Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rohrhüllen
Die Erfindung betrifft die Herstellung einer geschichteten Rohrhülle, welche aus einem ersten faserigen Material wie Glaswolle und einem zweiten faserigen Material wie Schlackenwolle bestehen können, wobei diese Materialien spiralförmig derart zu einer Rohrform aufgewickelt sind, dass die äusserste Schicht sowie die abwechselnd folgenden Schichten aus Glaswolle und die dazwischen liegenden Schichten aus Schlackenwolle sind.
Die Eigenschaften, die bei einer Rohrhülle zum Isolieren von Rohrleitungen hauptsächlich gewünscht werden, sind grosse Druckfestigkeit, ein bestimmter Grad von Elastizität, Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb und Abschürfungen und die Möglichkeit einer wirtschaftlichen Herstellung. Die bekannten Rohrhüllen besitzen nicht alle vorstehend angeführten gewünschten Eigenschaften. Beispielsweise bestehen einige bekannte Rohrhüllen aus Bahnen aus Schlackenwolle, die spiralförmig bis zu einem bestimmten Querschnitt gewickelt und dann ausgehärtet wurden. Andere bekannte Rohrhüllen sind von ähnlichem Aufbau, bestehen jedoch zur Gänze aus Glaswolle. Bei der Verarbeitung von sehr dichten Rohrhüllen aus Schlackenwolle treten eine Anzahl von schwerwiegenden Mängel auf, wie Beschädigung der Oberfläche der Rohrhüllen bei der Verpackung und beim Transport als Folge einer zu kleinen Abriebfestigkeit.
Die zu geringe Elastizität und die zu kleine mechanische Festigkeit dieser Rohrhüllen hat weiter zur Folge, dass deren Enden beim Transport und beim Arbeiten schwer beschädigt werden können und die Rohrhüllen oft an der Baustelle brechen. Ferner zeigte es sich, dass geschichtete Rohrhüllen aus Schlackenwolle nicht nur eine kleine Abriebfestigkeit besitzen, sondern auch zum Auseinandergehen längs der Schichten und zum Brechen längs des scharnierartigen Teiles zwischen zwei Rohrhüllenhälften neigen. Geschichtete Rohrhüllen aus billiger Glaswolle besitzen im allgemeinen die gleichen nachteiligen Eigenschaften wie die Rohrhüllen aus Schlackenwolle, das heisst geringe Abriebfestigkeit, die Tendenz längs der Schichten aufzugehen und längs des scharnierartigen Teiles zwischen zwei Rohrhüllenhälften zu brechen.
Andererseits kommt die Herstellung von geschichteten Rohrhüllen mit der notwendigen Druckfestigkeit und Dichte aus Glaswolle besserer Qualität viel zu teuer.
Die Rohrhülle nach der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aus spiralförmig aufgewickelten, aufeinanderliegenden Bahnen aus faserigem Material besteht, wobei die äussere Schicht und jede mit dieser zusammenhängende weitere Schicht aus einem ersten faserigen Material und die dazwischen liegenden Schichten aus einem zweiten faserigen Material bestehen. Wie gefunden wurde, werden die optimalen Eigenschaften bei der Rohrhülle dann erhalten, wenn der Anteil der Glaswolle 10 bis 35 O/o des Gesamtgewichtes und die Dichte 72 bis 136 kg/m3 (4,5 bis 8,5 Ibs./ft3) beträgt. Die physikalischen Eigenschaften von derartigen Rohrhüllen sind mit denen einer völlig aus Glaswolle bestehenden Rohrhülle vergleichbar.
Die Schlackenwolle dient bei der vorgeschagenen Rohrhülle hauptsächlich als billiger Füllstoff, um die notwendige Dichte für die benötigte hohe Druckfestigkeit zu erzielen.
Die aus Glaswolle und Schlackenwolle geschichtete Rohrhülle kann zur Erleichterung der Anbringung auf einer zu isolierenden Rohrleitung längs einer Seite durchgeschnitten und längs der gegenüberliegenden Seite eingeschnitten werden, sodass die Rohrhülle in zwei Hälften geteilt ist, die durch einen scharnierartigen Teil verbunden sind. Die Glaswollschichten verstärken bei derartigen Rohrhüllen die Schlackenwollschichten, wodurch die Abmessungen der Rohrhülle sich auch dann nicht ändern, wenn diese starken Vibrationen ausgesetzt ist. Andere Vorteile, die sich durch die Verwendung von Glaswolle ergeben, sind eine kleinere Dichte und die wesentlich grössere Elastizität der Rohrhülle im Vergleich zu einer nur aus Schlackenwolle bestehenden
Rohrhülle.
Durch die Verwendung von Schlackenwolle mit einem Anteil von 65 bis 90 O/o des Gesamtgewichtes können zudem die Herstellungskosten der Rohrhülle gegenüber einer Rohrhülle, die völlig aus Glaswolle besteht, wesentlich gesenkt werden.
Bekannte Vorrichtungen zur Herstellung von geschichteten Rohrhüllen der oben genannten Art umfassen eine Materialvorratsstation, in der ein Block aus Schlackenwolle oder Glaswolle drehbar montiert ist, wobei der Block relativ zu einer ortsfesten Säge verschiebbar ist, sodass laufend eine Materialbahn von bestimmter Dicke vom Umfang des Blockes abgeschnitten werden kann. Diese Materialbahn wird einem Dorn zugeführt und auf diesem aufgewickelt. Nach Erreichung einer bestimmten Dicke wird das Produkt ausgehärtet und vom Dorn abgezogen.
Bei der Herstellung von Rohrhüllen mit Vorrichtungen dieser Art treten jedoch Schwierigkeiten auf. Beispielsweise ist es schwierig, den Block in Bezug auf die Säge derart einzustellen, dass eine Materialbahn mit gleichmässiger Dicke erhalten wird. Dadurch lässt sich eine bestimmte gewünschte Wandstärke und Dichte der fertigen Rohrhülle nur mit Schwierigkeiten einhalten.
Weiter wird bei den bekannten Vorrichtungen der Dorn mit einer bestimmten festen Drehgeschwindigkeit angetrieben, wodurch die Materialbahn beim Aufwickeln auf den Dorn gestreckt wird und reissen kann, da die Umfangsgeschwindigkeit des aufgewickelten Teiles der Materialbahn während des Aufwickelns zunimmt und grösser wird als die lineare Geschwindigkeit des zulaufenden Teiles der Materialbahn. Dadurch wird die Dichte und die Gleichmässigkeit des Querschnitts der fertigen Rohrhülle ungünstig beeinflusst. Zudem muss im Falle des Reissens der Materialbahn die Vorrichtung abgestellt und die Produktion unterbrochen werden.
Ferner wurde festgestellt, dass die zentrale Öffnung bei den auf den bekannten Vorrichtungen hergestellten Rohrhüllen keinen kreisförmigen Querschnitt aufweist und zudem von Rohrhüllen zu Rohrhülle verschieden ist.
Dies hat einen erhöhten Ausschuss zur Folge, da die zentrale Öffnung der Rohrhülle der Grösse und dem kreisförmigen Querschnitt der zu isolierenden Rohrleitung entsprechen muss, damit eine wirksame Isolierung der Rohrleitung erzielt werden kann.
Zweck der Erfindung ist, eine Vorrichtung zu schaffen, die frei von den Nachteilen der bekannten Vorrichtungen ist, so dass eine bestimmte Form und ein bestimmter Querschnitt der Rohrhüllen genau eingehalten werden kann. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine erste Materialvorratsstation, in welcher ein Block aus einem ersten faserigen Material drehbar montiert ist, eine zweite Materialvorratsstation, in welcher ein Block aus einem zweiten faserigen Material drehbar montiert ist, an jeder Vorratsstation ein Abschneidemittel zum Abschneiden einer Materialbahn vom Umfang jeden Materialblockes und Fördermittel für die Zuführung der aufeinanderliegenden Materialbahnen zu einer Wickeleinrichtung, die einen Wickeldorn sowie Mittel zum spiralförmigen Aufwickeln oder Materialbahnen umfasst.
Zweckmässigerweise können die Abschneidemittel zu den Blöcken so gesteuert werden, dass vom Umfang der Blöcke Materialbahnen von gleichmässiger Dicke abgeschnitten werden und eine bestimmte gewünschte Wandstärke der Rohrhüllen und ein bestimmtes gewünschtes Verhältnis von Schlackenwolle zu Glaswolle in den Rohrhüllen erzielt wird. Weiter kann die Vorrichtung Mittel zur Anderung der Drehgeschwindigkeit des Dorns während des Wickelvorganges aufweisen, so dass die Umfangsgeschwindigkeit des auf den Dorn gewickelten Materials im wesentlichen gleich der linearen Geschwindigkeit der zulaufenden Materialbahnen sein kann, wodurch ein Strecken, Reissen oder Ausbauchen der Materialbahnen verhindert wird. Diese Mittel können auch eine genaue Einstellung der Dichte, der Wandstärke und des Verhältnisses von Glaswolle zu Schlackenwolle im fertigen Produkt ermöglichen.
Die Vorrichtung kann ferner Mittel besitzen, die ein straffes Wickeln der Materialbahnen auf dem Dorn gewähleisten, wodurch im fertigen Produkt eine kreisförmige zentrale Öffnung mit einer bestimmten gewünschten Grösse erhalten werden kann. Diese Mittel können zweckmässigerweise eine Wachsauftrageinrichtung umfassen, die vor dem Beginn des Wickelvorganges einen Wachs streifen auf den Dorn aufträgt, und eine Andruckmechanik, die die beiden vorderen Ränder der Materialbahnen während der ersten Umdrehung de Dorns gegen diesen drückt.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise an Hand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Teiles der erfindungsgemässen Rohrhülle,
Fig. 2 einen vergrösserten Querschnitt durch die Rohrhülle längs der Linie 2-2 in der Fig. 1,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Teiles einer Rohrhülle mit einem radialen durchgehenden Schnitt längs einer Seite und einem radialen Einschnitt längs der gegenüberliegenden Seite,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Rohrhülle nach der Fig. 3 in geöffnetem Zustand vor dem Aufbringen auf eine Rohrleitung,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zur Herstellung von Rohrhüllen,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung zur Herstellung von Rohrhüllen mit Konstruktionseinzelheiten,
Fig. 7 eine vergrösserte Ansicht eines Endes der Vorrichtung nach der Fig.
6 mit einer Vorratsstation,
Fig. 8 eine vergrösserte Teilansicht der rückwärtigen Vorratsstation längs der Linie 8-8 in der Fig. 6,
Fig. 9 eine vergrösserte Teilansicht längs der Linie 9-9 in der Fig. 7, welche die Einstellmittel zur Einstellung des Sägeblattes der Sägeeinrichtung zeigt,
Fig. 10 eine Teilansicht längs der Linie 10-10 in der Fig. 7 von einem Teil der Antriebsvorrichtung für eine der Sägeeinrichtungen,
Fig. 11 einen vergrösserten Teilschnitt längs der Linie 11-11 in der Fig. 8,
Fig. 12 eine Ansicht des rechten Endes der in der Fig. 6 dargestellten Vorrichtung,
Fig. 13 eine Ansicht der Wickeleinrichtung längs der Linie 13-13 in der Fig. 6.
Fig. 14 eine Draufsicht auf einen Teil der Antriebseinrichtung zum Antrieb der Materialblöcke an den Vorratsstationen,
Fig. 14a eine schematische Ansicht der Antriebsverbindung für die Andruckeinrichtung,
Fig. 15 eine Ansicht der Wickeleinrichtung mit der Stellung der einzelnen Teile während des Aushärtens einer Rohrhülle,
Fig. 16 bis 21 vergrösserte Schnitte längs der Linie 16-16, 17-17, 18-18, 19-19, 20-20 und 21-21 in der Fig. 15,
Fig. 22 einen Schnitt längs der Linie 22-22 in der Fig. 21,
Fig. 23 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Wickeleinrichtung zu Beginn des Wickelvorganges mit einem Teil der sich in der Ausgangsstellung befindlichen Materialbahnen,
Fig. 24 die Wickeleinrichtung nach der Fig. 23 während der Aufbringung der ersten Wickellage auf dem Dorn mit der in der Andruckstellung befindlichen Andruckmechanik,
Fig.
25 eine Teilansicht, die zeigt wie die Andurckmechanik den vorderen Rand der Materialbahnen auf den Dorn drückt,
Fig. 26 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 25, die die Stellung der Einzelteile beim Abtrennen der Materialbahnen zeigt,
Fig. 27 eine Teilansicht der Wickeleinrichtung wäh- rend der Aushärtung einer Rohrhülle,
Fig. 28 einen vergrösserten Schnitt längs der Linie 28-28 in der Fig. 27,
Fig. 29 eine Ansicht längs der Linie 29-29 in der Fig. 28,
Fig. 30 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 29, die zeigt, wie die fertige Rohrhülle vom Dorn geschoben wird und
Fig. 31 eine teilweise geschnittene Ansicht der Wachsauftrageinrichtung längs der Linie 31-31 der Fig. 30.
In den Figuren 1 bis 4 ist eine hohlzylindrische Rohrhülle 10 dargestellt. Die Rohrhülle 10 besitzt, wie die Fig. 2 zeigt einen schichtförmigen Aufbau, der aus mehreren Schichten eines faserigen Materials besteht.
Die Schichten sind miteinander verbunden und greifen ineinander, sodass eine einheitliche Struktur gebildet ist.
Die Rohrhülle 10 besteht aus aufeinanderliegenden, spiralförmig aufgewickelten Materialbahnen aus verschiedenartigen faserigen Materialien. Die äussere Schicht Lf und jede zweite folgende Schicht besteht aus Glaswolle, während die zwischen den Glaswoll-Schichten liegenden Schichten Lm aus Schlackenwolle bestehen.
Wie aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist, hat die Rohrhülle 10 einen sich in Längsrichtung erstreckenden durchgehenden Schlitz 12 und einen diesem diametral gegenüberliegenden, teilweise eingeschnittenen Schlitz 14, welche Schlitze die Rohrhülle in zwei Hälften 10a und 10b teilen, die durch einen scharnierartigen Teil 16 miteinander verbunden sind. Dadurch kann die Rohrhülle, wie in der Fig. 4 gezeigt geöffnet werden, wodurch die Montage der Rohrhülle auf einer Rohrleitung erleichtert wird.
Wie festgestellt wurde, werden Rohrhüllen mit optimalen funktionellen Eigenschaften und eine maximale Wirtschaftlichkeit erhalten, wenn der Anteil der Glaswolle am Gesamtgewicht einer Rohrhülle 10 bis 35 O/o und der restliche Anteil aus Schlackenwolle besteht und die fertigen Rohrhüllen eine Dichte von 72 bis 136 kg/m3 (4,5-8,5 lbs/ft3) aufweisen. Die physikalischen Eigenschaften solcher Rohrhüllen sind mit denen von Rohrhüllen vergleichbar, die völlig aus Glaswolle bestehen, das heisst, sie besitzen eine gute Elastizität und können daher ohne Schwierigkeiten transportiert und installiert werden, eine stabile in sich gebundene Struktur, sodass die Schichten sich nicht voneinander lösen können und eine gute Stabilität der Abmessungen bei Belastungen durch Vibrationen.
Ferner sind die geschichteten Rohrhüllen ausserordentlich wirtschaftlich und die äussere Schicht aus Glaswolle bildet bei den aufgeschnittenen Rohrhüllen eine zuverlässige Verbindung der beiden Rohrhüllenhälften, die nicht bricht oder splittert.
Die Herstellung von Rohrhüllen wird im folgenden an Hand der in der Fig. 5 und in den Fig. 23 bis 27 dargestellten Vorrichtungen beschrieben. Diese Vorrichtung weist zwei Materialvorratsstationen F1 und Fe auf. An der ersten Vorratsstation F1 ist ein kreiszylindrischer Block 20 aus einem ersten faserigen Material, im vorliegenden Fall Glaswolle, die mit einem durch Wärme aushärtbaren Binder imprägniert ist und an der zweiten Vorratsstation F2 ein kreiszylindrischer Block 22 aus einem zweiten faserigen Material, im vorliegenden Fall Schlackenwolle, die mit einem durch Wärme aushärtbaren Binder imprägniert ist, drehbar angeordnet.
An der ersten Vorratsstation F1 befindet sich ferner eine Bandsäge mit einem endlosen Sägeblatt 24, dessen oben laufender Teil während der Herstellung einer Rohrhülle mit einer bestimmten Geschwindigkeit radial gegen den Block 20 bewegt wird, sodass vom Umfang dieses Blockes laufend eine Materialbahn 26 mit einer bestimmten Dicke abgeschnitten wird. An der Vorratsstelle F2. befindet sich eine ähnlich Bandsäge mit einem endlosen Sägeblatt 28, dessen unten laufender Teil mit einer bestimmten Geschwindigkeit radial gegen den Block 22 bewegt wird, sodass auch vom Umfang dieses Blockes laufend eine Materialbahn mit einer bestimmten Dicke abgeschnitten wird.
Die Materialbahn 26 aus Glaswolle gelangt auf ein endloses Band 32 einer ersten Fördereinrichtung 33 und von diesem Band auf ein endloses Band 34 einer zweiten Fördereinrichtung 35. Die Materialbahn 30 aus Schlakkenwolle legt sich beim Abschneiden vom Materialblock 22 auf die Materialbahn 26 aus Glaswolle und wird zusammen mit dieser vom endlosen Band 34 über eine Abschneideeinrichtung Cs zu einer Wickeleinrichtung Ws geführt, welche einen drehbar angeordneten Dorn 50 und ein Andruckband 52 umfasst, das die Materialbahnen während des Aufwickelns gegen den Dorn drückt.
Bei der Herstellung einer Rohrhülse, wie sie in den Figuren 1 bis 4 dargestellt ist, wird eine Antriebseinrichtung eingeschaltet um die Materialblöcke 20 und 22 in Drehung zu versetzen und die Fördereinrichtungen 33 und 35 anzutreiben. Wenn jeder Block rotiert, werden die Bandsägen in radialer Richtung gegen die Blöcke bewegt und zwar derart, dass von jedem Block fortlaufend eine Materialbahn von bestimmter, praktisch gleichmässiger Dicke abgeschnitten und auf dem Förderband 32 bzw. 34 abgelagert wird. Zu Beginn des Herstellungsvorganges befindet sich das Andruckband 52 in einer unteren Stellung (siehe Fig. 23). Wenn die Ränder der Materialbahnen auf den oben laufenden Teil des Andruckbandes 52 gelangt sind und einen bestimmten Abstand vom Dorn erreicht haben, wird das Andruckbang gehoben (siehe Fig. 24) und gleichzeitig das Andruckmittel 54 gegen den Dorn 50 gesenkt.
Dadurch werden im Verlaufe der weiteren Bewegung die Ränder der Materialbahnen gegen den Dorn gepresst und um diesen geführt. Nach Ablauf einer bestimmten Zeit, deren Dauer von der gewünschten Bandstärke der fertigen Rohrhülle abhängt, veranlassen automatische Steuermittel die Betätigung des Abschneidemittels der Abschneideeinrichtung C5, das Abschalten der Förder einrichtungen 33 und 35 und die Einleitung des Aushärtevorganges. Während-dieses Teiles des Herstellungsprozesses rotiert der Dorn mit einer bestimmten ersten Geschwindigkeit. Nach Ablauf einer genau festgelegten Zeit wird die Drehgeschwindigkeit des Dorns vergrössert und zum Aushärten des aufgewickelten Produkts die Gasflammen eines Gasbrenners von klein auf gross geschaltet und durch den Dorn heisse Luft geblasen.
Nach Beendigung des Aushärtens wird der Dorn 50 angehalten, der Gasbrenner abgeschaltet und das Andruckband 52 wieder in seine untere Stellung gebracht.
Dann wird die fertige Rohrhülle durch eine Druckeinrichtung vom Dorn gedrückt und anschliessend der Herstellungszyklus zur Herstellung der nächsten Rohrhülle automatisch wiederholt.
Zur Steuerung der Vorrichtung in der oben beschriebenen Art sind zahlreiche Antriebsmittel wie Motore und Kolben-Zylinderantriebe und Steuermittel, wie zyklische Prograrnmiereinrichtungen mit Zeitschaltern, Zählern und Schaltern vorgesehen, die später am Beispiel einer speziellen Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung im einzelnen beschrieben werden.
Wie in der vorstehenden allgemeinen Beschreibung soll mit dem Aufbau und der Funktion der ersten Vorratsstation F1 der speziellen Vorrichtung begonnen und die anderen Teile dieser speziellen Vorrichtung im Zuge des Durchlaufs der Materialbahnen 26 und 30 durch die Vorrichtung beschrieben werden.
Die Einzelteile und die Anordnung der ersten und der zweiten Vorratsstation sind im wesentlichen identisch und es sind daher in den Figuren gleiche Teile beider Stationen mit der gleichen Hinweiszahl bezeichnet, wobei den Hinweiszahlen der Teile der zweiten Vorratsstation ein "a" beigefügt ist.
Wie die Figuren 6 und 7 zeigen, ist der Materialblock 20 der ersten Vorratsstelle auf einer Welle 70 angeordnet, welche um eine feste Achse drehbar ist und von einem beweglichen Zapfenlager getragen wird, sodass die Materialblöcke leicht ersetzt werden können.
Die bewegliche Zapfenlagerung umfasst eine verstellm-lre Schraube 80, die in das eine Ende der Welle 70 eingreift und eine hydraulisch betätigbare Kolben-Zylinderanordnung 86 mit einer Kolbenstange 88, die in das andere Ende der Welle 70 eingrift. Die Schraube 80, die in das eine Ende der Welle 70 eingreift, ist in einer Muffe 82, die mit einem Innengewinde versehen ist, in achsialer Richtung verstellbar. Die Muffe 82 ist an einem Träger montiert, der am oberen Ende einer Säule 84 angeordnet ist, die sich von der Basis B der Vorrichtung nach aufwärts erstreckt. Die hydraulische Betätigungsanordnung 86 ist auf einem Träger montiert, der von einer Säule 90 getragen wird, die sich auf der gegenüberliegenden Seite der Basis der Vorrichtung nach aufwärts erstreckt.
Die hydraulische Betätigungsanordnung 86 ist mit einem elektrisch steuerbaren Magnetventil versehen, das mit einer Druckflüssigkeitsquelle in Verbindung steht, sodass die Kolbenstange 88 zwischen der in der Fig. 7 gezeigten, ausgefahrenen Stellung, in der sie die Welle 70 trägt und einer zurückgezogenen Stellung, in der der Materialblock ersetzt werden kann, hin- und herbewegt werden kann.
Der Materialblock 20 wird durch eine allgemein mit der Hinweiszahl 91 bezeichnete Antriebseinrichtung um die Welle 70 gedreht. Die Antriebseinrichtung 91 umfasst zwei leicht gebogene Tragarme 92 und 94, die an beiden Seiten des Blocks angeordnet und deren untere Enden auf einer Welle 99 befestigt sind. Die Enden 96 und 98 der Welle 99 sind in Lagern 101 und 103 gelagert, die auf den oberen Enden der Säulen 84 und 90 montiert sind. Zwischen den Tragramen und in diesen drehbar gelagert sind eine Reihe von Walzen angeordnet, die ein endloses Band 102 tragen und zwar eine Antriebswalze 105 mit Achsstücken 107 und 109, eine angetriebene Walze 111 und zwei Führungswalzen 113 und 115. Das Achsstück 109 besitzt an seinem äusseren Ende ein Kettenrad 117, das von einer weiter unten im einzelnen beschriebenen Antriebsanordnung angetrieben wird.
Die Antriebseinrichtung 91 wird normalerweise durch zwei hydraulisch betätigbare Kolben-Zylinderanordnungen 104 nach unten auf den Materialblock 20 gedrückt, sodass das Band 102 fest auf dem Block 20 aufliegt. Die Kolbenstangen 121 der Kolben-Zylinderanordnungen 104 sind mit den Tragarmen verbunden, während die Zylinder 123 auf den bereits genannten ortsfesten Säulen 84 bzw. 90 drehbar befestigt sind (siehe Fig. 6). Die Kolben-Zylinderanordnungen 104 sind über Leitungen, die ein elektrisch steuerbares Magnetventil enthalten, mit einer Druckflüssigkeitsquelle verbunden, sodass die Antriebseinrichtung 91 mit dem Band 102 wahlweise zwischen einer unteren Stellung, in der der Materialblock 20 angetrieben werden kann und einer oberen Stellung, in der ein verbrauchter Block gegen einen neuen ausgewechselt werden kann, bewegt werden kann.
Dabei wird in einer Stellung des Magnetventils die Druckflüssigkeit den Zylindern der Anordnungen 104 derart zugeführt, dass die Kolbenstangen in die Zylinder gezogen und das Band 102 auf den Umfang des Blockes 20 gedrückt wird, sodass der Block durch das Band angetrieben werden kann. Wenn der Durchmesser des Materialblocks durch das Abschneiden der Materialbahn abnimmt, wird das Antriebsband 102 von den Kolben Zylinderanordnungen tiefer nach unten bewegt, sodass das Band auf dem Block dauernd fest aufliegt. Soll ein Block ausgewechselt werden, so wird der Fluss der Druckflüssigkeit zu den Anordnungen 104 einfach umgekehrt, wodurch die Antriebseinrichtung 91 gehoben und eine neuer Materialblock zwischen die beweglichen Zapfen eingesetzt werden kann.
Die Bandsäge 106 ist in Bezug auf die Basis der Vorrichtung nach oben und unten bewegbar ausgebildet, wodurch das badförmige Sägeblatt radial zum Materialblock verschiebbar ist und von dem sich drehenden Block eine Materialbahn von bestimmter Dicke abschneiden kann. Wie aus der Fig. 7 ersichtlich ist, umfasst die Bandsäge zwei Räder 110 und 112, die in Gehäusen 114 und 116 drehbar montiert sind, welche zu beiden Seiten der Basis der Vorrichtung angeordnet sind und ein endloses bandförmiges Sägeblatt 24, das über die Räder 110 und 112 läuft. Das Sägeblatt 24 wird durch einen Motor M angetrieben, der über einen Riemen antrieb mit dem Antriebsrad 110 verbunden ist. Die Radgehäuse 114 und 116 werden von rechtwinkeligen hohlen Trägern 122 und 124 getragen.
Die hohlen Träger 122 und 124 umgeben zylindrische Säulen 126 und 128 und sind längs dieser Säulen verschiebbar. Die Säulen 126 und 128 erstrecken sich an beiden Seiten der Basis der Vorrichtung nach aufwärts.
An den gegenüberliegenden Seiten der Träger 122 und 124 sind Führungsrollen 130 montiert, die auf den Säulen 126 und 128 laufen.
Die Bandsäge 106 ist radial zum Materialblock bewegbar, wobei der oben laufende Teil R des Sägeblattes 24 immer parallel zur Drehachse des Blocks gehalten wird wodurch gewährleistet ist, dass über die ganze Breite des Blocks eine Materialbahn von gleichmässiger Dicke abgeschnitten wird. Die parallele Führung des Teiles R des Sägeblattes wird durch zwei drehbare, senkrecht angeordnete Schraubspindeln 144 und 146 bewirkt, die in zwei mit Innengewinden versehenen Führungsteilen 140 und 142 laufen, die von den Radgehäusen 114 und 116 getragen werden.
Die Schraubspin dem 144 und 146 werden durch eine gemeinsame Antriebseinrichtung angetrieben, die einen Motor Mt, ein Reduziergetriebe 132 und Betätigungsgetriebe 150 und 152 an den unteren Enden der Schraubspindeln umfasst, welche Getriebe vom Reduziergetriebe 132 über eine endlose Kette 154 angetrieben werden.
Der Motor M1, welcher die Bandsäge nach aufwärts bewegt, damit diese eine Materialbahn von bestimmter Dicke abschneidet, wird durch eine Schalteinheit S gesteuert, die einen Mikroschalter und einen Zeitschalter umfasst. Der Zeitschalter wird durch einen Arm 164 geschaltet, der im Weg von vier Nocken 166 angeordnet ist, die in gleichen Abständen um die Welle 70 des Blockes 20 verteilt sind, wobei der Arm bei der Drehung der Welle von diesen Nocken betätigt wird.
Während der Drehung der Welle 70 des Blocks 20 mit normaler Geschwindigkeit wird der Zeitschalter vom Arm 164 periodisch betätigt, wodurch der Motor M1 das Sägeblatt für ein durch den Zeitschalter bestimmtes Zeitintervall, das grösser ist als das Zeitintervall, in welchem benachbarte Nocken 166 auf den Arm 164 treffen, gegen den Materialblock bewegt. Dadurch wird im normalen Betrieb die Bandsäge mit einer bestimmten festen Geschwindigkeit kontinuierlich gegen den Block bewegt, sodass eine Materialbahn mit gleichmässiger Dicke vom Umfang des Blocks 20 geschnitten wird.
Wenn die Welle 70 des Materialblocks aufhört sich zu drehen, z. B. beim Abtrennen der Materialbahnen vor dem Aushärten, wird der Motor M1 und damit die Bandsäge nach einem bestimmten kurzen Zeitintervall vom auslaufenden Zeitschalter abgeschaltet. Beginnt sich die Welle 70 wieder zu drehen, z. B. beim nächsten Herstellungszyklus, so wird der Motor M1 über den Zeitschalter eingeschaltet und die Bandsäge beginnt wieder zu laufen. Mit dem Motor M1 stehen zwei Begrenzungsschalter Si und So in Wirkverbindung, wovon der Schalter Si die Abwärtsbewegung der Bandsäge begrenzt und dadurch ihre tiefste Stellung bestimmt und der Schalter S2 die Aufwärtsbewegung der Bandsäge begrenzt und dadurch ihre höchste Stellung bestimmt.
Die Vorschubgeschwindigkeit der Bandsägen kann individuell geändert werden, z. B. durch das Reduktionsgetriebe, wodurch das Verhältnis von Glaswolle zu Schlackenwolle im fertigen Produkt nach Wahl eingestellt werden kann. Dies kann auch mit Hilfe der Zeitschalter in den Schalteineheiten S und Sa ausgeführt werden.
Die vom Block 20 abgeschnittene Materialbahn 26 gelangt auf eine Fördereinrichtung 33, welche die Materialbahn der Fördereinrichtung 35 zuführt, die der zweiten Materialvorratsstation Fo der Vorrichtung zugeordnet ist. Die Fördereinrichtung 33 umfasst ein endloses Band 32 aus Maschengitter, welches Band über mehrere Walzen läuft, einschliesslich der Antriebswalze 175, die an den äusseren Enden zweier Träger 177 drehbar gelagert ist, die sich nach vorwärts gegen die zweite Vorratsstation erstrecken und an ihren inneren Enden an den Säulen 84 und 90 befestigt sind und einer angetriebenen Walze 179, die in Lagern 181 drehbar gelagert ist, welche auf Platten 183 montiert sind, die ihrerseits von den zu beiden Seiten der Vorrichtung angeordneten Radgehäusen der Bandsäge getragen werden.
Die Platten 183, welche aus zwei durch ein Scharnier verbundene Hälften bestehen, ermöglichen durch Verstellen von Justierschrauben 185 kleine Verstellungen der Walze 179 und damit auch der Lage des oben laufenden Teiles 187 des Förderbandes bezüglich des oben laufenden Teiles des Sägeblattes. Ferner sind für das Förderband noch zwei Führungswalzen 189 und 191, sowie eine Spannwalze 193 vorgesehen, wobei die Spannwalze von einem Arm 195 getragen wird, dessen eines Ende an den Säulen drehbar gelagert ist und der an seinem anderen Ende Gegengewichte 197 trägt, welche das Band straff gespannt halten, wenn der oben laufende Teil des Bandes aus der in der Fig. 6 durch eine ausgezogene Linie bezeichnete Stellung in die in der gleichen Figur durch eine gestrichelte Linie bezeichnete Stellung verschoben wird.
Die Fördereinrichtung 35 an der zweiten Materialvorratsstation F ist derart angeordnet, dass eine ununterbrochene Förderbahn zwischen der ersten und der zweiten Vorratsstation gebildet ist. Zu diesem Zweck besitzt die Fördereinrichtung 35 zwei Träger 201, die sich von den seitlich angeordneten Säulen nach rückwärts und im Winkel nach abwärts erstrecken. Die äusseren Enden der beiden Tröger 201 tragen eine drehbar gelagerte Walze 203, die über dem äusseren Ende der Antriebswalze 175 der ersten Fördereinrichtung liegt, sodass der oben laufende Teil 205 des Förderbandes der zweiten Fördereinrichtung fortlaufend die von der ersten Fördereinrichtung kommende Materialbahn aufnehmen kann.
Die Fördereinrichtung 35 transportiert die beiden übereinanderliegenden Materialbahnen durch eine Abschneideeinrichtung C5 zur Wickeleinrichtung Ws.
Die Abschneideeinrichtung C5 besitz wird durch eine Antriebseinrichtung angetrieben, die einen Motor Mo umfasst, der durch einen Riemen 302 mit einem Reduktionsgetriebe 304 verbunden ist, das seinerseits mit Getrieben 306 und 308 in Eingriff steht, wie in der Fig. 13 gezeigt. Das freie Ende des Dorns 200 wird während des Wickelvorganges von einem Reitstock 310 getragen, der sich über einen konischen Bolzen 312 erstreckt, welcher am freien Ende des Dorns gegenüber dem angetriebenen Ende angeordnet ist. Der Reitstock 310 ist über ein Parallelogrammgelenk 314 mit einer Kolben-Zylinderanordnung 316 verbunden. Wie in der Fig. 29 gezeigt, erstreckt sich der Reitstock 310 während des Wickelvorganges über den konischen Bolzen 312 und stützt dadurch die Drehachse des Dorns.
Vor der Abnahme der hergestellten Rohrhülle bewegt die Kolben-Zylinderanordnung 316 den Reitstock durch das Gelenk 314 in die in der Fig. 30 dargestellte zurückgezogene Stellung, sodass die fertige Rohrhülle völlig vom Dorn geschoben werden kann.
Mit dem Dorn 300 arbeitet eine Abstreifeinrichtung 320 zusammen die einen den Dorn umgebenden ringförmigen Kragen 322 umfasst, der mit dem Kolben 324 einer hydraulisch betätigbaren Anordnung 326 verbunden ist. Der Abstreifkragen 322 befindet sich während des Wickelvorganges in der in der Fig. 29 gezeigten Stellung und wird nach dem Aushärten der Rohrhülle durch den Kolben 324 in achsialer Richtung relativ zum Dorn verschoben, sodass, wie in der Fig. 30 gezeigt, die fertige Rohrhülle vom Dorn abgestreift wird. Der Kolben 324 trägt eine Wachsaufbringeinrichtung 330, die einen Vorratsbehälter 332 für Wachs und eine Sprühdose 334 besitzt, deren Sprühöffnung gegen die Oberfläche des Dorns gerichtet ist, sodass während des Abstreifens der fertigen Rohrhülle der Dorn längs eines über seine ganze Länge gehenden Streifens mit Wachs versehen wird.
Dadurch wird bei Beginn eines Wickelvorganges, wenn die Materialbahnen dem Dorn zugeführt und deren Ränder vom Andruckmittel 54 auf den Dorn gepresst werden, eine gute Haftung der ersten Wicklung auf dem Dorn erzielt und dadurch eine genau konzentrische hohlzylindrische Form der fertigen Rohrhülle erhalten.
Während des Wickelvorganges werden die Materialbahnen von einer Andruckeinrichtung 52 gegen den Dorn gedrückt. Die Andruckeinrichtung 52 umfasst einen beweglichen Rahmen 303 mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Seitenwandteilen 305, eine Tragplatte 309, die die Seitenwandteile verbindet und eine Mehrzahl von Walzen über welche ein endloses Andruckband 311 läuft. Diese Walzenanordnung besteht aus drei benachbarten Walzen 319, 321 und 323, die zwischen den Seitenwandteilen 305 angeordnet und in diesen drehbar gelagert sind, einer schwebenden Walze 326, die zwischen den oberen Gelenkelementen 327 einer Steuergelenkanordnung L angeordnet ist und zwei unteren Walzen 329 und 331, die zwischen den senkrechten Seitenwänden des Hauptgestells montiert sind.
Das Band 311 der Andruckeinrichtung wird vom Motor M5 über eine Antriebsverbindung angetrieben, die ein Kettenrad 338 auf der Welle eines Reduziergetriebes 400, ein Kettenrad 334 und auf der Walze 323 und eine Kette 336 umfasst, welche die Kettenräder 338 und 334 verbindet. Die Andruckeinrichtung 52 ist zwischen einer unteren Stellung (siehe Fig. 23) und einer oberen Stellung (siehe Fig. 24) mittels zweier Schraubenspindeln 333 bewegbar. Die Schraubenspindeln sind in mit Schneckengetrieben versehenen Getriebekasten 337 gelagert und können durch einen gemeinsamen Antriebsmotor M angetrieben werden, der über einen Riemenantrieb 341 mit einer Welle 343 verbunden ist, welche die Schneckengetriebe in den Getriebekasten 337 antreibt.
Die oberste und unterste Stellung der Andruckeinrichtung 52 wird durch Begrenzungsschalter Ss und So bestimmt, die den Motor M3 steuern. Der untere Begrenzungsschalter S3 wird durch die untere Seite einer Platte 335 betätigt, wenn die Andruckanordnung gehoben ist und der untere Begrenzungsschalter S4 durch die obere Seite der Platte 335, wenn die Anordnung gesenkt ist (siehe Fig. 13). Die Getriebekasten 337 werden von der Platte 335 getragen, die einen Teil des Hauptrahmen bildet, der an die Tragplatte 309 der Andruckanordnung 52 grenzt.
Das Band der Andruckanordnung besteht aus Maschendraht und neigt dazu Fasern von den Materialbahnen mitzunehmen. Zur Entfernung solcher Fasern ist eine rotierende Bürste 531 vorgesehen, welche über einen Riemenantrieb 533 von einem Motor M4 angetrieben wird.
Die Steuergelenkanordnung L ist zwischen nach unten geneigten Armen 351 drehbar gelagert, die an den Seitenwandteilen 305 angeformt sind. Die Gelenkanordnung steuert verschiedene Arbeitsabläufe der Vorrichtung wie die Beendigung des Wickelvorgangs, die Betätigung der Abschneideeinrichtung und die Änderung der Geschwindigkeit des Dorns während des Wickel- und Aushärtevorganges, wie im einzelnen noch später beschrieben wird. Die Gelenkanordnung umfasst eine mit einem Gegengewicht 361a versehene Welle 361, die in den freien Enden der Arme 351 drehbar gelagert ist, Gelenkarme 363, die an den Enden der Welle 361 befestigt sind und sich nach aufwärts erstrecken, sowie ein mit den äusseren freien Enden der Gelenkarme 363 verbundenes oberes Glied, in dessen freien Enden die schwebende Walze 325 drehbar gelagert ist.
Einer der aufrechten Gelenkarme 363 trägt einen einstellbaren Träger 365 mit einem bogenförmigen Schlitz 367, in welchem eine Stellschraube 369 angeordnet ist, die eine Einstellung der Winkellage der Walze 325 relativ zum Arm 363 gestattet. Der Achsteil 367 der Welle 361 trägt ein Verbindungsglied 369, das den Antrieb 367 eines Potentiometers 379 betätigt. Das Potentiometer 379 ist dem Antriebsmotor M2 des Dorns zugeordnet und ändert dessen Drehgeschwindigkeit und damit diejenige des Dorns in Abhängigkeit von der Drehung des Antriebsrades 373.
Nimmt der Durchmesser des auf den Dorn gewickelten Materials im Verlauf des Wickelvorganges zu, so wird die Walze 325 nach aussen gedrückt und dreht dadurch den Gelenkarm 363 in Uhrzeigerrichtung, wodurch sich das Antriebsrad 373 dreht. Die Drehung des Rades 373 während des Wickelvorganges bewirkt über das Potentiometer eine solche Abnahme der Drehgeschwindigkeit des Dorns, dass die Umfangsgeschwindigkeit des aufgewickelten Teiles der Materialbahnen praktisch immer gleich der linearen Fördergeschwindigkeit des Förderbandes der zweiten Fördereinrichtung ist, wobei das Andruckband der Andruckeinrichtung eine gleichmässige Aufwicklung der Materialbahnen auf dem Dorn gewährleistet.
Wenn der Durchmesser der Rohrhülle auf dem Dorn eine bestimmte Grösse erreicht hat, betätigt ein Nocken 381 auf dem sich unter der Wirkung der Walze 325 nach auswärts bewegenden Arm 363 den Mikroschalter ST, der auf dem Seitenrahmen verstellbar montiert ist. Der Mikroschalter betätigt einen Zeitschalter, der den Antrieb der Abschneideeinrichtung betätigt um die Materialbahnen anzutrennen, wenn der gewünschte Durchmesser der Wicklung auf dem Dorn erreicht ist. Der Mikro schalter S7 kann relativ zum Rahmen verstellt werden um den Zeitpunkt des Abtrennens der Materialbahnen zu ändern, wodurch der Querschnitt der fertigen Rohrhülle bei einem gegebenen Dorn geändert oder an einen Dorn von anderem Durchmesser angepasst werden kann.
Die Gelenkanordnung L besitzt ferner Führungsmittel, um die Walze 325 bei der Bewegung der Andruckeinrichtung von der unteren Stellung (siehe Fig. 23) in die obere Stellung (siehe Fig. 24) in ihre richtige Lage in Bezug auf den Dorn zu bringen. Zu diesem Zweck ist auf einer Seite der Vorrichtung ein vertikaler Gelenkarm 391, der bei 393 mit dem Seitenrahmen drehbar verbunden ist und ein oberer Gelenkarm 395 vorgesehen, der an seinem einen Ende mit dem vertikalen Gelenkarm 395 und an seinem anderen Ende mit dem Mittelpunkt eines Dreharmes 397 drehbar verbunden ist, der seinerseits bei 399 am Seitenrahmen drehbar gelagert ist.
Das obere Ende des Dreharmes 397 trägt eine Führungsrolle 401, die in einem bestimmten Zeitpunkt des Wickelvorganges mit dem unteren Teil eines in Richtung zur Führungsrolle gekrümmten Steuergliedes 403 in Berührung kommt, das in einer bestimmten festen Stellung relativ zum Dorn gehalten wird. Auf einem Winkelträger 407, der an der Seitenwand des Hauptgestells befestigt ist, ist eine einstellbare Schraube 405 montiert, welche die Rückseite des Steuergliedes 403 berührt und auf welcher das Steuerglied während der Bewegung der Andruckeinrichtung aus der oberen in die untere Stellung gleitet (siehe Figuren 23 und 24).
Das Andruckmittel 54 ist auf einer Stange 500 montiert, die sich quer zur Vorrichtung erstreckt und am oberen Ende eines Tragrahmens 502 montiert ist, der sich vom Hauptrahmen nach aufwärts erstreckt. Das Andruckmittel 54 umfasst ein langgestrecktes, gebogenes Andruckglied 504, in dessen Mitte eine Kolbenstange 506 eines hydraulisch betätigbaren Kolben-Zylinderantrieb es 508 befestigt ist, der seinerseits von der Stange 500 und zwei seitlichen Widerlagern 510 getragen wird, wovon jedes einen langgestreckten hohlen Zylinder 512 umfasst, der an einem Ende an der Stange 500 befestigt ist und eine in den Zylinder geschobene Führungsstange 514. Die Führungsstangen 514 sind mit den einander gegenüberliegenden Enden des Andruckgliedes verbunden.
Der Antrieb 508 ist über Leitungen, die ein Steuerventil enthalten, mit einer Druckllüssigkeitsquelle verbunden und bewirkt die Bewegung des Andruckgliedes 504 zum Dorn und von diesem weg.
Ferner ist ein zweiter hydraulisch betätigbarer Antrieb 516 vorgesehen, der am Tragrahmen 502 montiert ist und einen Kolben 518 besitzt, der mit einem Arm 520 verbunden ist, der auf der Stange 500 befestigt ist.
Die Betätigung des Kolbens 518 bewirkt eine Drehung der Stange 500 und damit eine Drehung des Andruckgliedes 504 relativ zum Umfang des Dorns. Ein verstellbarer Anschlag 523 in Form einer Schraube, der zwischen dem Arm 520 und dem Träger 525 des Zylinders des Antriebs 516 angeordnet ist, begrenzt die Drehbewegung der Stange 500 in der Richtung gegen den auf die Fig. 6 bezogenen Uhrzeigersinn. Auf dem Zylinder 509 des Antriebs 508 ist ein Begrenzungsschalter Ss montiert, der von einem Anschlag 511 betätigbar ist. Der Anschlag 511 ist auf einem Stab 513 vorgesehen und bewirkt durch das Schalten des Begrenzungsschalters S8 die Umkehrung des Flusses der Druckflüssigkeit im Zylinder 509, wodurch das Andruckglied aus seiner unteren Andruckstellung zurückgezogen wird.
Wenn im Betrieb, wie in der Fig 24 gezeigt, die erste Lage der Materialbahnen auf dem Dorn aufgebracht wird, dreht der Antrieb 516 die ganze Anordnung in Bezug auf die Fig. 6 um einen kleinen Winkel in der Richtung des Uhrzeigers und der Antrieb 508 bewegt das Andruckglied gleichzeitig vertikal gegen den Dorn, bis das Andruckglied über den vorderen Rändern der Materialbahnen auf dem Dorn liegt, dann dreht der Antrieb 516 die ganze Anordnung weiter, sodass das Andruckglied 504 die vordere Ränder der Materialbahnen gegen den Dorn drückt. In dieser Stellung betätigt der Anschlag 511 den Schalter S8 zum Zurückziehen der Andruckmechanik.
Unter dem Dorn ist, wie am besten aus der Fig. 28 ersichtlich, ein Gasbrenner 537 mit einer längs des Dorns verlaufenden Reihe von Flammen angeordnet, die gegen das aus dem Dorn aufgewickelte Material gerichtet sind und zum Aushärten des Binders dienen, mit dem das Material imprägniert ist. Den Gasbrennern sind Steuermittel zum Zünden und Regulieren der Flamme zugeordnet.
Die Antriebseinrichtungen für die Materialblöcke und die Fördereinrichtungen an den beiden Materialvorratsstationen werden über eine Antriebseinrichtung von einer gemeinsamen Antriebsquelle angetrieben. Diese AntrieDseinrichtung ist am besten aus der Fig. 14 ersichtlich und umfasst eine Merhzahl von miteinander verbundenen Kettenantrieben, welche die Antriebswalzen für die Antriebe der Materialblöcke und die Antriebswalzen der Fördereinrichtungen an den Vorratsstationen F1 und F2 mit einem gemeinsamen Motor M5 verbinden.
Die Antriebswelle des Motors M5 ist über einen Riemenantrieb 401 mit einem Reduziergetriebe 400 verbunden, dessen Antriebswelle mit einem Kettenrad 403 versehen ist, das über eine Kette 405 ein Kettenrad 407 antreibt, das am freilaufenden Ende 406 einer elektromagnetischen Kupplung 408 montiert ist.
Durch Einkuppeln der Kupplung 408 wird die Fördereinrichtung 35 eingeschaltet. Der freilaufende Teil 406 der Kupplung 408 trägt ausser dem Kettenrad 407 ein Kettenrad 409, das über Ketten 411 und 413 und Kettenrädern 415 und 417 eines Scherengelenks 419 ein Kettenrad 421 antreibt, das am äusseren Ende der Welle 99a montiert ist. Auf der Welle 99a ist ebenfalls eine elektromagnetische Kupplung 429 vorgesehen, deren freilaufender Teil 431 über eine Antriebskette 433 mit der Antriebswalze 1 05a der Antriebseinrichtung des Materialblocks 22 verbunden ist. Dadurch können der Block 22 und die Fördereinrichtung an der zweiten Vorratsstation F2 durch Einkuppeln der Kupplungen 408 und 429 angetrieben werden.
Die Welle 99 trägt ein Kettenrad 427 und die Welle 99a ein Kettenrad 425, welche Kettenräder über eine Kette 423 miteinander verbunden sind. Auf der Welle 99 ist ebenfalls eine elektromagnetische Kupplung 441 vorgesehen, deren frei laufender Teil 443 über ein Kettenrad 445 und eine Antriebskette 447 mit einem Kettenrad 117 verbunden ist, das auf der Achse 109 der Antriebswalze 105 der Antriebseinrichtung zum Antrieb des Materialblocks 20 montiert ist. Der frei laufende Teil 443 der Kupplung 441 trägt noch ein Kettenrad 451, das über eine Antriebskette 453 mit der Antriebswalze 175 der Fördereinrichtung 33 an der ersten Vorratsstation F1 verbunden ist. Dadurch können der Materialblock und die Fördereinrichtung an der ersten Vorratsstation unabhängig vom Materialblock und der Fördereinrichtung an der zweiten Vorratsstation und umgekehrt angetrieben werden.
Ferner können die Materialblöcke und die Fördereinrichtungen an beiden Vorratsstationen durch Einkuppeln aller Kupplungen gemeinsam vom Motor M5 angetrieben werden.
Nachfolgend soll die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung zur Herstellung von Rohrhüllen zusammenfassend beschrieben werden. Es sei angenommen, dass ein neuer Block 20 aus Glaswolle an der ersten Vorratsstation F1 und ein neuer Block 22 aus Schlackenwolle an der zweiten Vorratsstation F2 montiert ist und dass sich die Bandsägen in ihren unteren Stellungen befinden. Zu Beginn der Herstellung einer Rohrhülle befinden sich auch, wie die Fig. 23 zeigt, die Andruckeinrichtung 52 und die Abschneideeinrichtung C5 in ihren unteren Stellungen.
Das Programm der Herstellungszyklusses wird durch einen Programmgeber P5 gesteuert, welcher einen mehrere Nocken aufweisenden mehrstelligen Schrittschalter, der in der Fig. 6 schematisch dargestellt und mit X bezeichnet ist, drei mit Y1, Ya und Y3 bezeichnete Zeitschalter, eine mit Z bezeichnete Zähleinrichtung und die bereits früher beschriebenen Steuerschalter umfasst. Diese Steuereinrichtung bewirkt bestimmte Funktionen der verschiedenen Motore und hydraulischen Antriebe zu bestimmten Zeiten.
Vor dem Beginn der Herstellung einer Rohrhülle befinden sich alle Steuerschalter in ihren Ausgangsstellungen und die Vorrichtung ist gestoppt. Zum Einschalten der Vorrichtung wird der Startknopf Os gedrückt, wodurch der Schrittschalter X auf die Stellung 2 schaltet und den hydraulischen Antrieb 211 zum Heben der Abschneideeinrichtung Cs in ihre obere Stellung betätigt und den Motor M2 einschaltet der den Dorn 50 mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit antreibt.
Gleichzeitig werden die Motore M1 und M zum Antrieb der Schraubenspindeln der Bandsägen, der Motor M4 für den Antrieb der Reinigungsbürste 531 und der Hauptantriebsmotor M. für den Antrieb der Materialblöcke und der Fördereinrichtungen an der ersten und zweiten Vorratsstation eingeschaltet. Dadurch beginnen sich die Materialblöcke zu drehen und an jeder Station werden die Bandsägen gegen die Blöcke geschoben um von diesen die Materialbahnen 26 und 30 anzuschneiden. Die abgeschnittenen Materialbahnen werden von den Fördereinrichtungen der Wickeleinrichtung W5 zugeführt.
Die Nocken 166 auf den Wellen der Blöcke und die Schaltarme 164 der Schalteinheiten S und Sa bewirken einen kontinuierlichen Vorschub der Bandsägen während der Drehung der Blöcke, wobei die Vorschubgeschwindigkeit jeder Bandsäge durch Einstellen eines Reduziergetriebes verändert werden kann, wodurch das Verhältnis von Glaswolle zu Schlackenwolle im fertigen Produkt geändert werden kann.
Nachdem eine für eine Wickellage auf dem Dorn ausreichende Länge der übereinanderliegenden Materialbahnen über die Abschneideeinrichtung C gelaufen und diese Länge von der Zähleinrichtung Z festgestellt worden ist, wobei die Ränder der Materialbahnen angenähert die in der Fig. 23 gezeigte Stellung erreicht haben, schaltet der Schrittschalter in die Stellung 3, in welcher vorübergehend der Hauptantriebsmotor M5 für die Fördereinrichtungen gestoppt und der Motor M3 zum Antrieb der Schraubenspindeln 333 eingeschaltet wird, um die Andruckeinrichtung in ihre obere Stellung zu bringen (siehe Fig. 26).
Wie bereits früher beschrieben, wird, wenn der obere Begrenzungsschalter S3 die Platte 335 erreicht, der Motor Ms abgeschaltet, wobei sich dann die Andruckeinrichtung in ihrer oberen Stellung befindet Weiter wird in der Stellung 3 des Schrittschalters X der hydraulische Antrieb 316 betätigt, wodurch der Reitstock in eine Stellung gebracht wird, in der er das äussere Ende des Dorns trägt. Ferner werden in der Stellung 3 des Schrittschalters X auch die hydraulischen Antriebe 510 und 516 für das Andruckmittel 54 auf die bereits früher beschriebene Art betätigt.
Die Betätigung des oberen Begrenzungsschalters S3 der Andruckeinrichtung bewirkt, dass der Schrittschalter in die Stellung 4 schaltet, in welcher der Antriebsmotor M5 wieder eingeschaltet wird und die Materialblöcke und Fördereinrichtungen an den beiden Vorratsstationen wieder antreibt. Gleichzeitig wird in diesem Moment das Andruckglied 504 des Andruckmittels 54 gegen den Umfang des Dorns geschoben und in eine solche Stellung zum Dorn gebracht, dass die Ränder der Materialbahnen vom Andruckmittel zwischen den Dorn und das Andruckband gedrückt werden. Die Betätigung des Begrenzungsschalters Ss, welcher den Fluss der Druckflüssigkeit im hydraulischen Antrieb 510 umkehrt, bewirkt dann, wie bereits früher beschrieben, das Heben des Andruckmittels 54 in seine obere Stellung.
Während des weiteren Wickelvorganges werden die Materialbahnen spiralförmig auf den Dorn gewickelt.
Während des Aufbaues der Rohrhülle auf dem Dorn dreht sich die Gelenkanordnung L um die Welle 361, wodurch fortlaufend eine kleine Winkeldrehung des Antriebrades 373 bewirkt wird, welches über das Potentiometer 379 die Drehgeschwindigkeit des Dorns während des Aufbaues der Rohrhülle allmählich verringert.
Diese Steueranordnung bewirkt, dass die Umfangsgeschwindigkeit der auf den Dorn gewickelten Materialbahnen praktisch gleich ist der linearen Geschwindigkeit der Fördereinrichtungen, sodass die Gefahr eines Reissens der Materialbahnen während des Wickelvorganges vermieden ist und eine gewünschte Grösse und Dichte der fertigen Rohrhülle genau eingeschalten werden kann.
Während des Aufwickelns der Materialbahnen auf dem Dorn dreht sich die Gelenkanordnung L mit Bezug auf die Fig. 6 im Uhrzeigersinn, wobei in einem bestimmten Punkt dieser Drehung die Nocke 381 den Begrenzungsschalter S7 betätigt, der das Weiterschalten des Stufenschalters X in die Stellung 5 bewirkt, wodurch die Abschneideinrichtung C5 durch den hydraulischen Antrieb 211 in ihre untere Stellung gebracht, die Kupplung für die Antriebe der Materialblöcke und der Fördereinrichtungen ausgekuppelt und der Gasbrenner angezündet und auf kleiner Flamme gehalten wird.
Ferner werden vom Schritts ch alter gleichzeitig die Zeitschalter Y2 und Y3 eingeschaltet. Während dieser Periode dreht sich der Dorn mit einer bestimmten Geschwindigkeit weiter um die in der Abschneideeinrichtung abgetrennten Materialbahnen fertig aufzuwikkeln. Nach einer durch den Zeitschalter Y. bestimmten Zeit wird der Schrittschalter X in die Stellung 6 geschaltet, in der die Drehgeschwindigkeit des Dorns und die Geschwindigkeit des Andruckbandes der Andruckeinrichtung 52 vergrössert, sowie der Gasbrenner von kleiner auf grosse Flamme geschaltet wird um die auf den Dorn gewickelten Materialbahnen auszuhärten.
Nach einer durch den Zeitschalter Y3 bestimmten Zeit wird der Schrittschalter X in die Stellung 7 geschaltet, wodurch der Motor M2 zum Antrieb des Dorns und der Motor M5 ausgeschaltet und der Motor M3 für den Antrieb der Schraubenspindeln 333 eingeschaltet wird, um die Andruckeinrichtung in ihre untere Stellung zu bringen. Wenn die Andruckeinrichtung ihre untere Stellung erreicht, schaltet der Begrenzungsschalter So den Motor M3 aus und betätigt den hydraulischen Antrieb 326 des Kragens 322, der die fertiggestellte Rohrhülle vom Dorn ab streift.
Wenn der Abstreifkragen 322 seine äussere Grenzstellung benachbart dem freien Ende des Dorns erreicht und die fertige Rohrhülle abgestreift ist, wird durch den Schalter S5 der Fluss der Druckflüssigkeit im hydraulischen Antrieb 326 umgekehrt, sodass der Abstreifkragen 322 wieder zurückgezogen wird und den Begrenzungsschalter S6 betätigt, wodurch der Schrittschalter X in die Stellungen 9, 10, 11 und 12 geschaltet und der Zeitschalter Y1 betätigt wird. Der Zeitschalter Yj schaltet dann den Schrittschalter X in die Stellung 2, wodurch der nächste Herstellungszyklus beginnt. Auf diese Weise werden fortlaufend Rohrhüllen hergestellt, bis der Stoppknopf Of gedrückt und die ganze Vorrichtung ausgeschaltet wird.
Die verschiedenen hydraulischen Antriebe enthalten Solenoide, die auf elektrische Steuersignale des Programmgebers ansprechen und den Herstellungszyklus in der oben beschriebenen Weise und Reihenfolge steuern.
Method and device for the production of pipe casings
The invention relates to the production of a layered tubular casing, which can consist of a first fibrous material such as glass wool and a second fibrous material such as slag wool, these materials being spirally wound into a tube shape such that the outermost layer and the alternating layers of glass wool and the layers in between are made of slag wool.
The properties which are mainly desired in a pipe casing for the insulation of pipelines are high compressive strength, a certain degree of elasticity, resistance to abrasion and abrasion and the possibility of economical production. The known tubular casings do not have all of the desired properties mentioned above. For example, some known pipe casings consist of sheets of slag wool that have been spirally wound to a certain cross section and then cured. Other known pipe casings are of a similar construction, but consist entirely of glass wool. When processing very dense pipe casings made of slag wool, a number of serious defects occur, such as damage to the surface of the pipe casings during packaging and during transport as a result of insufficient abrasion resistance.
The insufficient elasticity and the insufficient mechanical strength of these pipe shells also have the consequence that their ends can be badly damaged during transport and when working and the pipe shells often break on the construction site. Furthermore, it was found that layered pipe casings made of slag wool not only have a low abrasion resistance but also tend to diverge along the layers and to break along the hinge-like part between two pipe casing halves. Layered pipe casings made of cheap glass wool generally have the same disadvantageous properties as the pipe casings made of slag wool, that is to say low abrasion resistance, the tendency to open up along the layers and to break along the hinge-like part between two pipe casing halves.
On the other hand, the production of layered pipe casings with the necessary compressive strength and density from glass wool of better quality is much too expensive.
The tubular casing according to the present invention is characterized in that it consists of spirally wound, superposed webs of fibrous material, the outer layer and each further layer connected to it consisting of a first fibrous material and the layers in between consisting of a second fibrous material . As has been found, the optimum properties of the pipe casing are obtained when the proportion of glass wool is 10 to 35% of the total weight and the density is 72 to 136 kg / m3 (4.5 to 8.5 lbs./ft3) . The physical properties of such pipe casings are comparable to those of a pipe casing made entirely of glass wool.
The slag wool mainly serves as a cheap filler in the proposed pipe casing in order to achieve the necessary density for the required high compressive strength.
The layered pipe casing made of glass wool and slag wool can be cut through along one side to facilitate installation on a pipe to be insulated and cut along the opposite side, so that the pipe casing is divided into two halves which are connected by a hinge-like part. In such pipe shells, the glass wool layers reinforce the slag wool layers, so that the dimensions of the pipe sheath do not change even when it is exposed to strong vibrations. Other advantages that result from the use of glass wool are a lower density and the much greater elasticity of the pipe casing compared to one made only of slag wool
Pipe casing.
By using slag wool with a proportion of 65 to 90% of the total weight, the production costs of the pipe casing can also be significantly reduced compared to a pipe casing made entirely of glass wool.
Known devices for the production of layered pipe casings of the above type comprise a material storage station in which a block of slag wool or glass wool is rotatably mounted, the block being displaceable relative to a stationary saw so that a material web of a certain thickness is continuously cut from the circumference of the block can be. This material web is fed to a mandrel and wound onto it. After reaching a certain thickness, the product is cured and pulled off the mandrel.
However, difficulties arise in the manufacture of tubular casings with devices of this type. For example, it is difficult to adjust the block with respect to the saw in such a way that a material web with a uniform thickness is obtained. As a result, a certain desired wall thickness and density of the finished pipe casing can only be maintained with difficulty.
Furthermore, in the known devices, the mandrel is driven at a certain fixed rotational speed, whereby the material web is stretched and can tear when being wound onto the mandrel, since the circumferential speed of the wound part of the material web increases during winding and is greater than the linear speed of the incoming one Part of the material web. This has an unfavorable effect on the density and the evenness of the cross-section of the finished pipe casing. In addition, if the material web breaks, the device must be switched off and production interrupted.
It was also found that the central opening in the pipe casings produced on the known devices does not have a circular cross section and, moreover, differs from pipe casing to pipe casing.
This results in increased rejects, since the central opening of the pipe casing must correspond to the size and the circular cross-section of the pipe to be insulated, so that effective insulation of the pipe can be achieved.
The purpose of the invention is to create a device which is free from the disadvantages of the known devices, so that a specific shape and a specific cross-section of the tubular casings can be precisely maintained. The device according to the invention is characterized by a first material supply station in which a block of a first fibrous material is rotatably mounted, a second material supply station in which a block of a second fibrous material is rotatably mounted, at each supply station a cutting means for cutting off a material web from Scope of each material block and conveying means for feeding the material webs lying one on top of the other to a winding device which comprises a winding mandrel and means for spiral winding or material webs.
The cutting means for the blocks can expediently be controlled in such a way that material webs of uniform thickness are cut from the circumference of the blocks and a certain desired wall thickness of the pipe casings and a certain desired ratio of slag wool to glass wool in the pipe casings is achieved. Furthermore, the device can have means for changing the rotational speed of the mandrel during the winding process, so that the peripheral speed of the material wound on the mandrel can be essentially equal to the linear speed of the incoming material webs, whereby stretching, tearing or bulging of the material webs is prevented. These means can also enable the density, the wall thickness and the ratio of glass wool to slag wool in the finished product to be set precisely.
The device can also have means which ensure a tight winding of the material webs on the mandrel, whereby a circular central opening with a certain desired size can be obtained in the finished product. These means can expediently comprise a wax application device that applies a wax strip to the mandrel before the start of the winding process, and a pressure mechanism that presses the two front edges of the material webs against this during the first rotation of the mandrel.
The invention is described below, for example, with reference to the accompanying drawings.
In the drawings shows:
1 shows a perspective view of an embodiment of a part of the tubular casing according to the invention,
FIG. 2 shows an enlarged cross section through the pipe casing along the line 2-2 in FIG. 1,
3 shows a perspective view of a part of a tubular casing with a radial continuous cut along one side and a radial incision along the opposite side,
FIG. 4 shows a perspective view of the pipe casing according to FIG. 3 in the open state before being applied to a pipeline.
5 shows a schematic representation of the mode of operation of an embodiment of the device according to the invention for producing tubular casings,
6 shows a longitudinal section through the device for the production of tubular casings with construction details;
FIG. 7 shows an enlarged view of one end of the device according to FIG.
6 with a supply station,
8 shows an enlarged partial view of the rear supply station along the line 8-8 in FIG. 6;
9 shows an enlarged partial view along the line 9-9 in FIG. 7, which shows the setting means for setting the saw blade of the sawing device,
10 shows a partial view along the line 10-10 in FIG. 7 of part of the drive device for one of the sawing devices,
11 shows an enlarged partial section along the line 11-11 in FIG. 8,
Fig. 12 is a view of the right end of the device shown in Fig. 6,
13 is a view of the winding device along line 13-13 in FIG. 6.
14 shows a plan view of part of the drive device for driving the blocks of material at the storage stations,
14a shows a schematic view of the drive connection for the pressure device,
15 shows a view of the winding device with the position of the individual parts during the hardening of a pipe casing,
16 to 21 enlarged sections along the line 16-16, 17-17, 18-18, 19-19, 20-20 and 21-21 in FIG. 15,
22 shows a section along the line 22-22 in FIG. 21,
23 shows a partially sectioned side view of the winding device at the beginning of the winding process with part of the material webs in the starting position,
24 shows the winding device according to FIG. 23 during the application of the first winding layer on the mandrel with the pressure mechanism in the pressure position,
Fig.
25 is a partial view showing how the pressure mechanism presses the front edge of the material webs onto the mandrel,
FIG. 26 is a view similar to FIG. 25, which shows the position of the individual parts when the material webs are separated,
27 shows a partial view of the winding device during the curing of a pipe casing,
28 shows an enlarged section along the line 28-28 in FIG. 27,
FIG. 29 is a view taken along line 29-29 in FIG. 28;
FIG. 30 is a view similar to FIG. 29 showing the finished tubular casing being pushed off the mandrel, and FIG
FIG. 31 shows a partially sectioned view of the wax application device along the line 31-31 of FIG. 30.
In the figures 1 to 4, a hollow cylindrical pipe casing 10 is shown. As shown in FIG. 2, the tubular casing 10 has a layered structure which consists of several layers of a fibrous material.
The layers are connected to one another and interlock to form a uniform structure.
The tubular casing 10 consists of material webs of various types of fibrous materials that are wound up in a spiral shape on top of one another. The outer layer Lf and every other subsequent layer consists of glass wool, while the layers Lm between the glass wool layers consist of slag wool.
As can be seen from Figures 3 and 4, the tubular casing 10 has a longitudinally extending through slot 12 and a diametrically opposite, partially cut slot 14, which slots divide the tubular casing into two halves 10a and 10b, which are formed by a hinge-like part 16 are connected to each other. As a result, the pipe casing can be opened, as shown in FIG. 4, whereby the assembly of the pipe casing on a pipeline is facilitated.
As has been established, pipe casings with optimal functional properties and maximum economy are obtained if the proportion of glass wool in the total weight of a pipe casing consists of 10 to 35% and the remainder consists of slag wool and the finished pipe casings have a density of 72 to 136 kg / m3 (4.5-8.5 lbs / ft3). The physical properties of such pipe shells are comparable to those of pipe shells made entirely of glass wool, i.e. they have good elasticity and can therefore be transported and installed without difficulty, a stable, bound structure, so that the layers do not separate from one another can and good dimensional stability under vibration loads.
Furthermore, the layered pipe casings are extremely economical and the outer layer of glass wool forms a reliable connection between the two pipe casing halves that does not break or splinter when the pipe casings are cut open.
The production of pipe casings is described below with reference to the devices shown in FIG. 5 and in FIGS. 23 to 27. FIG. This device has two material supply stations F1 and Fe. At the first storage station F1 there is a circular cylindrical block 20 made of a first fibrous material, in the present case glass wool, which is impregnated with a thermosetting binder, and at the second storage station F2 there is a circular cylindrical block 22 made of a second fibrous material, in the present case slag wool , which is impregnated with a thermosetting binder, is rotatably arranged.
At the first supply station F1 there is also a band saw with an endless saw blade 24, the top part of which is moved radially against the block 20 at a certain speed during the production of a tubular casing, so that a material web 26 with a certain thickness runs from the circumference of this block is cut off. At the supply point F2. there is a similar band saw with an endless saw blade 28, the lower part of which is moved radially against the block 22 at a certain speed so that a material web with a certain thickness is continuously cut from the circumference of this block.
The material web 26 made of glass wool arrives at an endless belt 32 of a first conveyor 33 and from this belt to an endless belt 34 of a second conveyor 35. The material web 30 made of slag wool lies on the material web 26 made of glass wool when it is cut from the material block 22 and is combined with this guided from the endless belt 34 via a cutting device Cs to a winding device Ws which comprises a rotatably arranged mandrel 50 and a pressure belt 52 which presses the material webs against the mandrel during the winding.
During the production of a tubular sleeve, as shown in FIGS. 1 to 4, a drive device is switched on in order to set the material blocks 20 and 22 in rotation and to drive the conveying devices 33 and 35. When each block rotates, the band saws are moved in the radial direction against the blocks in such a way that a material web of a certain, practically uniform thickness is continuously cut from each block and deposited on the conveyor belt 32 or 34. At the beginning of the manufacturing process, the pressure belt 52 is in a lower position (see FIG. 23). When the edges of the material webs have reached the top part of the pressure belt 52 and have reached a certain distance from the mandrel, the Andruckbang is raised (see FIG. 24) and at the same time the pressure means 54 is lowered against the mandrel 50.
As a result, in the course of the further movement, the edges of the material webs are pressed against the mandrel and guided around it. After a certain time, the duration of which depends on the desired band thickness of the finished pipe casing, automatic control means cause the actuation of the cutting means of the cutting device C5, the switching off of the conveying devices 33 and 35 and the initiation of the curing process. During this part of the manufacturing process, the mandrel rotates at a certain first speed. After a precisely defined time has elapsed, the speed of rotation of the mandrel is increased and, to cure the wound product, the gas flames of a gas burner are switched from small to large and hot air is blown through the mandrel.
After the hardening has ended, the mandrel 50 is stopped, the gas burner is switched off and the pressure band 52 is brought back into its lower position.
Then the finished pipe casing is pressed from the mandrel by a pressure device and the production cycle for the production of the next pipe casing is then automatically repeated.
To control the device in the manner described above, numerous drive means such as motors and piston-cylinder drives and control means such as cyclic programming devices with timers, counters and switches are provided, which are described in detail later using the example of a special embodiment of the device according to the invention.
As in the general description above, the structure and function of the first supply station F1 of the particular device will begin and the other parts of this particular device will be described as the webs of material 26 and 30 pass through the device.
The individual parts and the arrangement of the first and the second supply station are essentially identical and therefore identical parts of both stations are denoted by the same reference number in the figures, the reference numbers of the parts of the second supply station being appended with an "a".
As FIGS. 6 and 7 show, the material block 20 of the first storage location is arranged on a shaft 70 which is rotatable about a fixed axis and is supported by a movable journal bearing so that the material blocks can be easily replaced.
The movable journal bearing comprises an adjustable screw 80 which engages in one end of the shaft 70 and a hydraulically actuated piston-cylinder arrangement 86 with a piston rod 88 which engages in the other end of the shaft 70. The screw 80, which engages in one end of the shaft 70, is adjustable in the axial direction in a sleeve 82 which is provided with an internal thread. The sleeve 82 is mounted on a bracket which is disposed at the top of a column 84 which extends upwardly from the base B of the device. The hydraulic actuator assembly 86 is mounted on a bracket carried by a column 90 which extends upwardly on the opposite side of the base of the apparatus.
The hydraulic actuation arrangement 86 is provided with an electrically controllable solenoid valve which is in communication with a pressure fluid source, so that the piston rod 88 between the extended position shown in FIG. 7 in which it supports the shaft 70 and a retracted position in which the block of material can be replaced, can be moved back and forth.
The block of material 20 is rotated about the shaft 70 by a drive device generally designated by reference numeral 91. The drive device 91 comprises two slightly curved support arms 92 and 94, which are arranged on both sides of the block and whose lower ends are fastened on a shaft 99. The ends 96 and 98 of the shaft 99 are journalled in bearings 101 and 103 which are mounted on the upper ends of the columns 84 and 90. A row of rollers are arranged between the support frames and rotatably mounted in them, which carry an endless belt 102, namely a drive roller 105 with axle pieces 107 and 109, a driven roller 111 and two guide rollers 113 and 115. The axle piece 109 has on its outer one At the end of a sprocket 117 which is driven by a drive arrangement described in detail below.
The drive device 91 is normally pressed down onto the material block 20 by two hydraulically actuatable piston-cylinder arrangements 104, so that the belt 102 rests firmly on the block 20. The piston rods 121 of the piston-cylinder arrangements 104 are connected to the support arms, while the cylinders 123 are rotatably fastened on the already mentioned stationary columns 84 and 90 (see FIG. 6). The piston-cylinder arrangements 104 are connected to a pressure fluid source via lines containing an electrically controllable solenoid valve, so that the drive device 91 with the belt 102 selectively between a lower position in which the material block 20 can be driven and an upper position in which a used block can be exchanged for a new one, can be moved.
In one position of the solenoid valve, the pressure fluid is supplied to the cylinders of the arrangements 104 in such a way that the piston rods are drawn into the cylinders and the belt 102 is pressed onto the circumference of the block 20 so that the block can be driven by the belt. When the diameter of the material block decreases as a result of the cutting of the material web, the drive belt 102 is moved lower down by the piston-cylinder assemblies, so that the belt rests firmly on the block at all times. If a block is to be replaced, the flow of the pressure fluid to the arrangements 104 is simply reversed, whereby the drive device 91 can be raised and a new block of material can be inserted between the movable pins.
The band saw 106 is designed to be movable up and down with respect to the base of the device, as a result of which the bath-shaped saw blade can be displaced radially to the block of material and can cut a web of material of a certain thickness from the rotating block. As can be seen from FIG. 7, the band saw comprises two wheels 110 and 112, which are rotatably mounted in housings 114 and 116, which are arranged on both sides of the base of the device, and an endless band-shaped saw blade 24 which extends over the wheels 110 and 112 is running. The saw blade 24 is driven by a motor M which is connected to the drive wheel 110 by means of a belt drive. The wheel housings 114 and 116 are supported by right angled hollow supports 122 and 124.
The hollow beams 122 and 124 surround cylindrical columns 126 and 128 and are slidable along these columns. The pillars 126 and 128 extend upward on either side of the base of the device.
Guide rollers 130 are mounted on opposite sides of the beams 122 and 124 and run on the pillars 126 and 128.
The band saw 106 can be moved radially to the block of material, the upper part R of the saw blade 24 always being kept parallel to the axis of rotation of the block, which ensures that a material web of uniform thickness is cut over the entire width of the block. The parallel guidance of the part R of the saw blade is effected by two rotatable, vertically arranged screw spindles 144 and 146, which run in two guide parts 140 and 142 provided with internal threads, which are carried by the wheel housings 114 and 116.
The screw spindles 144 and 146 are driven by a common drive device comprising a motor Mt, a reduction gear 132 and actuation gears 150 and 152 at the lower ends of the screw spindles, which gears are driven by the reduction gear 132 via an endless chain 154.
The motor M1, which moves the band saw upwards so that it cuts a material web of a certain thickness, is controlled by a switching unit S which comprises a microswitch and a timer. The timer is switched by an arm 164 positioned in the path of four cams 166 equally spaced around the shaft 70 of the block 20, the arm being actuated by these cams as the shaft rotates.
During the rotation of the shaft 70 of the block 20 at normal speed, the timer is actuated by the arm 164 periodically, whereby the motor M1 the saw blade for a time interval determined by the timer, which is greater than the time interval in which adjacent cams 166 on the arm 164 hit, moved against the block of material. As a result, during normal operation, the band saw is continuously moved against the block at a certain fixed speed, so that a material web with a uniform thickness is cut from the circumference of the block 20.
When the shaft 70 of the block of material stops rotating, e.g. B. when separating the material webs before hardening, the motor M1 and thus the band saw is switched off after a certain short time interval by the expiring timer. When the shaft 70 begins to rotate again, e.g. B. in the next production cycle, the motor M1 is switched on via the timer and the band saw starts to run again. Two limit switches Si and So are in operative connection with the motor M1, of which the switch Si limits the downward movement of the band saw and thereby determines its lowest position and the switch S2 limits the upward movement of the band saw and thereby determines its highest position.
The feed speed of the band saws can be changed individually, e.g. B. by the reduction gear, whereby the ratio of glass wool to slag wool in the finished product can be adjusted as desired. This can also be done with the help of the time switches in the switching units S and Sa.
The material web 26 cut from the block 20 arrives at a conveying device 33, which feeds the material web to the conveying device 35 which is assigned to the second material supply station Fo of the device. The conveyor 33 comprises an endless belt 32 of mesh, which belt runs over several rollers, including the drive roller 175, which is rotatably mounted on the outer ends of two carriers 177, which extend forward towards the second storage station and at their inner ends the columns 84 and 90 and a driven roller 179 which is rotatably mounted in bearings 181 which are mounted on plates 183 which in turn are carried by the wheel housings of the band saw arranged on both sides of the device.
The plates 183, which consist of two halves connected by a hinge, allow small adjustments of the roller 179 and thus also the position of the upper part 187 of the conveyor belt with respect to the upper part of the saw blade by adjusting the adjustment screws 185. Furthermore, two guide rollers 189 and 191 and a tension roller 193 are provided for the conveyor belt, the tension roller being carried by an arm 195, one end of which is rotatably mounted on the columns and which at its other end carries counterweights 197, which hold the belt Keep it taut when the upper part of the belt is moved from the position indicated by a solid line in FIG. 6 into the position indicated by a dashed line in the same figure.
The conveying device 35 at the second material supply station F is arranged in such a way that an uninterrupted conveying path is formed between the first and the second supply station. For this purpose, the conveyor device 35 has two supports 201 which extend backwards from the laterally arranged columns and downwards at an angle. The outer ends of the two carriers 201 carry a rotatably mounted roller 203 which lies above the outer end of the drive roller 175 of the first conveyor so that the upper part 205 of the conveyor belt of the second conveyor can continuously pick up the material web coming from the first conveyor.
The conveyor device 35 transports the two material webs lying one above the other through a cutting device C5 to the winding device Ws.
The cutting device C5 is driven by a drive device comprising a motor Mo connected by a belt 302 to a reduction gear 304 which in turn meshes with gears 306 and 308, as shown in FIG. The free end of the mandrel 200 is carried during the winding process by a tailstock 310 which extends over a conical pin 312 which is arranged at the free end of the mandrel opposite the driven end. The tailstock 310 is connected to a piston-cylinder arrangement 316 via a parallelogram joint 314. As shown in FIG. 29, the tailstock 310 extends over the conical bolt 312 during the winding process and thereby supports the axis of rotation of the mandrel.
Before removing the pipe casing produced, the piston-cylinder arrangement 316 moves the tailstock through the joint 314 into the retracted position shown in FIG. 30, so that the finished pipe casing can be pushed completely from the mandrel.
A stripping device 320 works together with the mandrel 300 and comprises an annular collar 322 surrounding the mandrel, which is connected to the piston 324 of a hydraulically actuatable arrangement 326. During the winding process, the stripping collar 322 is in the position shown in FIG. 29 and is displaced in the axial direction relative to the mandrel by the piston 324 after the pipe casing has hardened, so that, as shown in FIG. 30, the finished pipe casing from Mandrel is stripped. The piston 324 carries a wax applicator 330, which has a storage container 332 for wax and a spray can 334, the spray opening of which is directed towards the surface of the mandrel, so that the mandrel is provided with wax along a strip extending over its entire length while the finished tubular casing is being stripped off becomes.
As a result, at the beginning of a winding process, when the material webs are fed to the mandrel and their edges are pressed onto the mandrel by the pressure means 54, good adhesion of the first winding to the mandrel is achieved and an exactly concentric hollow-cylindrical shape of the finished tubular casing is obtained.
During the winding process, the material webs are pressed against the mandrel by a pressure device 52. The pressure device 52 comprises a movable frame 303 with two side wall parts 305 arranged at a distance from one another, a support plate 309 which connects the side wall parts and a plurality of rollers over which an endless pressure belt 311 runs. This roller arrangement consists of three adjacent rollers 319, 321 and 323, which are arranged between the side wall parts 305 and are rotatably mounted in them, a floating roller 326 which is arranged between the upper joint elements 327 of a control joint arrangement L and two lower rollers 329 and 331, which are mounted between the vertical side walls of the main frame.
The belt 311 of the pressure device is driven by the motor M5 via a drive connection comprising a chain wheel 338 on the shaft of a reduction gear 400, a chain wheel 334 and on the roller 323 and a chain 336 which connects the chain wheels 338 and 334. The pressure device 52 can be moved between a lower position (see FIG. 23) and an upper position (see FIG. 24) by means of two screw spindles 333. The screw spindles are mounted in gearboxes 337 provided with worm gears and can be driven by a common drive motor M which is connected via a belt drive 341 to a shaft 343 which drives the worm gears in the gearbox 337.
The top and bottom positions of the pressure device 52 are determined by limit switches Ss and So which control the motor M3. The lower limit switch S3 is operated by the lower side of a plate 335 when the pusher assembly is raised and the lower limit switch S4 by the upper side of the plate 335 when the assembly is lowered (see Figure 13). The gear boxes 337 are supported by the plate 335 which forms part of the main frame which is adjacent to the support plate 309 of the pressure assembly 52.
The band of the pressure arrangement consists of wire mesh and tends to take fibers with it from the material webs. To remove such fibers, a rotating brush 531 is provided, which is driven by a motor M4 via a belt drive 533.
The control joint arrangement L is rotatably supported between downwardly inclined arms 351 which are integrally formed on the side wall parts 305. The joint arrangement controls various work processes of the device such as the termination of the winding process, the actuation of the cutting device and the change in the speed of the mandrel during the winding and curing process, as will be described in detail later. The joint arrangement comprises a shaft 361 provided with a counterweight 361a which is rotatably supported in the free ends of the arms 351, joint arms 363 which are attached to the ends of the shaft 361 and extend upwards, and one with the outer free ends of the Articulated arms 363 connected upper link, in the free ends of which the floating roller 325 is rotatably mounted.
One of the upright articulated arms 363 carries an adjustable support 365 with an arcuate slot 367 in which an adjusting screw 369 is arranged which allows the angular position of the roller 325 to be adjusted relative to the arm 363. The axle part 367 of the shaft 361 carries a connecting member 369 which actuates the drive 367 of a potentiometer 379. The potentiometer 379 is assigned to the drive motor M2 of the mandrel and changes its rotational speed and thus that of the mandrel as a function of the rotation of the drive wheel 373.
If the diameter of the material wound on the mandrel increases in the course of the winding process, the roller 325 is pressed outwards and thereby rotates the articulated arm 363 in a clockwise direction, whereby the drive wheel 373 rotates. The rotation of the wheel 373 during the winding process causes such a decrease in the rotational speed of the mandrel via the potentiometer that the circumferential speed of the wound part of the material webs is practically always the same as the linear conveying speed of the conveyor belt of the second conveyor device, with the pressure belt of the pressure device winding the Material webs guaranteed on the mandrel.
When the diameter of the tubular casing on the mandrel has reached a certain size, a cam 381 on the arm 363, which moves outward under the action of the roller 325, actuates the microswitch ST, which is adjustably mounted on the side frame. The microswitch activates a timer which activates the drive of the cutting device in order to cut the material webs when the desired diameter of the winding on the mandrel is reached. The microswitch S7 can be adjusted relative to the frame in order to change the time at which the material webs are separated, whereby the cross-section of the finished tubular casing can be changed for a given mandrel or adapted to a mandrel with a different diameter.
The joint arrangement L also has guide means in order to bring the roller 325 into its correct position in relation to the mandrel when the pressure device is moved from the lower position (see FIG. 23) to the upper position (see FIG. 24). For this purpose, a vertical articulated arm 391, which is rotatably connected to the side frame at 393, and an upper articulated arm 395 is provided on one side of the device, which at one end with the vertical articulated arm 395 and at its other end with the center of a rotary arm 397 is rotatably connected, which in turn is rotatably mounted at 399 on the side frame.
The upper end of the rotary arm 397 carries a guide roller 401, which at a certain point in time of the winding process comes into contact with the lower part of a control member 403 which is curved in the direction of the guide roller and which is held in a certain fixed position relative to the mandrel. An adjustable screw 405 is mounted on an angle bracket 407, which is fastened to the side wall of the main frame, which contacts the rear side of the control element 403 and on which the control element slides during the movement of the pressure device from the upper to the lower position (see Figure 23 and 24).
The pressing means 54 is mounted on a rod 500 which extends transversely to the device and is mounted on the upper end of a support frame 502 which extends upwards from the main frame. The pressure means 54 comprises an elongated, curved pressure member 504, in the center of which a piston rod 506 of a hydraulically actuated piston-cylinder drive 508 is attached, which in turn is supported by the rod 500 and two lateral abutments 510, each of which comprises an elongated hollow cylinder 512 , which is fixed at one end to the rod 500 and a guide rod 514 pushed into the cylinder. The guide rods 514 are connected to the opposite ends of the pressure member.
The drive 508 is connected to a pressure fluid source via lines that contain a control valve and causes the pressure member 504 to move towards and away from the mandrel.
Furthermore, a second hydraulically actuatable drive 516 is provided which is mounted on the support frame 502 and has a piston 518 which is connected to an arm 520 which is fastened on the rod 500.
The actuation of the piston 518 causes a rotation of the rod 500 and thus a rotation of the pressure member 504 relative to the circumference of the mandrel. An adjustable stop 523 in the form of a screw, which is arranged between the arm 520 and the support 525 of the cylinder of the drive 516, limits the rotational movement of the rod 500 in the counterclockwise direction with reference to FIG. A limit switch Ss, which can be actuated by a stop 511, is mounted on the cylinder 509 of the drive 508. The stop 511 is provided on a rod 513 and, by switching the limit switch S8, reverses the flow of the pressure fluid in the cylinder 509, as a result of which the pressure member is withdrawn from its lower pressure position.
When in operation, as shown in FIG. 24, the first layer of the material webs is applied to the mandrel, the drive 516 rotates the entire arrangement in relation to FIG. 6 by a small angle in the clockwise direction and the drive 508 moves the pressure member at the same time vertically against the mandrel until the pressure member lies over the front edges of the material webs on the mandrel, then the drive 516 rotates the entire assembly further so that the pressure member 504 presses the front edges of the material webs against the mandrel. In this position, the stop 511 actuates the switch S8 to retract the pressure mechanism.
Below the mandrel, as best seen in Fig. 28, is a gas burner 537 having a series of flames running along the mandrel which are directed against the material wound from the mandrel and serve to cure the binder with which the material is formed is impregnated. Control means for igniting and regulating the flame are assigned to the gas burners.
The drive devices for the blocks of material and the conveyor devices at the two material storage stations are driven by a drive device from a common drive source. This drive device can best be seen in FIG. 14 and comprises a plurality of interconnected chain drives which connect the drive rollers for the drives of the material blocks and the drive rollers of the conveyor devices at the storage stations F1 and F2 to a common motor M5.
The drive shaft of the motor M5 is connected via a belt drive 401 to a reduction gear 400, the drive shaft of which is provided with a sprocket 403 which, via a chain 405, drives a sprocket 407 which is mounted on the free-running end 406 of an electromagnetic clutch 408.
By engaging the clutch 408, the conveying device 35 is switched on. The free-running part 406 of the coupling 408 carries, in addition to the chain wheel 407, a chain wheel 409 which, via chains 411 and 413 and chain wheels 415 and 417 of a scissor joint 419, drives a chain wheel 421 which is mounted on the outer end of the shaft 99a. An electromagnetic clutch 429 is also provided on the shaft 99a, the free-running part 431 of which is connected via a drive chain 433 to the drive roller 105a of the drive device of the material block 22. As a result, the block 22 and the conveyor device at the second storage station F2 can be driven by engaging the clutches 408 and 429.
The shaft 99 carries a chain wheel 427 and the shaft 99a a chain wheel 425, which chain wheels are connected to one another via a chain 423. An electromagnetic clutch 441 is also provided on the shaft 99, the free-running part 443 of which is connected via a chain wheel 445 and a drive chain 447 to a chain wheel 117, which is mounted on the axis 109 of the drive roller 105 of the drive device for driving the material block 20. The freely running part 443 of the coupling 441 also carries a sprocket 451, which is connected via a drive chain 453 to the drive roller 175 of the conveyor device 33 at the first storage station F1. As a result, the material block and the conveyor device at the first storage station can be driven independently of the material block and the conveyor device at the second storage station and vice versa.
Furthermore, the material blocks and the conveying devices at both storage stations can be driven jointly by the motor M5 by engaging all the clutches.
The method of operation of the above-described device for producing pipe casings will be described in summary below. It is assumed that a new block 20 of glass wool is mounted at the first storage station F1 and a new block 22 of slag wool is installed at the second storage station F2 and that the band saws are in their lower positions. At the beginning of the production of a tubular casing, as FIG. 23 shows, the pressure device 52 and the cutting device C5 are also in their lower positions.
The program of the manufacturing cycle is controlled by a programmer P5, which has a multiple cams, multi-digit step switch, which is shown schematically in FIG. 6 and denoted by X, three timers denoted by Y1, Ya and Y3, a counter denoted by Z and the includes control switch described earlier. This control device effects certain functions of the various motors and hydraulic drives at certain times.
Before starting the manufacture of a pipe casing, all control switches are in their starting positions and the device is stopped. To switch on the device, the start button Os is pressed, whereby the step switch X switches to position 2 and actuates the hydraulic drive 211 to raise the cutter Cs to its upper position and switches on the motor M2 which drives the mandrel 50 at a certain angular speed.
At the same time, the motors M1 and M for driving the screw spindles of the band saws, the motor M4 for driving the cleaning brush 531 and the main drive motor M. for driving the blocks of material and the conveyors at the first and second supply stations are switched on. As a result, the material blocks begin to rotate and the band saws are pushed against the blocks at each station in order to cut the material webs 26 and 30 from them. The cut-off webs of material are fed to the winding device W5 by the conveying devices.
The cams 166 on the shafts of the blocks and the switching arms 164 of the switching units S and Sa cause a continuous advance of the band saws during the rotation of the blocks, whereby the advance speed of each band saw can be changed by setting a reduction gear, whereby the ratio of glass wool to slag wool in finished product can be changed.
After a length of the superimposed material webs which is sufficient for a winding layer on the mandrel has run over the cutting device C and this length has been determined by the counting device Z, the edges of the material webs having approximately reached the position shown in FIG. 23, the step switch switches to position 3, in which the main drive motor M5 for the conveying devices is temporarily stopped and the motor M3 for driving the screw spindles 333 is switched on in order to bring the pressure device into its upper position (see FIG. 26).
As already described earlier, when the upper limit switch S3 reaches the plate 335, the motor Ms is switched off, the pressure device then being in its upper position. Furthermore, in position 3 of the step switch X, the hydraulic drive 316 is actuated, whereby the tailstock is brought into a position in which it carries the outer end of the mandrel. Furthermore, in position 3 of the step switch X, the hydraulic drives 510 and 516 for the pressure means 54 are actuated in the manner already described earlier.
The actuation of the upper limit switch S3 of the pressure device causes the step switch to switch to position 4, in which the drive motor M5 is switched on again and drives the material blocks and conveyors at the two storage stations again. At the same time, the pressure member 504 of the pressure means 54 is pushed against the circumference of the mandrel and brought into such a position relative to the mandrel that the edges of the material webs are pressed by the pressure means between the mandrel and the pressure band. The actuation of the limit switch Ss, which reverses the flow of the pressure fluid in the hydraulic drive 510, then, as already described earlier, causes the pressing means 54 to be raised into its upper position.
During the further winding process, the material webs are wound spirally onto the mandrel.
During the assembly of the tubular casing on the mandrel, the joint arrangement L rotates about the shaft 361, whereby a continuous small angular rotation of the drive wheel 373 is effected, which gradually reduces the rotational speed of the mandrel via the potentiometer 379 during the erection of the tubular casing.
This control arrangement has the effect that the circumferential speed of the material webs wound on the mandrel is practically the same as the linear speed of the conveying devices, so that the risk of the material webs tearing during the winding process is avoided and a desired size and density of the finished pipe casing can be selected precisely.
During the winding of the material webs on the mandrel, the hinge arrangement L rotates clockwise with reference to FIG. 6, at a certain point of this rotation the cam 381 actuates the limit switch S7, which causes the step switch X to switch to position 5, whereby the cutting device C5 is brought into its lower position by the hydraulic drive 211, the coupling for the drives of the material blocks and the conveying devices is disengaged and the gas burner is lit and kept on a low flame.
Furthermore, the time switches Y2 and Y3 are switched on at the same time by the step switch. During this period, the mandrel continues to rotate at a certain speed in order to finish winding up the material webs cut off in the cutting device. After a time determined by the time switch Y. the step switch X is switched to position 6, in which the speed of rotation of the mandrel and the speed of the pressure belt of the pressure device 52 are increased, and the gas burner is switched from a small to a large flame around the mandrel to cure wound webs of material.
After a time determined by the timer Y3, the step switch X is switched to position 7, whereby the motor M2 for driving the mandrel and the motor M5 are switched off and the motor M3 for driving the screw spindles 333 is switched on to lower the pressure device Position. When the pressure device reaches its lower position, the limit switch So turns off the motor M3 and actuates the hydraulic drive 326 of the collar 322, which strips the finished tubular casing from the mandrel.
When the stripping collar 322 reaches its outer limit position adjacent to the free end of the mandrel and the finished pipe casing has been stripped off, the flow of the pressure fluid in the hydraulic drive 326 is reversed by the switch S5, so that the stripping collar 322 is pulled back again and the limit switch S6 is actuated the step switch X is switched to positions 9, 10, 11 and 12 and the time switch Y1 is actuated. The timer Yj then switches the step switch X to position 2, whereby the next production cycle begins. In this way, pipe casings are continuously produced until the stop button Of is pressed and the entire device is switched off.
The various hydraulic drives contain solenoids that respond to electrical control signals from the programmer and control the manufacturing cycle in the manner and sequence described above.