 18 bewegen, und zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Drahtspannung wird der Spannring 13 auf seinem Wagen durch die Bremsvorrichtung 14 zurückgehalten, ihm aber die Möglichkeit gegeben, bei der Verkürzung der Drähte 17 gegen die Richtung des Pfeiles 18 zu wandern. Sobald der Spannring 13 auf den Führungsring 8 trifft, werden die Enden der Drähte 17 selbsttätig unter den Klemmfedern 21 der Spannstücke 20 (F i g. 5) herausgezogen und noch bis zum Führungsring 8 bewegt, damit die Abfallenden möglichst kurz sind.

Für die Vorbereitung des Schlauches 1 für das Vulkanisieren wird er noch mit einer Schicht Kautschukmischung umgeben und mit einer Gewebelage umwickelt, wofür ein Wickelwagen 29 auf dem Maschinenbett 7 verfahrbar vorgesehen und mit einer Wickelrolle 30 vorgesehen ist, die das Band gleichmäßig auf den Schlauch 1 leitet. Der Wickelwagen 29 wird durch in die Hüfthöhe der Bedienungsperson klappbare Schiebehebel 31 in Längsrichtung des Bettes 7 bewegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen eines Schlauches aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen mit einer oder mehreren Verstärkungseinlagen in Form von mehrgängigen wendeiförmigen Wicklungen aus Draht, mit einem an beiden Enden drehbar gelagerten antreibbaren Dorn zur Aufnahme des Schlauches über dessen gesamte Länge, einem um den Dorn koaxial mit Abstand verfahrbar gelagerten Führungsring mit über den Umfang verteilten Bohrungen zur Führung der Drähte, einer Einrichtung zum Festklemmen der Drahtenden am Anfang des Schlauches und einer axial bewegbaren Einrichtung zum Spannen der Drähte auf der dem Anfang des Schlauches abgekehrten Seite des Führungsringes, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Spannen der Drähte (17) aus je einem Draht (17) zugeordneten, um ihre zur Achse des Domes (2) parallelen Achsen drehbaren Vorrichtungen besteht und zwischen der Einrichtung zum Festklemmen der Drahtenden am Anfang des Schlauches (1) und dem Führungsring (8) eine axial verschiebbare Führungsbuchse (25) zum Niederhalten der Drähte (17) auf den Schlauch (1) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die um ihre Achsen drehbaren Vorrichtungen aus über den Umfang eines koaxial mit Abstand zum Schlauch (1) angeordneten Spannringes (13) verteilten Lagerbuchsen (19) mit Halterungen zur axial kraftschlüssigen Aufnahme je eines Drahtes (17) bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung eine sich gegen den Draht (17) abstützende Klemmfeder (21) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (13) entgegen einer ständig wirksamen Bremskraft axial verfahrbar ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (13) auf auch den Führungsring (8) aufnehmenden Gleitschienen eines Maschinenbettes (7) verfahrbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (13) in seinem dem Maschinenbett (7) zugekehrten Bogenabschnitt unterbrochen und als offenes Kreisringsegment ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Führungsring (8) und der Führungsbuchse (25) ein Antriebsmotor (11) zu deren axialem Antrieb zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (11) ein über ein angetriebenes Ritzel auf eine zu dem Dorn (2) parallel angeordnete feststehende Zahnstange einwirkender elektrischer Synchromotor ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (2) an beiden Enden synchron antreibbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Festklemmen der Drähte (17) am Anfang des Schlauches (1) aus einem auf den Dorn (2) aufschiebbaren Spannkopf (15) mit Axialbohrungen zum Festklemmen der Drähte (17) besteht.