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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Faltenschläuchen oder
gleichartigen Erzeugnissen aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen mit in sich
in Umfangsrichtung geschlossenen Falten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zum Herstellen von Faltenschläuchen oder gleichartigen Erzeugnissen aus Gummi oder
gummiähnlichen Kunststoffen mit in sich in Umfangsrichtung geschlossenen Falten,
bei dem ein zylindrischer Rohling auf einem Faltendorn durch ein Druckgefälle in
einen Rohling mit Falten verformt wird.
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Bei der Herstellung von Faltenschläuchen und anderen Hohlkörpern
aus elastischen Werkstoffen ist es bekannt, zur genauen Anpassung der Rohlinge an
die Umrißform des Faltendornes die einzelnen Falten von Hand in die Vertiefungen
des Dornes einzuschnüren. Diese Arbeitsweise ist zeitraubend und daher mit hohen
Lohnkosten verbunden. Außerdem bilden sich durch das Einschnüren am Grund der Falten
leicht Riefen und Abdrücke der dazu verwendeten Fäden, die, wenn sie auch nicht
die tech nische Qualität der fertigen Erzeugnisse mindern, doch zu einer Verschlechterung
des Gesamtbildes führen und damit die erzielbaren Preise drücken.
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Es ist ferner bekannt, zur Herstellung von Faltenschläuchen den Schlauchrohling
durch ein von außen nach innen wirkendes Druckgefälle an den starren Hohldorn anzupressen.
Die hierauf beruhenden Herstellungsverfahren führen jedoch nicht zu einwandfreien
Erzeugnissen, sondern sie schließen ebenfalls das Einbinden und Nachformen der einzelnen
Falten als notwendige zusätzliche Maßnahmen oder andere Nacharbeiten ein. Das Abformen
auf rein mechanischem Wege durch Stauchen des Rohlings in Längsrichtung, wovon gemäß
einem anderen bekannten Verfahren unter vollständigem Verzicht auf jede Druckbehandlung
Gebrauch gemacht wird, erfordert andererseits eine vergleichsweise verwickelte und
störanfällige Apparatur und kann auch keine gleichmäßige Faltenbildung gewährleisten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Faltenschläuche unter Anwendung
eines Druckgefälles mit insbesondere in der Wandstärke gleichmäßigen Falten herzustellen.
Erfindungsgemäß wird bei dem Verfahren der eingangs geschilderten Art diese Aufgabe
dadurch gelöst, daß die Falten durch entsprechend den Erhebungen der Falten des
Faltendornes schrittweise fortschreitende Richtungsumkehr des zunächst von innen
nach außen wirkenden Druckgefälles nacheinander geformt werden.
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Zweckmäßigerweise werden die geformten Falten bis zur Verformung
des Rohlings über die ganze Länge mit dem von außen nach innen wirkenden Druckgefälle
beaufschlagt.
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Die Erfindung setzt an die Stelle der bekannten statischen Druckbeaufschlagung
des Rohlings gleich-
sam eine dynamische Führung des Druckgefälles mit über die gesamte
Länge des Rohlings wandernder Richtungsumkehrzone und ermöglicht dadurch eine einfache
und wirtschaftliche Herstellung von Faltenschläuchen und ähnlichen Hohlkörpern mit
gleichmäßiger Faltenbildung.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens mit einem eine Längsbohrung und von dieser ausgehende, den Außenmantel
durchbrechende Querbohrungen aufweisenden Faltendorn. Gemäß der Erfindung ist die
Vorrichtung durch ein dichtend und längsverschiebbar in der Längsbohrung des Faltendornes
mittels einer Kolbenstange führbares Kolbenglied, das auf einer Seite mit Überdruck
und auf der anderen Seite mit Unterdruck beaufschlagbar ist, gekennzeichnet. Die
Vorrichtung ist vorteilhafterweise durch außerhalb des Faltendornes befindliche
Antriebsmittel zum Verschieben der Kolbenstange mit dem Kolbenglied gekennzeichnet.
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Das Verfahren und die Vorrichtung sind an Hand der Darstellung zweier
Ausführungsformen in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 die eine Ausführungsform
der Vorrichtung zur Herstellung von Faltenschläuchen im Teilschnitt in schematischer
Darstellung und F i g. 2 die andere Ausführungsform der Vorrichtung in gleichartiger
Darstellung.
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Die Vorrichtung gemäß F i g. 1 enthält als wesentlichen formgebenden
Teil einen Faltendorn 3 mit einer durchgehenden Längsbohrung 4 und von dieser
ausgehenden,
den Außenmantel des Faltendornes im Bereich der Durchmessereinschnürungen durchbrechenden
Radialbohrungen 5. In der Längsbohrung 4 ist ein scheibenartiges Kolbenglied 6 längsverschieblich
untergebracht und mittels eines Dichtungsringes 7 aus Rundschnur gegen die Wandungen
der Bohrung abgedichtet. Mit einer hohlgebohrten Verlängerung 8 kann der Faltendorn
3 in ein Anschlußstück 9 mit einem Anschluß 10 für Druckluft unter Zwischenfügung
eines Dichtungsringes 11 eingesetzt werden, wobei die zur Abdichtung notwendigen
Anpreßkräfte zwischen den Teilen 8, 9 durch eine Schraubverbindung oder durch einen
am anderen Ende des Faltendornes wirksamen druckmittelbetätigten Spanuzylinder 12
mit einer ausfahrbaren Druckstange 13 aufgebracht werden können. Im letzteren Fall
ergibt sich als besonderer Vorteil eine wesentliche Verkürzung der Einspannzeit.
Die Druckstange 1L3 des Spannzylinders 12 ist am Außenende kegelig ausgebildet und
legt sich in der gezeichneten Spannstellung ventilartig dichtend in die kegelig
aufgeweitete Mündung 14 der durchgehenden Längsbohrung 4 im Faltendorn 3.
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Da sie ebenfalls mit einer hinter dem Spannzylinder B2 bei einem
Anschluß 16 an eine nicht gezeichnete Vakuumquelle anschließbaren, durchgehenden
Längsbohrung 15 versehen ist, läßt sich auf diese Weise eine nach außen hin druckdichte
Verbindung zwischen der Längsbohrung 4 im Faltendorn und der Vakuumquelle herstellen,
so daß das Kolbenglied 6 auf der in der Zeichnung linken Seite mit Druckluft und
gleichzeitig auf der rechten Seite mit Vakuum beaufschlagt werden kann.
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Das Kolbenglied 6 sitzt auf einer Kolbenstange 17, die über das Anschlußstück9
hinaus verlängert ist und gleichzeitig als Kolbenstange für den Kolben 18 eines
Zweikammer-Stellzylinders 19 dient. Der Stellzylinder 19, der zweckmäßig unmittelbar
an das Anschlußstück 9 angeflanscht ist, ist mit zwei Anschlüssen 20, 20' versehen,
die wechselweise mit einer Druckluft- oder Druckölquelle verbunden werden können,
um durch Beaufschlagung der einen oder der anderen Seite des Kolbens 18 eine entsprechende
Bewegung des Kolbenglieds 6 innerhalb des Faltendornes 3 hervorzurufen.
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Für die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die Verwendung eines Stellzylinders
nicht zwingend. Die gewünschten Bewegungen des Kolbenglieds 6 können statt dessen
auch beispielsweise mittels eines Elektromotors über einen Zahnstangentrieb erzeugt
werden.
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Da aber für den Formungsvorgang ohnehin Druckluft benötigt wird, bietet
die gezeichnete Anordnung den Vorteil einer einfachen und übersichtlichen Bauweise.
Darüber hinaus läßt sich durch Drosselung der zugeführten Druckluft leicht eine
feinstufige Regelung der Kolbenbewegungen erreichen.
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Mit der soweit beschriebenen Vorrichtung wickelt sich das Verfahren
wie folgt ab: Der Faltendorn 3 mit einem darauf aufgestreiften noch glaftwandigen
Schlauchrohling 21 wird in das Anschlußstück 9 eingesetzt und durch Ausfahren der
Druckstange 13 aus dem Spannzylinder 12 fest eingespannt. In dieser Lage wird der
Rohling an einem Ende des Dornes mit Hilfe von Spannbacken22 auf diesem abgeklemmt.
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Durch Beaufschlagen des Kolbens 18 im Stellzylinder 19 in Bewegungsrichtung
nach rechts (Anschluß 20) wird das Kolbenglied 6 in der Bohrung 4 des Faltendornes
bis in die rechte Endstellung vorgescho-
ben, in der der Dichtungsring 7 hinter die
letzte Reihe 5' der nach außen führenden Radialbohrungen zu liegen kommt In dieser
Stellung werden über nicht gezeichnete Absperrventile die Druckluft- bzw.
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Vakuumverbindungen zu den Anschlüssen 10 und 16 hergestellt, so daß
der links des Kolbenglieds 6 befindliche Bohrungsteil mit Druckluft und der rechts
befindliche Teil mit Vakuum beaufschlagt werden. Die ungehindert aus den Radialbohrungen
5 ausströmende Druckluft entweicht über das nicht abgeklemmte offene Endstück des
Rohlings 21 ins Freie, wobei sie diesen von innen her aufbläht und leicht von den
Querschnittsaufwölbungen des Faltendornes abhebt.
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Zur besseren Regulierung der abströmenden Luft kann das freie Schlauchende
auch durch einen Flansch abgeschlossen und über ein Drosselventil zur Atmosphäre
entlüftet werden. Damit wird vermieden, daß sich das über die letzte Querschnittsaufwölbung
des Faltendornes hängende Schlauchstück übermäßig aufbläht, und es wird eine gleichmäßige
Dehnung über die ganze Länge des Schlauchrohlings erreicht.
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Von diesem Zustand ausgehend wird durch Umsteuern der Druckmittelzufuhr
im Zylinder 19 (Anschluß 20') die Bewegungsrichtung des I(olbens 18 umgekehrt, und
zwar derart, daß das Kolbenglied 6 sich aus seiner rechten Endstellung langsam in
Richtung nach dem offenen Rohlingsende zurückbewegt.
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Dabei überfährt der Ring 7 nacheinander die den einzelnen Falten zugeordneten
Radialbohrungen 5, wobei jeweils das über die hohle Druckstange 13 angeschlossene
Vakuum zur Wirkung kommt. Unter dem Einfluß des von außen nach innen gerichteten
Druckgefälles zieht sich die Schlauchwandung nach innen in die Querschnittseinschnürungen
des Faltendornes zusammen, und da der aufgeblähte Rohlingsteil praktisch berührungsfrei
nach Art einer Luftpolsterlagerung über die vorderen Querschnittswölbungen gleiten
kann, geht dieser Formungsvorgang ungehindert auch ohne unerwünschte Riefenbildung
vonstatten.
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Der gleiche Vorgang spielt sich im Verlauf der Rückwärtsbewegung
des Kolbenglieds 6 jeweils beim Überfahren der nächsten Radialbohrungen 5 erneut
ab, bis nach dem Überfahren der letzten Bohrungsreihe 5" die Endstellung erreicht
ist Der so geformte Faltenschlauchrohling wird dann nach Öffnen der Spannbacken
22 beiderseits abgebunden, worauf der Dorn zusammen mit dem Rohling ausgespannt
und der abschließenden Wärmebehandlung zugeführt werden kann.
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Mit der beschriebenen Arbeitsweise verläuft die Faltenbildung in
der gezeichneten Anordnung von rechts nach links. Es ist demgegenüber aber auch
möglich, die Arbeitsrichtung durch Vertauschen der Anschlüsse 10 und 16 umzukehren.
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Bei der in Fig. 2 gezeichneten Vorrichtung kann auf den Spannzylinder
12 ganz verzichtet werden.
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Der Faltendorn 3 ist in diesem Fall nicht durchgehend durchbohrt,
sondern die Längsbohrung 4 endet blind in dem Klemmbereich der Spannbacken 22. Der
Anschluß 16 für Vakuum ist hierbei an die über den Stellzylinder 19 hinaus verlängerte
Kolbenstange 17 geführt, die zu diesem Zweck mit einer das Kolbenglied 6 durchbrechenden
durchgehenden Längsbohrung 23 versehen ist. Die Verfahrensweise und der Arbeitsablauf
sind die gleichen wie im Zusammenhang mit F i g. 1 beschrieben.