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Verfahren zum Herstellen eines Schutzüberzuges auf Druckschläuchen od. dgl. und Umschnürungsmaschine zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schutzüberzuges auf Druckschläuchen und eine Umschnürungsmaschine zu dessen Durchführung.
Ein Gegenstand der Erfindung ist eine Umschnürungsmaschine, die dazu benützt werden kann, auf einem Schlauch oder auf einem Rohr eine schraubenförmige Umhüllung anzubringen, wobei die Maschine die Anbringung gestattet, ohne dass dem Schlauch od. dgl. eine Verdrehung auferlegt wird, schnell arbeitet und eine Einstellung der Richtung des Dralles der Umhüllung auf dem Schlauch gestattet.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schlauch zu schaffen, der auch beim Durchleiten von Flüssigkeiten unter hohen Drücken bruchsicher ist und der biegsamer ist als ein üblicher umhüllter Schlauch.
Bei Verseilmaschinen gehört es zum Stande der Technik, für den Antrieb ein Zahnrad- und Kettengetriebe zu verwenden und einzelnen Drähten einen Rückdrall zu erteilen. Auch die Anbringung von Zwischenlagen ist bekannt.
Erfindungsgemäss besteht das Verfahren zum Herstellen eines Schutzüberzuges auf Druckschläuchen od. dgl. bei dem eine oder mehrere Drahtlagen auf die Schläuche aufgebracht werden und vorzugsweise zwischen aufeinanderfolgenden Lagen eine Zwischenlage angeordnet wird, darin, dass den einzelnen, eine Lage bildenden Drähten in an sich bekannter Weise ein Rückdrall erteilt wird.
Bei einer Umschnürungsmaschine zur Durchführung des vorerwähnten Verfahrens mit einer fixen, hohlen Hauptwelle, einem um diese drehbaren Laufwerk mit drehbaren Spulenhaltern und einem Führungskopf für die Drähte sind erfindungsgemäss zur Erteilung des Ruckdralles zumindest einige der Spu- lenträger in an sich bekannter Weise über ein Zahnrad- und Kettengetriebe antreibbar.
Die Erfindung wird nachstehend nur mit Bezug auf die beigeschlossenen Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigt Fig. l eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Umschnürungsmaschine. Fig. 2 gibt die Maschine in Frontansicht in der Richtung des Pfeiles A der Fig. l wieder. Fig. 3 ist eine Ansicht gemäss Pfeil B der Fig. l. Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 in vergrössertem Massstab. Fig. 5 lässt die Anordnung gemäss Fig. 4 von vorne erkennen. Die Fig. 6 und 7 stellen im Auf- und Grundriss und teilweise im Schnitt ein Strangablaufgestell dar. Die Fig. 8a und 8b geben Querschnitte eines mittels der in den Fig. 1-5 dargestellten Maschine umhüllten Schlauches wieder. Aus Fig. 9 ersieht man eine Abänderung der in den Fig. l und 2 dargestellten Maschine.
Wie die Fig. 1-3 erkennen lassen, umfasst eine Strangumhüllungsmaschine ein Laufwerk 11, einen Antrieb 12 zur Drehung des Laufwerkes um seine horizontale Längsachse, ein ruhendes Rohr 13 in Längsrichtung des Laufwerkes und koaxial mit demselben, das einen zu umhüllenden Schlauch 14 aufnehmen kann, einen an dem Laufwerk 11 angeordneten und damit drehbaren Führungsteil 15, einen nahe dem Laufwerk und koaxial damit angeordneten Block 16 und eine Anzahl von Spulenhalteeinheiten in der Form von Spulenablaufgestellen 17 am Umfang des Laufwerkes.
Das Laufwerk 11 umfasst beim gezeigten Beispiel fünf Speichenräder 18 in gleichen Abständen auf einer Hohlwelle 19, die an der Welle 19 so befestigt sind, dass sie sich mit ihr drehen.
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Ein Ende des Laufwerkes wird von Lagern 20, das andere von Rollen 21,22 getragen, die das von den Lagern 20 am weitesten entfernt liegende Rad berühren ; die Rollen 21 und 22 werden von Lagern 23 getragen, die an der Basis der Maschine oder am Boden befestigt sind.
Die Antriebseinrichtung für das Laufwerk umfasst einen Hauptantrieb 24, Untersetzungsgetrieberä- der 25,26 und ein Antriebsrad 27, das mit einem Zahnrad 28 in Eingriff steht ; letzteres ist an einer
Verlängerung der Hohlwelle 19 befestigt. Das Antriebsrad 27 kann durch einen Hebel 29 axial bewegt werden, so dass es mit dem Rad 28 oder wahlweise mit einem Zahnrad 30 zusammenwirken kann. Ein
Zusammenwirken der Räder 28,30 durch Verstellung des Zahnrades 30 mittels des Steuerhebels 29a ge- stattet eine Umkehrung der Drehrichtung des Laufwerkes 11. Die verschiedenen Getrieberäder werden von Wellen getragen, die in Lagern des Maschinengestelles 31 gelagert sind.
Wie insbesondere die Fig. 4 und 5 erkennen lassen, ist das ruhende Rohr 13 koaxial zur Hohlwelle
19 angeordnet und mittels eines ringförmigen Flansches 32 konzentrisch zu der Hohlwelle 19 gehalten, der am offenen Ende der Welle 19 angeschweisst ist ; der Flansch 32 trägt daran angeschweisst den äusse- ren Mantel 33a eines Kugelkäfigs 33 ; der innere Mantel 33b wird von einem Bund 34 getragen, der an dem Aussenumfang des Rohres 13 angeschweisst ist. An dem ringförmigen Flansch 32 ist auch der Füh- rungskopf 15 befestigt, der mittels Bolzen 36 an einen Ring 35 befestigt ist, die ihrerseits durch Bolzen
37 in ihrer Lage gehalten ist.
Der Führungskopf 15 hat die Form einer ringförmigen Platte und wird aus zwei koaxialen flachen
Ringen 15a und 15b gebildet, deren Ebenen parallel liegen, wobei der äussere Durchmesser des Ringes
15a geringfügig kleiner ist als der innere Durchmesser des Ringes 15b ; in dem ringförmigen Zwischen- raum sind Wolframkarbidröhre 38 eingesetzt, durch welche die einzelnen Stränge 39 von den Spulen
17a an den Spulenablaufgestellen 17 durchgehen. Die Anzahl der Öhre 38 hängt von der Anzahl der be- nützten Spulen ab und in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind für jedes der fünf Räder etwa 48
Spulen vorgesehen.
Der Einfachheit halber besteht der äussere Ring 15b des Führungskopfes 15 aus drei Teilen, deren jeder über 1200 mit Bezug auf den Mittelpunkt des Kopfes umfasst, wobei die Teile durch Muttern 40 und zugehörige Bolzen 40a zusammengehalten sind, die durch Löcher 41 in Ansätzen 42 an diesen Teilen geführt sind. Ein Ring 43 aus gehärtetem Stahl wird von dem Kopf getragen und ist von ihm in Richtung auf das Laufwerk räumlich getrennt ; an dem Führungskopf 15 ist der Ring 43 mittels Stangen 44 befestigt. Der innere Umfang des Ringes 43 ist abgeschrägt ; er ist vorzugsweise chromplattiert und sein innerer Durchmesser entspricht dem Durchmesser durch die Öhre am Führungskopf 15 gebildeten Kreises.
Der Block 16 ist von dem Ausstossende des ruhenden Rohres 13 räumlich getrennt und umfasst eine Scheibe 45, die eine axiale zentrale Öffnung 46 aufweist, und ist durch ein geeignetes, nicht gezeigtes Gestell getragen. Der Durchmesser der Öffnung 46 ist durch den Aussendurchmesser des umwickelten Schlauches bestimmt.
Am Umfang jedes Speichenrades 18 ist eine Vielzahl von Spulenablaufgestellen 17 vorgesehen (Fig. 6 und 7) ; jedes Ablaufgestell umfasst einen Körper 48, Träger 49, für eine Spule 50, Halter 51, durch die die Spulen in ihren Stellungen gehalten werden und Spanner 52, mittels derer ein Strang oder Draht 39 von der Spule unter einer vorherbestimmten Spannung abgezogen werden kann ; durch die Spanner kann erforderlichenfalls die angelegte Spannung verändert werden.
An die Basis 17a des Ablaufgestelles schliesst sich eine Spindel 53 an, die in einem Loch 54 im Bereich des Umfanges des Rades 18 gelagert ist, wobei Lagerbüchsen 55 vorgesehen. Das entferntliegende Ende der Spindel 53 trägt Zahnräder 54a, 54b eines Kettensystems, dessen Ketten mit den Bezugszeichen 56 und 57 bezeichnet sind. Die Zahnräder 54a und 54b sind auf der Spindel fest angeordnet und durch eine Mutter 59 in ihrer Stellung gehalten. Der Antrieb eines jeden Kettensystems erfolgt über eine Welle 60, die für die drei dem Einführende der Maschine nächstgelegenen Räder bestimmt ist, und über eine Welle 61, die für die übrigen Räder bestimmt ist. Beide Wellen 60,61 tragen ein Antriebszahnrad 62 bzw. 63 an ihrem Ende (Fig. 9) ; diese Zahnräder 62,63 stehen mit einem Rade 64 in Eingriff, das an der Hohlwelle 19 angeordnet ist.
Vor dem Ingangsetzen der Maschine wird ein zu umwickelnder Schlauch durch das ruhende Rohr 13 zum Block 16 und von da zu einer Abziehmaschine geführt.
Bei einer Drehung des Laufwerkes 11 und einem gleichzeitigen fortlaufenden Abziehen des Schlaucnes 14 durch eine Abziehmaschine (nicht dargestellt) wird eine Umhüllung 66 an dem Schlauch angebracht, die eine Vielzahl von Drähten oder Strängen 39 nebeneinander umfasst ; die Dichte der Umhüllung ist durch die Gesamtanzahl der Drähte bestimmt, die auf der Maschine vorgesehen sind. Der Win-
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kel, durch welcnen der Draht beim Durchgang durch den Block abgelenkt wird, ist insofern bedeutsam, als eine Änderung des Winkels, etwa 15 - 200, zusammen mit einem Rückdrall des Drahtes, soferne eine solche vorgesehen wird, gewährleistet, dass die Drähte auf dem Schlauch eng liegen.
Die Anwendung von Kettensystemen gewährleistet, dass die Spulenablaufgestelle um ihre eigene Längsachse rotieren, sobald das Laufwerk selbst rotiert und das Umdrehungsverhältnis mit Bezug zu den Umdrehungen des Laufwerkes 11 ist ein solches, dass erforderlichenfalls die Ader von den Spulen in unverdrilltem Zustand abgezogen werden kann. Durch eine entsprechende Auswahl des Verhältnisses und der Richtung der Drehung der Ablaufgestelle kann ein zusätzlicher Drall oder ein Rückdrall, den besonderen Erfordernissen
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und des Rades 64 gegeben, so dass jedes Ablaufgestell 17 bei jeder vollen Umdrehung des Laufwerkes 11 einmal um seine eigene Achse gedreht wird. Es wird so den Drähten 39 durch die Rotation des Laufwerkes keine Verdrillung gegeben.
Wenn es erforderlich ist, eine Verdrillung zu beseitigen oder die Drahte mit einem Ruckdral1zu ver- sehen, dann kann eine Anordnung verwendet werden, wie sie in Fig. 9 angedeutet ist. In diesem Fall ist das Komplementärrad 64 auf einer Hülse 67 angeordnet, die am Ende der Welle 19 frei drehbar ist ; die- se Hülse 67 kann durch den Eingriff zwischen dem Zahnrad 68, das an der Hülse 67 befestigt ist, und einem Antriebszahnrad 69 gedreht werden, wobei das letztere über Zahnräder 70,71 und 72 vom Rad
28 angetrieben wird. Durch eine entsprechende Auswahl von Getriebeverhältnissen kann jedes erforderliche Rotationsverhältnis der Spulenablaufgestelle erhalten werden.
Die Drehungsrichtung des Laufwerkes 11 und der Spulenablaufgestelle 17 kann umgekehrt werden, um eine Umhüllung aufzubringen, die auf dem Schlauch'einen gegenüber der Drehrichtung der Räder
18 entgegengesetzten Drall aufweist.
Die beschriebene Maschine kann auch zur Aufbringung einer Umhüllung verwendet werden, die aus benachbarten, ineinandergreifenden Stahlprofildrähten anstatt aus der nicht ineinandergreifenden Anordnung besteht, die mit Bezug auf die besondere Darstellung des bevorzugten Ausführungsbeispieles gegeben wurde.
Es wird besonders auf die Fig. 8a und 8b verwiesen, die Querschnitte von Schläuchen zeigen, die eine bewehrte Umhüllung besitzen. Die Querschnittadern können als Vollsperrtype wie in Fig. 8a angedeutet oder als Halbsperrtype wie in Fig. 8b gezeigt, ausgeführt sein.
Wenn es für hochdrucksichere Schläuche erforderlich ist, kann es vorteilhaft sein, eine Vielzahl von Drahtlagen an dem Schlauch anzubringen und in einem solchen Fall haben benachbarte Lagen einen entgegengesetzt gerichteten Drall und weisen vorzugsweise dazwischen eine harte Zwischenlage auf.
Ein Winkel von ungefähr 450 zwischen der Achse des Schlauches und den darauf befindlichen einzelnen Drähten ergibt ausgezeichnete Resultate. Zur Fixierung der benachbarten Adern in ihrer Stellung kann eine Aderbindungslösung verwendet werden ; eine solche Verwendung macht es leichter, die verschiedenen Zusatzkomponenten anzubringen.
Die aufeinanderfolgenden Umhüllungen können in aufeinanderfolgenden Vorgängen angebracht werden, indem die Adern wieder durch die Maschine geführt werden oder sie können gleichzeitig angebracht werden, indem zusätzliche Laufwerke vorgesehen werden.
Weiters kann der Schlauch zusätzlich mit einer geflochtenen Umhüllung versehen werden, wobei Flechtköpfe zur Verwendung in Verbindung mit der Umhüllungsmaschine zu diesem Zwecke vorgesehen sein können.
Eine gemäss der vorliegenden Erfindung hergestellte Maschine besitzt mehrere deutliche Vorteile z. B. :
1. der Schlauch wird nicht verdreht, weil er durch ein ruhendes Rohr geführt ist ;
2. ein veränderliches Mass an Verdrillung der Adern kann mit Hilfe der Drehung der Spulenablaufgestelle vorgesehen werden ;
3. ein hoher Ausstoss ist möglich und die Richtung des Dralles ist steuerbar ;
4. die offene Ausbildung des Laufwerkes mit den Speichenradern gestattet eine bequeme Umschnürung und Behandlung der Drähte ;
5. die Drähte werden geradlinig von den Spulen zur Blockplatte geführt ;
6. da auf jeder Spule ein einziger Draht vorgesehen ist, kann eine beträchtliche Lange des Schlauches umhüllt werden, ohne dass die Maschine zum Ersatz der Spulen angehalten werden muss.
7. die Maschine kann sowohl für Rohre als auch für flexible Schläuche verwendet werden ;
8. die Maschine ist im Betrieb ruhiger als eine Flechtmaschine und das Erzeugnis ist besser als das üblicher umhüllter Schläuche.
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Ein entsprechend der vorliegenden Erfindung umhüllter Schlauch hat eine Umhüllung, die eine Be- nützung des Schlauches zur Weiterleitung der Flüssigkeiten unter Drücken gestattet, die weit höher lie- gen als die für gewöhnlicne Schläuche möglichen.
Die Erfindung ist auf die besonderen Merkmale des hierin beschriebenen Ausführungsbeispieles nicht beschränkt, da Abänderungen für den Fachmann naheliegen.
Obwohl ein Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, in dem ein Schlauch horizontal durch die Ma- schine geführt wird, ist es z. B. gleichermassen möglich, eine Maschine zu konstruieren, durch die der
Schlauch in einer vertikalen Richtung geführt wird, wobei das Laufwerk der Maschine um eine vertikale
Achse rotiert.
Ferner ist es selbstverständlich, dass automatische Abschalteinrichtungen vorgesehen sind, um die
Maschine im Falle eines Drahtbruches anzuhalten. Es ist z. B. (s. Fig. 4) ein Kupferring 70 koaxial mit und radial innerhalb des Ringes 43 vorgesehen, der einen Teil eines elektrischen Stromkreises bildet, der bei einem Schliessen des Stromkreises infolge Aderbruches automatisch Antriebssperrmittel betätigt und so ein weiteres Umhüllen des Schlauches verhindert.
Der Kupferring 70 ist einerseits mit einem nicht dargestellten, nahe der Hülse 67 angeordneten
Schleifring und anderseits über die Schraube 71 mit der Maschine verbunden. Die Maschine ist geerdet.
Zwischen dem Schleifring und der Maschine ist ein Antrieb vorgesehen, und eine solche Anordnung ist mit der Versorgungsquelle in Serie geschaltet. In andern Anordnungen können die Spulenträger starr sein, wobei der Draht durch ein vorangehendes Verfahren festgesetzt oder gedrillt ist.
Die Erfindung ist auch nicht auf die Benützung solcher Spulenablaufgestelle beschränkt, wie sie in den Fig. 6 und 7 beschrieben sind und sie ist auch nicht auf die Benützung von Metalladern beschränkt, da dieser Ausdruck auch ein solches Umhüllungsmaterial, z. B. Nylon, einschliessen soll.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen eines Schutzüberzuges auf Druckschläuchen od. dgl. bei dem eine oder mehrere Drahtlagen auf die Schläuche aufgebracht werden und vorzugsweise zwischen aufeinanderfol- gendenLagen eine Zwischenlage angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass den einzelnen, eine La- ge bildenden Drähten in an sich bekannter Weise ein Rückdrall erteilt wird.