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Einrichtung zum selbsttätigen Herumlegen des Randes eines aus Schichten
eines Kautschukgewebes aufgebauten zylindrischen Hohlkörpers um einen ihn umfassenden
Wulstring Einrichtung zum selbsttätigen Herumlegen des Randes eines aus Schichten
eines Kautschukgewebes aufgebauten zylindrischen Hohlkörpers um einen ihn umfassenden
Wulstring.
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum selbsttätigen Herumlegen
des Randes eines in der Regel aus mehreren übereinanderliegenden Schichten eines
Kautschukgewebes aufgebauten Hohlkörpers, z. B. eines Luftbalges od. dgl., um einen
den Hohlkörper umfassenden Wulstring.
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Bei der Herstellung eines solchen Hohlkörpers, z. B. eines Luftbalges
für eine Luftfeder, werden die einzelnen Gewebeschichten auf einer Aufbautrommel
derart übereinandergelegt, daß ihre Randteile über den Trommelmantel hinwegragen.
Diese Randteile des Hohlkörpers müssen dann am Trommelrand radial einwärts geschlagen
werden, um einen metallenen Wulstring über sie streifen zu können. Die Randteile
werden danach wieder nach außen um den Wulstring herumgeschlagen, um ihn dabei fest
in der Wulst des Hohlkörpers zu verankern.
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Bei einer bekannten Einrichtung zur Durchführung dieses Fertigungsschrittes
sind zum konzentrischen Aufweiten und zum Umlegen des Hohlkörperrandes radial nach
außen spreizbare Finger vorgesehen, die auf der Innenfläche des Hohlkörperrandes
angreifen und in axialer Richtung verschiebbar sind. Mit Hilfe dieser Finger werden
die Gewebelagen um den aufgeschobenen Wulstring herumgeschlungen. Elastisch dehnbare
Teile sorgen für das Zusammenhalten und das Zurückführen der Finger in ihre Ruhestellungen
nach erfolgtem Herumlegen der Hohlkörperrandteile um den Wulstring. Diese bekannte
Einrichtung hat den Nachteil, daß die erwähnten Finger sehr viel Platz für ihre
Schwenkbewegungen benötigen, und es schwierig ist, den Gewebelagen die gewünschte
Form zu geben, ohne daß sich hierbei Falten bilden, welche die Formung der Wulst
erschweren und in manchen Fällen die Wirkung der fertigen Luftfeder beeinträchtigen.
Nach der Erfindung wird die Entstehung von Falten weitgehend vermieden, und es wird
eine wenig Raum beanspruchende, konstruktiv einfache und selbsttätig arbeitende
Einrichtung geschaffen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Finger in ihrer Ruhestellung
als im Innern des Hohlkörpers vor der Ebene des Wulstringes liegender geschlossener
Dorn angeordnet sind, der zur zylindrischen Aufweitung des Hohlkörperrandes in axialer
Richtung in den Bereich dieses Randes verschiebbar und spreizbar ist und eine den
Dorn umfassende, axial verschiebbare Wendehülse zum Umstülpen des durch die Finger
aufgeweiteten Hohlkörperrandes über den Wulstring vorgesehen ist. Zweckmäßig sind
die sich in ihrer Ruhestellung zu einem geschlossenen Dorn vereinigenden spreizbaren
Finger um Achsen radial schwenkbar, die an den vorderen, in der Arbeitsstellung
des Dornes außerhalb des Hohlkörpers befindlichen Fingerenden liegen. Mit dieser
Einrichtung läßt sich am Randteil des Hohlkörpers ein straffer, fester Wulst mit
einem Minimum an Falten herstellen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung eines
auf der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels der neuen Einrichtung hervor.
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Fig. 1 zeigt in Vorderansicht und teilweise im Schnitt eine mit der
Vorderradaufhängung eines Kraftwagens zusammenwirkende Luftfeder; Fig. 2 zeigt schaubildlich
einen nur eine einzige Wölbung aufweisenden unvulkanisierten Luftfederbalg nach
dem Abnehmen von der Aufbautrommel; Fig. 3 zeigt eine Aufbautrommel im Grundriß
und Fig. 4 in Seitenansicht; Fig. 5 zeigt in größerem Maßstabe und im Längsschnitt
einen Teil der Aufbautrommel nach den Fig. 3 und 4 mit einer Einrichtung nach der
Erfindung;
Fig. 6 ist ein Schnitt ähnlich wie Fig. 5, jedoch bei
einer anderen Betriebsstellung der Einrichtung; Fig. 7 zeigt einen Schnitt ähnlich
wie Fig. 6, jedoch bei gespreizten Fingern; Fig. 8 ist ein Ausschnitt aus Fig. 7
und zeigt den letzten Abschnitt des Arbeitsvorganges der Einrichtung; Fig. 9 ist
ein Querschnitt durch die Einrichtung längs der Linie 9-9 in Fig. 6; Fig. 10 ist
ein Schnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 7; Fig. 11 ist die Seitenansicht einer
Abänderungsform des spreizbaren Dorns; Fig. 12 ist ein Querschnitt durch den geschlossenen
Dorn längs der Linie 12-12 nach Fig. 11; Fig. 13 ist ein Querschnitt durch den gespreizten
Dorn nach den Fig. 11 und 12; Fig. 14 zeigt schaubildlich die Ausbildung der Finger
des Dorns nach den Fig. 11 bis 13.
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Die Erfindung wird in Form eines Beispiels an Hand der Herstellung
einer Luftfeder beschrieben, wie sie in Fig. 1 allgemein mit 10 bezeichnet und dort
an der Vorderradaufhängung eines Kraftwagens befestigt ist. Diese Luftfeder 10 besteht
aus einem Balg mit nur einer einzigen Wölbung, die an den Enden in starre Wülste
11, 12 übergeht. Es sei besonders darauf hingewiesen, daß diese beiden Wülste sehr
verschiedene Durchmesser besitzen. Die größere Wulst 11 ist mit den üblichen Mitteln
13 am Fahrgestell des Kraftfahrzeuges befestigt, während die kleinere Wulst 12 durch
ein Befestigungsteil 14 mit dem unteren Schwenkhebel 15 der Radaufhängung verbunden
ist.
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Die Luftfeder 10 enthält Druckluft von etwa 5,6 bis 10,5 kg/cm2,
die Fahrbahnstöße abfedert, indem die kleine Wulst 12 teleskopartig aufwärts gepreßt
wird, manchmal bis durch die größere Wulst 11 hindurch. Um diesem Luftdruck und
derart starken Durchbiegungen standzuhalten, ist der Körper der Luftfeder aus gummierten
Gewebelagen 16 aufgebaut, die um metallische Wulstringe 17 und 18 herumgeschlagen
und an ihnen befestigt sind und so die Wülste der Luftfeder bilden. Außerdem ist
noch eine Innenlage 23 zwecks besserer Luftdichtigkeit vorgesehen.
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Die Luftfeder ist in Fig. 1 in ihrer endgültigen, vulkanisierten Form
dargestellt; zweckmäßig wird sie zunächst in der in Fig. 2 gezeigten Gestalt hergestellt
und erst später in ihre endgültige Lage gebracht.
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Die unvulkanisierte Luftfeder 1 ist im dargestellten Beispiel etwa
23 cm lang und besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Teil 19, das über
ein gekrümmtes Teil 21 in ein konisches Teil 22 übergeht.
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Die große Wulst 11 hat einen mittleren Durchmesser von ungefähr 15
cm, die kleine Wulst 12, die sich an den zylindrischen Teil anschließt, einen solchen
von etwa 6 cm.
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Die Luftfeder nach Fig. 2 wird in der Weise hergestellt, daß man
Gewebelagen, z. B. gummiertes Kunstseiden- oder Nylongewebe, und die übrigen Bestandteile
der Luftfeder auf eine im wesentlichen zylindrische Aufbautrommel aufbringt, wie
sie in den Fig. 3 und 4 allgemein mit 25 bezeichnet ist und die aus einem mittleren
Trommelteil 26 und einem beweglichen Endstück 27 besteht. Die dargestellte Aufbautrommel
besitzt eine ganze Reihe von Zubehörteilen, die mit ihr verbunden sind, aber keinen
Teil der Erfindung bilden und daher nicht näher beschrieben werden. So dient die
links vom Trommelteil 26 dargestellte Vorrichtung 28 zum Ausdehnen der Teile 21
und 22 der Luftfeder, und die rechts von der Aufbautrommel gezeigte Vorrichtung
29 wird benötigt, um
die Enden der Gewebelagen zusammenzuziehen und den Wulstring
18 aufzusetzen, so daß die kleine Wulst 12 gebildet werden kann.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung ist im einzelnen in den Fig. 5
bis 8 dargestellt, wo lediglich so viel von der Aufbautrommel gezeigt wird, wie
zur Erläuterung der Erfindung benötigt wird.
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Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wird nach dem Aufbringen der Gewebelagen
16 sowie der Innenlage 23 auf die Trommel deren Endstück 27 nach rechts gezogen,
wobei es die über die Kante 30 des Trommelabschnitts 26 hinausreichenden Enden der
Gewebelagen freigibt. Die überstehenden Gewebeenden werden dann über die Trommelkante
radial einwärts geschlagen, entweder von Hand oder mittels geeigneter Werkzeuge,
und der Wulstring 18 wird in die in Fig. 5 gezeigte Lage auf den Gewebelagen gebracht.
Bei diesem Fertigungsschritt wird jetzt die Einrichtung nach der Erfindung benutzt,
um die Enden der Gewebebahnen rückwärts über den Wulstring 18 zu schlagen und so
die kleine Wulst 12 der Luftfeder herzustellen. Die einzelnen Schritte dieses Vorgangs
sind in den Fig. 5 bis 8 dargestellt.
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Die Vorrichtung besteht aus zwei Hauptteilen, nämlich einem dehnbaren
Ziehdorn, der allgemein mit 31 bezeichnet ist und sich normalerweise im Innern des
mittleren Trommelabschnitts 26 befindet, solange die vorstehend beschriebenen, voraufgehenden
Arbeitsschritte durchgeführt werden. Nachdem der Wulstring 18 aufgesetzt wurde,
wird der Ziehdorn aus der Trommel hinaus in seine Arbeitsstellung geschoben, in
der er (vgl. Fig. 6) an den Gewebelagen anliegt, und sodann auseinandergespreizt,
so daß er die Gewebebahnen nach außen drängt, wie Fig. 7 erkennen läßt. Alsdann
schlägt das andere Hauptteil, eine Gewebe-Wende-Hülse 32, das Gewebe um den Wulstring
herum nach rückwärts (vgl. Fig. 7 und 8). Der dehn- oder spreizbare Ziehdorn 31
ist auf einer zentralen Welle 33 befestigt, die ihn bei seiner Axialverschiebung
aus der Trommel heraus- oder in sie hineinführt. Der Ziehdorn besitzt eine Anzahl
längsgerichteter Finger 35 (im dargestellten Beispiel acht Finger), die an ihren
vorderen Enden 36 nach außen schwenkbar gelagert sind. Die Finger werden durch einen
Konus 37 gespreizt, der auf einer auf der zentralen Welle 33 verschiebbaren Hohlwelle
38 sitzt.
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Beim Betrieb der Vorrichtung wird zunächst der dehnbare Ziehdorn
aus der in Fig. 5 gezeigten Stellung in die Stellung gemäß Fig. 6 geführt, wobei
die hinteren Enden 39 der Finger dicht bei und in axialer Richtung knapp außerhalb
des Wulstrings 18 zu liegen kommen (vgl. Fig. 6), Es zeigt sich, daß bei dieser
Bewegung des Ziehdorns die einwärts geschlagenen Gewebelagen in eine im wesentlichen
zylindrische Form gebracht werden. Während des nächsten Arbeitsschrittes wird der
Ziehdorn in dieser Lage festgehalten, während der Konus 37 durch seine Axialverschiebung
die Finger spreizt, die um ihre vorderen Enden 36 nach außen geschwenkt werden,
bis sie die in Fig. 7 gezeigte Lage einnehmen. Dies wird durch eine Axialverschiebung
der Hohlwelle 38 auf der zentralen Welle 33 erreicht Während der Auswärtsbewegung
der Finger drängen ihre flanschartig geformten Enden 39 die Gewebelagen ungefähr
in die in Fig. 7 dargestellte Lage, in der sie stark nach außen geneigt sind. In
dieser Stellung können die Gewebelagen leicht von dem Ende einer rohrförmigen Gewebe-Wende-Hülse
32 erfaßt werden, die längsverschiebbar auf dem Trommelabschnitt 27 sitzt und zu
den Gewebelagen hin verschoben
werden kann. Hierbei schlägt sie
diese aus der Lage nach Fig. 7 um den Wulstring herum in die Lage gemäß Fig. 8,
wo sie von einer üblichen Andrückwalze 41 erfaßt und nach rückwärts auf die Gewebelagen
gedrückt werden, so daß sich eine dauerhafte feste Wulstkonstrukbion ergibt. Die
Gewebe-Wende-Hülse besitzt vorzugsweise eine abgerundete Kante, so daß sie leicht
über die Gewebebahnen gleitet und mit ihnen dort in Berührung kommt, wo diese Bahnen
auf den Enden 39 der Finger aufliegen.
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Da der Innendurchmesser der kleinen Wulst nur etwa 29 mm beträgt,
muß der Ziehdorn 31 sehr raumsparend gebaut sein. Dementsprechend sind die Finger
35 dadurch schwenkbar gelagert, daß ihre vorderen Enden 36 abgesetzt und mit abgerundeten
Kanten 42 versehen wurden. Die abgesetzten Enden passen genau in eine kegelstumpfförmige
Nut 43, Idie von der zentralen Welle 33 und einem auf ihr festgeschraubten, ausgesenkten
Stopfen 44 gebildet wird (vgl. Fig. 6).
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Zum Festhalten der Finger in ihrer Stellung in bezug auf den Stopfen
dient ein Bund 45, der auf der zentralen Welle mit einem Stift 46 befestigt ist
und in eine ringförmige Nut 47 des Ziehdorns eingreift, die aus radialen Nuten 48
gebildet wird, die miteinander fluchtend in den Fingern vorgesehen sind. Die Nuten
48 sind bei 49 ein wenig abgeschrägt, um das Auswärtsschwenken der Finger unbehindert
durch den Bund zuzulassen. Zu beachten ist, daß auch in völlig ausgeschwenktem Zustand
der Finger die Nuten 48 noch nicht völlig frei von dem Bund liegen, der also noch
immer mit ihnen zusammenwirkt, wie aus Fig. 7 ersichtlich; auf diese Weise werden
die abgerundeten Enden 42 der Finger noch immer in Berührung mit dem Gewindestopfen
44 gehalten. Diese Anordnung stellt ein exaktes Schwenken der Finger sicher und
ergibt eine stabile und feste Konstruktion.
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Die Finger werden vorzugsweise im Querschnitt so geformt, wie dies
Fig. 9 erkennen läßt, und werden durch einen elastischen Gummiring 51 in ihre geschlossene
Lage gepreßt, in der ihre Innenflächen auf der zentralen Welle aufliegen. Der Ring
51 befindet sich in einer kreisförmigen Nut, die aus radialen, in den Außenflächen
der Finger vorgesehenen Schlitzen gebildet wird. An Stelle des Gummirings kann auch
eine Schraubenfeder oder ein anderes elastisches Teil verwendet werden. Zum Erleichtern
der axialen Verschiebung des spreizbaren Ziehdorns aus dem Trommelinnenraum in die
einwärts geschlagenen Gewebelagen werden die Finger mit Vorteil auch in ihrer Längsrichtung
etwas abgeschrägt, so daß der Ziehdorn äußerlich eine leicht konische Gestalt erhält,
wie am besten in Fig. 5 erkennbar.
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Da die flanschartig geformten Enden 39 der Finger radial auseinandergehen,
sobald der Ziehdorn gespreizt wird, ist in einer Nut 54 dicht bei den flanschartigen
Enden 39 eine Schraubenfeder 53 vorgesehen. Diese stellt am Auflagepunkt der Gewebelagen
eine Querverbindung der Finger her und verhütet die Entstehung von Falten, da sie
die Spalten zwischen den Fingern überbrückt, insbesondere beim Beginn der Ziehdornspreizung,
bei der sich leicht derartige Falten bilden können.
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Der Konus 37 ist ausgesenkt und bei 56 mit Gewinde versehen, mit
dem er auf das mit entsprechendem Gewinde versehene Ende 57 der Hohlwelle 38 aufgeschraubt
ist, wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich. Er ist außerdem mit längsgerichteten
Nuten 58 auf seiner Mantelfläche versehen, die zur Aufnahme der Innenkanten 59 der
Finger dienen, wenn sich der Konus 37 bei der Spreizbewegung unter die Finger
schiebt.
Diese Nuten führen die Finger auch, wenn sich die letzteren unter dem Einfluß des
Gummirings 51 wieder auf die zentrale Welle legen. Damit der Konus und die Finger
stets richtig zueinander ausgerichtet sind und bleiben, sind die Finger an der mit
60 bezeichneten Stelle mit kleinen Ausnehmungen versehen, die das spitze Ende 61
des Konus aufnehmen, wenn sich der Ziehdorn in seinen ungespreizten Zustand befindet
(Fig. 6); außerdem sind die Fingerenden bei 62 ein wenig weggeschnitten, um die
zwischen den Längsnuten 58 des Konus stehenden Fasen 63 aufzunehmen. Die Finger
und der Konus sind daher niemals ohne jeden Eingriff miteinander und bleiben daher
stets zueinander ,ausgerichtet.
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Die zentrale Welle 33 und die Hohlwelle 38 liegen in einer hohlen
Hauptantriebswelle 64, die zum Antrieb der Aufbautrommel während des Aufbauvorgangs
dient und fliegend in Lagern 65 und 66 geführt ist. Die Welle 64 wird von einem
Elektromotor 67 über eine passende Transmission 68 angetrieben. Die Hohlwelle 38
erstreckt sich nach links bis über das Ende der Hauptwelle 64 hinaus und ist dort
über ein Joch 69 mit zwei Druckluftzylindern 70, 71 gekuppelt, die der Hohlwelle
38 unter Vermittlung des Joches die erforderliche Axialverschiebung zur Betätigung
des Konus 37 erteilen. Die zentrale Welle 33 wiederum ragt nach links über das Ende
der Hohlwelle 38 -hinaus und ist dort mit einem Druckluftzylinder 72 gekuppelt,
der unmittelbar auf diese Welle einwirkt und sie in der für die Ziehdornbewegung
erforderlichen Weise axial verschiebt.
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Eine hinsichtlich des spreizbaren Ziehdorns abgeänderte Ausführungsform
der Erfindung ist in den Fig. 11 und 13 dargestellt. Für manche Anwendungsgebiete
ist diese Form der Erfindung vorzuziehen. Die sich spreizenden Enden 39 a der Finger
sind hierbei mit einander in Umfang.srichtung überlappenden Flanschen versehen,
die so angeordnet sind, daß die Überlappung der Flansche während des ersten Teils
der Ziehdornspreizbewegung beibehalten wird; auf diese Weise ergibt sich eine rundherum
zusammenhängende Auflagefläche für die Gewebelagen.
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Hierbei endet jeder Finger 35 a mit einem Paar sich in Umfangs richtung
erstreckender Flansche 74, die von den Spalten 75 und 76 begrenzt werden. Ist der
Ziehdorn in seinem ungespreizten Zustand (Fig. 11 und 12), so greifen die Flansche
jedes Fingers ganz zwischen die des nächsten Fingers. Beginnt sich der Ziehdorn
zu spreizen, so ergibt sich zunächst noch ein teilweises Zwischengreifen, bis sich
schließlich ein kleiner Spalt 77 zwischen benachbarten Fingern in der völlig gespreizten
Lage gemäß Fig. 13 ergibt. Die Spalte 77 sind aber so klein, daß sie von dem Gewebe
leicht überbrückt werden. Die bei dieser Bauart um den Umfang herum praktisch ununterbrochene
Auflage verhindert die Bildung von Falten und bügelt Falten aus, die etwa beim Betrieb
der Einrichtung entstanden sein sollten.