DE10147402C1

DE10147402C1 - Drahtkörper und Verfahren zur Herstellung eines Drahtkörpers

Info

Publication number: DE10147402C1
Application number: DE10147402A
Authority: DE
Inventors: Marcus Tuerk; Hans Tuerk
Original assignee: Umfotec Umformtechnik GmbH; Umfotec GmbH
Current assignee: Umfotec GmbH
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-05-15
Anticipated expiration: 2021-09-27

Abstract

Drahtkörper, bestehend aus einem formbeständig verpressten Komprimat, wobei das Komprimat aus einem mehrlagig unter Bildung von vernetzten Wickellagen aufgewickelten, gewellten Draht vorgebbarer Stärke ausgebildet ist. DOLLAR A Verfahren zur Herstellung eines Drahtkörpers, bei dem ein Draht zu einem formbeständigen Komprimat verpresst wird, wobei DOLLAR A a) der Draht zunächst mit einer Wellvorrichtung gewellt, DOLLAR A b) anschließend mit einer Wickelvorrichtung mehrlagig über versetzte Wickellagen zu einer schlauchförmigen Drahtwicklung gewickelt und DOLLAR A c) schließlich nach Bedarf abgelängt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drahtkörper, bestehend aus einem formbeständig verpressten Komprimat.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Drahtkörpers, bei dem ein Draht zu einem formbeständigen Komprimat verpresst wird.

Verpresste Drahtkörper werden beispielsweise als Filter in Air bags von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Ihre Verwendung ist auch in Form von Drahtringen in Abgasanlagen oder als Dämpfungsringe be kannt.

Solche Drahtkörper werden üblicherweise aus Gestricken, d. h. aus einem Faden mit Maschen, die quer zur Längsrichtung der Ware verlaufen oder Gewirken, bei denen ein oder mehrere Fäden mit Maschen, die in Längs- oder Querrichtung verlaufen, mit Hilfe von Strickmaschinen hergestellt. Die häufig zum Einsatz kommen den Rundstrickmaschinen vermaschen einen Draht zu einem Draht gestrickschlauch, der abgelängt und anschließend durch Verpres sen der Maschenware, bei der sich die Maschen miteinander verha ken zu einem stabilen, beispielsweise ringförmigen Draht gestrickkörper geformt wird. Dabei beträgt die maximal verar beitbare Drahtstärke etwa 0,7 mm.

Aus der DE 43 05 547 A1 ist ein derartiger Drahtgestrickschlauch bekannt. Der Drahtgestrickschlauch besteht aus mindestens einem endlos unter Bildung von Maschen verstricktem Draht mit variab ler Maschenbreite.

Nachteilig bei dem bekannten Drahtgestrickschlauch wirkt sich aus, dass durch das Ablängen eine Vielzahl offener Maschenenden an der Oberfläche des Drahtkörpers entstehen. Nach der Verpres sung können lose Drahtspitzen aus dem Drahtkörper herausragen. Diese Spitzen können Bauteile, etwa die eines Airbags, beschädi gen und sogar funktionsunfähig machen. Zudem ist das Strickver fahren aufgrund der erforderlichen kostenintensiven Strickma schine relativ aufwendig.

Weiterhin ist es bekannt, die abgelängten und verpressten Draht körper mit einer speziellen Schutzschicht zu versehen. Dies stellt jedoch neben dem relativ aufwendigen Strickverfahren ei nen weiteren zusätzlichen Aufwand dar und kann die Gefahr durch viele herausragende spitze Enden nicht entscheidend mindern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten Drahtkörper so zu verbessern, das sie mit relativ einfachen Mit teln herstellbar sind und eine hohe Betriebssicherheit bieten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Ober begriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass das Komprimat aus einem mehrlagig unter Bildung von versetzten Wickellagen aufge wickelten, gewellten Draht vorgebbarer Stärke ausgebildet ist.

Dadurch, dass das Komprimat aus einem mehrlagig unter Bildung von versetzten Wickellagen aufgewickelten, gewellten Draht vor gebbarer Stärke ausgebildet ist, kann auf eine Vermaschung mit tels einer Strickmaschine verzichtet werden, da viele Wellen des gewellten Drahtes innerhalb und zwischen den einzelnen Wickella gen miteinander verhaken, wodurch eine hohe Formbeständigkeit gewährleistet wird. Durch den Wegfall einer Strickmaschine wird der Kostenaufwand zur Herstellung des Drahtkörpers erheblich verringert. Der Drahtkörper weist lediglich ein abgelängtes Drahtende auf, so dass die Gefahr von Beschädigungen, beispiels weise eines Airbags durch den Einsatz des Drahtkörper auf ein Minimum reduziert ist. Dadurch ist auch eine spezielle Schutz schicht überflüssig, was sich weiter kostengünstig auswirkt. Zu dem können auch Drähte mit größeren Drahtstärken (< 0,7 mm) zum Einsatz kommen, wodurch sich die Verwendungsmöglichkeiten des Drahtkörpers erweitern. Zusätzlich wird eine zur Verstrickung des Drahtes notwendige Beschichtung gespart.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Komprimat mit Hilfe einer Wickelvorrichtung, die einen zylinder förmigen Wickelkern aufweist ringförmig ausbildbar.

Ringförmige Drahtkörper werden für verschiedenste Anwendungen verlangt. Mit Hilfe einer zylinderförmigen Wickelvorrichtung sind sie leicht und kostengünstig herstellbar.

Grundsätzlich kann der Wickelkern auch stabförmig mit einer von einer Kreisform verschiedenen Grundfläche ausgeformt sein, um Drahtkörper mit einer entsprechenden (inneren) Geometrie zu er zeugen.

Die bekannten Verfahren zur Herstellung von formbeständigen ver pressten Drahtkörpern haben den Nachteil, das sie kostenintensiv sind.

Weitere Aufgabe der Erfindung ist es daher ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von verpressten Drahtkörpern zu entwi ckeln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Ober begriff des Anspruches 3 dadurch gelöst, dass

a) der Draht zunächst mit einer Wellvorrichtung gewellt,
b) anschließend mit einer Wickelvorrichtung mehrlagig über versetzte Wickellagen zu einer schlauchförmigen Drahtwick lung gewickelt, und
c) schließlich nach Bedarf abgelängt wird.

Durch Wellen und mehrlagiges Wickeln des Drahtes zu versetzten Lagen, ist ein Vermaschen des Drahtes überflüssig, was zu einer erheblichen Kostensenkung des Verfahrens führt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Periodizität einer Wellung vorgegeben. Grundsätzlich sind aber auch nichtperiodische Wellungen geeignet. Es kann auch die An zahl der Lagen der Drahtwicklung vorgegeben sowie ein Verset zungsgrad, der eine bestimmte Überlappung der einzelnen Lagen der Drahtwicklung erzeugt, vorgegeben werden.

Durch Wahl der Periodizität der Wellung, der Anzahl der Lagen, sowie des Versetzungsgrades der einzelnen Lagen kann ein Draht körper mit vorgegebenen Spezifikationen hergestellt werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein zylinderförmiger Wickelkern der Wickelvorrichtung über einen motorischen Antrieb mit einer Steuereinheit mit einer vor gebbaren Geschwindigkeit um seine Längsachse gedreht, und mit einer vorgebbaren Wegauflösung in Richtung seiner Längsachse verschoben.

Über den motorischen Antrieb mit der Steuereinheit wird eine an den jeweiligen Draht angepasste und technisch günstige Drehge schwindigkeit des Wickelkerns eingestellt, wodurch die Herstel lungszeit des Drahtkörpers optimiert wird. Das Aufwickeln zu versetzten Lagen, lässt sich dabei auf einfache Weise durch Ver schieben des Wickelkerns in Richtung seiner Längsachse verwirk lichen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Durchmesser des Wickelkerns vorgegeben.

Dazu kann ein im Durchmesser verstellbarer Wickelkern eingesetzt werden, oder aus einer Anzahl zur Verfügung stehender Wickelker ne verschiedener Durchmesser der entsprechende Wickelkern ausge wählt werden. Durch den vorgegebenen Durchmesser des Wickelkerns kann ein vorzugsweise ringförmiger Drahtkörper mit einem ent sprechend vorgegebenen inneren Ringdurchmesser hergestellt wer den.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Wickelvorrichtung die Wellvorrichtung vorgelagert, mit der der Draht mit einer vorgebbaren Wellenlänge periodisch ge wellt wird.

Durch die periodische Wellvorrichtung mit vorgebbarer Wellenlän ge kann auf einfache Weise ein Drahtkörper mit bestimmten vorge gebenen Eigenschaften bzgl. Formfestigkeit, Durchlässigkeit und Dämpfungsqualität hergestellt werden. Die Wellvorrichtung steht mit der Wickelvorrichtung in Wirkverbindung, derart, dass der Draht in einem fortlaufenden Prozess bearbeitet werden kann.

Grundsätzlich sind aber auch andere Wellvorrichtungen denkbar, mit Hilfe derer der Draht entsprechend den Anforderungen an ein formbeständiges Komprimat wellbar oder anderweitig systematisch verformbar ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Wellvorrichtung im Wesentlichen aus mindestens zwei in einandergreifenden Evolventenzahnrädern gebildet.

Evolventenzahnräder mit evolventenförmig ausgebildeten Zähnen stehen in vielen Größen kostengünstig zur Verfügung. Durch Hin durchführen des Drahtes zwischen den sich drehenden ineinander greifenden Zahnrädern kann auf einfache und effektive Weise der Draht gewellt werden. Grundsätzlich sind aber auch andere Ver zahnungsformen möglich.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Wellvorrichtung über einen steuerbaren motorischen An trieb angetrieben.

Der Antrieb der Wellvorrichtung wird vorteilhaft in Koordination mit dem Antrieb der Wickelvorrichtung betrieben. Vorzugsweise wird dieser Antrieb auch über die Steuereinheit der Wickelvor richtung angesteuert.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfol genden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnun gen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung bei spielsweise veranschaulicht sind.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Ein Komprimat in einer Seitenansicht,

Fig. 2 das Komprimat von Fig. 1 in einer Draufsicht und

Fig. 3 eine Wickelvorrichtung mit einer vorgelagerten Well vorrichtung zur Herstellung des Komprimats.

Ein Drahtkörper besteht im Wesentlichen aus einem zu einem Komprimat 1 formbeständig verpressten, mehrlagig aufgewickelten, gewellten Draht 2.

In den Fig. 1 und 2 ist das Komprimat 1 als ringförmiger Drahtkörper, wie er beispielsweise als Filter in Airbags zum Einsatz kommt, dargestellt.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Drahtkörpers, bei dem ein Draht 2 zu einem Komprimat 1 verpresst wird, beruht im Wesentli chen darauf, dass zunächst der Draht 2 mit einer Wellvorrichtung 10 gewellt wird, anschließend mehrlagig mit einer Wickelvorrich tung 9 zu einer schlauchförmigen Drahtwicklung 5 gewickelt wird und vor der Verpressung abgelängt wird.

Die Wellvorrichtung 10 weist vorteilhaft zwei handelsübliche E volventenzahnräder 12 auf. Der Draht 2 wird durch die ineinan dergreifenden Zahnräder 12 hindurchgeführt. Dabei entsteht eine den Evolventen der Zahnradzähne folgende periodischen Wellung 8. Die Zahnräder 12 werden in Richtung 13 über einen motorischen Antrieb 14 angetrieben, der seinerseits durch eine Steuereinheit 16 angesteuert wird. Die Steuereinheit 16 steuert ebenfalls ei nen Antrieb 15 der Wickelvorrichtung 9. Über den Antrieb 15 kann ein Wickelkern 4 in Richtung 7 gedreht und in Richtung 6 seiner Längsachse verschoben werden. Der Innendurchmesser des ringför migen Komprimats 1 ist durch einen Durchmesser 3 des Wickelkerns 4 vorgegeben. Der nach Durchlaufen der Wellvorrichtung 10 ge wellte Draht 2 wird auf den Wickelkern 4 aufgewickelt. Dabei wird der Wickelkern 4 zyklisch in Längsrichtung 6 vor und zurück bewegt. Dadurch werden einzelne Wickellagen 11 erzeugt, die durch entsprechende Ansteuerung eines Verschiebeweges des Wi ckelkerns 4 über die Steuereinheit 16 zueinander versetzt aufge wickelt werden. Dadurch entsteht eine größtmögliche Verzahnung, bzw. Verhakung der Wellungen 8 der einzelnen Lagen 11. Die so erzeugte schlauchförmige Drahtwicklung 5 wird, wenn die ge wünschte Dicke, d. h. die erforderliche Anzahl der Lagen erreicht ist, durch Durchtrennen des Drahtes 2 abgelängt. Anschließend kann die Drahtwicklung 5 auf an sich bekannte Weise zu dem Komprimat 1 verpresst werden.

Bezugszeichenliste

1

Komprimat

2

Draht

3

Wickelkerndurchmesser

4

Wickelkern

5

Drahtwicklung

6

Wickelkernverschieberichtung

7

Wickelkerndrehrichtung

8

Drahtwellung

9

Wickelvorrichtung

10

Wellvorrichtung

11

Wickellage

12

Evolventenzahnrad

13

Zahnraddrehrichtung

14

Wellvorrichtungsantrieb

15

Wickelkernantrieb

16

Steuereinheit

Claims

1. Drahtkörper, bestehend aus einem formbeständig verpress ten Komprimat, dadurch gekennzeichnet, dass das Komprimat (1) aus einem mehrlagig unter Bildung von versetzten Wickellagen (11) aufgewickelten, gewellten Draht (2) vorgebbarer Stärke ausgebildet ist.

2. Drahtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Komprimat (1) mit Hilfe einer Wickelvorrichtung (9), die einen zylinderförmigen Wickelkern (4) aufweist, ringförmig ausbildbar ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines Drahtkörpers, bei dem ein Draht zu einem formbeständigen Komprimat verpresst wird, da durch gekennzeichnet, dass

a) der Draht (2) zunächst mit einer Wellvorrichtung (10) ge wellt,
b) anschließend mit einer Wickelvorrichtung (9) mehrlagig über versetzte Wickellagen (11) zu einer schlauchförmigen Drahtwicklung (5) gewickelt,
c) danach nach Bedarf abgelängt wird und
d) schließlich die schlauchförmige Drahtwicklung (5) in be kannter Weise zu dem Komprimat verpresst wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Periodizität einer Wellung (8) vorgegeben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich net, dass die Anzahl der Wickellagen (11) der Drahtwicklung (5) vorgegeben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Versetzungsgrad, der eine bestimmte Überlappung der einzelnen Wickellagen (11) der Drahtwicklung (5) erzeugt, vorgegeben wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass ein zylinderförmiger Wickelkern (4) der Wickelvorrichtung (9) über einen motorischen Antrieb (15) mit einer Steuereinheit (16) mit einer vorgebbaren Geschwindig keit um seine Längsachse gedreht wird, und mit einer vorgeb baren Wegauflösung in Richtung (6) seiner Längsachse verscho ben wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Durchmesser (3) des Wickelkerns (4) vorgegeben wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, dass der Wickelvorrichtung (9) die Wellvorrich tung (10) vorgelagert wird, mit der der Draht (2) mit einer vorgebbaren Wellenlänge periodisch gewellt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, dass die Wellvorrichtung (10) im Wesentlichen aus mindestens zwei ineinandergreifenden Zahnrädern (12) ge bildet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ineinandergreifenden Zahnräder (12) als Evolventenzahn räder ausgebildet sind.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch ge kennzeichnet, dass die Wellvorrichtung (10) über einen steu erbaren motorischen Antrieb (14) angetrieben wird.