DE1579198A1 - Verfahren zum Aufbringen einer schraubenfoermigen Wicklung auf einen Schlauch - Google Patents

Description

Continental Gummi-Werke Aktiengesellschaft, Hannover P 15 79 198.7

Verfahren zum Aufbringen einer schraubenförmigen Wicklung auf einen Schlauch.

Die Erfindung bezieht sioh auf ein Verfahren zum Aufbringen einer mehrgängigen schraubenförmigen Wicklung aus Draht oder dgl. auf einen Schlauch, der zur Bearbeitung auf einen seine ganxe Länge durchsetzenden Dorn gezogen ist«

Das Aufwickeln der Drähte oder dgl« erfolgte bisher daduroh, daß ein Draht nach dem anderen aufgebracht wird, wobei die erforderliche Spannung durch Abbremsen des Drahtes an der Aufspulstelle erzeugt wird. Bei großen Schlauchlängen bis zu 40 m entstehen TJngenauigkeiten im Abstand der einzelnen Drähte und auch in der Zugspannung, die sich über die ganze Länge nicht konstant halten läßt. Auch entsteht beim Abwickeln des Drahtes von einer Rolle im Draht eine Torsionsspannung, da die Rolle vom Draht selbst ihres Gewiohtes wegen nicht in eine spannungsfreie Lage gedreht werden kann«

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, bei der Aufbringung der Wicklung so vorzugehen, daß die Spannungen in axialer Richtung innerhalb eines Drahtes und in den nebeneinanderliegenden verschiedenen Drähten sowie auoh die Abstände gleich sind, und die Drähte gleichzeitig in der Wioklung kein· Torsionsspannungen aufweisen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird dies· Aufgabe in der Weise gelöst, daß an de» einen Ende des ua sein· Achse drehbar angeordneten Schlauches die für die Wioklung vorgesehene Aniahl der Draht· sa Umfang verteilt befestigt wird, und die länger als der Schlauoh zugeschnittenen Drähte mit ihren anderen Enden in einen den Schlauch umgebenden geschlossenen oder offenen Spannring ua die «igen« Aohse drehbar in Axialriohtung nachgiebig eingespannt werden und dabei

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durch Buchsen eines den Schlauch umgebenden axial verschiebbaren Führungsringes gehalten werden, während dieser bei jeder Drehung des Schlauches um den gewünschten Betrag der Steigung der Wicklung in Richtung des Spannringes bewegt wird. Beim Beginn des Aufwickelvorganges liegen die einzelnen Drähte bereits um den Schlauch annähernd gleichmäßig verteilt herum, und zwar nahezu parallel zur Achse des Schlauches und werden durch den am Ende der Drähte vorgesehenen Spannring in Axialrichtung gleichmäßig unter Spannung gehalten. In dieser Lage können die Drähte die Torsionsspannung ausgleichen, da sie am Spannring drehbar befestigt sind und werden, sobald der Schlauch in Drehung versetzt wird, völlig gleichmäßig auf den Umfang aufgebracht. Die Steigung der Wicklung wird dabei durch die Geschwindigkeit des Führungsringes im Verhältnis zur Umfangsgeschwindigkeit des Schlauches bestimmt, wobei die Buchsen im Führungsring so gleichmäßig verteilt werden können, daß die fertige Wicklung sehr genauen Abstand zwischen den einzelnen Drähten aufweist.

Die Maschin· zur Durchführung dieses Verfahrens wird so aufgebaut, daß die beiden Einspannstellen für den auf den Dorn gezogenen Schlauch synchron zueinander angetrieben werden und der Führungsring zum Schlauch achsparallel mittels mechanischer, hydraulischer, elektrischer oder dgl. übertragungsmittel in einem bestiemten Verhältnis zur Drehzahl des Schlauches auf einen Maschinenbett verschiebbar ist* Der Führungsring wird zweckmäßig auf einem auf dem Maschinenbett fahrbaren Wagen angeordnet und mit Hilf· eines Synchronmotors über ein Kitzel entlang einer Zahnstange bewegt. Der Antriebsmotor kann dabei in seiner Drehzahl von einer besonderen Steuervorrichtung geregelt werden, oder er läuft synchron zu den Perioden des Stromnetzes, wobei er durch regelbar· Getriebe den Wagen in der gewünschten Geschwindigkeit bewegt. Di· Übereinstimmung ait der Drehzahl d·· Schlauches wird dabei durch den ebenfalle synchron zum Stromnets laufenden Antriebsmotor für den Schlauch erreicht. Damit bei der

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Herstellung sehr- langer Schläuche der nicht umwiokelte oder der umwickelte Teil gestützt werden kann, wird in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, den Spannring nach unten offen zu halten und mit jedem Ende auf einen auf jeder Maschinenbettstelle laufenden Halbwagen anzuordnen. Die beiden Halbwagen und der Führungsring können dann in der Mitte des Maschinenbettes angeordnete Hilfsvorrichtungen bei der Längsbewegung zwischen sich hindurchlassen. Ein weiteres Merkmal der Maschine zur Durchführung des Wicklungsverfahren ist darin, zu erkennen, daß der Spannring auf dem Maschinenbett gebremst verschiebbar ist, so daß er bei wachsender Zugkraft der Drähte beim Überschreiten eines eingestellten Wertes nachrutscht. Diese Vorrichtung ist deswegen vorgesehen, um die beim Aufwickeln der Drähte infolge der größeren Wicklungslänge ständig nachziehenden Enden in gleichbleibender Spannung zu halten. Damit beim Einspannen der Drähte vor dem Wicklungsvorgang und auch während des Wicklungsvorganges selbst die Längenänderungen infolge von Werkstoff- und Formungenauigkeiten ausgeglichen werden können, wird in einer weiteren Ausgestaltung der Maschine vorgeschlagen, die Drähte in Spannrichtung an um die Längsachse drehbaren Halterungen zu befestigen· Da bei den Werkstoff - und Formungenauigkeiten der Drähte auch noch während des Wicklungsverganges Toreionsspannungen auftreten, werden diese durch die drehbar angeordneten Halterungen ständig ausgeglichen. Damit die Drähte in einfacher Weise am Spannring befestigt werden können, werden die Halterungen vorteilhaft für den Durchgang der Drähte mit Durchbrechungen versehen, durch die die Drähte hindurchgezogen und in denen sie durch geeignete Spannvorrichtungen auch gleichzeitig gehalten werden.

Eine Weiterentwicklung der Maschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht schließlich noch darin, daß zwischen dem Führungsring und dem Spannring auf dem Maschinenbett verschiebbare Stützringe in der erforderliohen Anzahl angeordnet sind, so daß die gespannten Drähte an mehreren Stellen noch ge-

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tragen werden, um dadurch ein Durchhängen und damit Ungenauigkeiten in der Längsspannung zu vermeiden. Die Sttitzringe sind gleich dem Spannring aufgebaut und ebenso wie dieser auf je zwei Halbwagen befestigt, so daß sie von dem auf dem Maschinenbett wandernden Führungsring beim Anschlagen an diesen zum Spannring mitgenommen werden, und dabei gegebenenfalls auch den Reitstock überfahren_e

Ein Ausführungsbeispiel der Maschine zur Durchführung des Ver« fahrens wird durch die Zeichnung näher erläutert«

Es zeigen

Fig. 1 eine Vorderansicht der Maschine,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Führungsbuchse,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Spannvorrichtung und

Fig. 6 einen Schnitt duroh den Spannkopf»

Der Sohlauoh 1, der aus einer Gummimischung besteht und zus Umwickeln auf den Dorn 2 gezogen ist, ist mit diesem an dem einen Ende in der Spannvorrichtung 3 einer Drehmaschine und mit dem anderen Ende in dem Reitstook 4 befestigt. Die Spindel 5 des Reitetockee wird duroh die Welle 6 mit der gleichen Drehzahl angetrieben wie die Spannvorrichtung 3. Bein Einschalten der Drehmaschine wird der Sohlauoh 1 mit dem Dorn 2 auoh bei großen Längen gleichmäßig in Drehung versetzt. Das Maschinenbett 7 ist wesentlich länger als

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die größte darauf zu bearbeitende Schlauchlänge, und der Reitstock 4 kann bei Bedarf je nach der Schlauchlänge vor oder zurück verschoben werden. Auf dem Maschinenbett 7 ist der zum Einsetzen des Schlauches 1 meist zweiteilige Führungsring 8 gelagert und auf dem Wagen 9 in Längsrichtung des Bettes verfahrbar. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind in der Mitte des Maschinenbettes die Stützen 10 vertikal verschiebbar angeordnet, so daß sie gegebenenfalls an den Schlauch 1 heranbewegt werden können und ein Durchhängen des Domes 2 verhindern. Gelangt der Wagen 9 des Führungsringes 8 an eine Stütze 10, wird diese gesenkt, damit der Wagen ungehindert darüber hinwegfahren kann. Der Führungsring wird durch den Motor 11 in Bewegung gesetzt, der durch eine elektrische Steuerungsvorrichtung in Übereinstimmung oder in einem bestimmten Verhältnis zum Antrieb für die Spannvorrichtung 3 umläuft. Zur Verstellung des FührungsrInges 8 kann dieser zusätzlich durch das Handrad 12 bewegt werden.

Auf dem Maschinenbett 7 ist noch der Spannring 13 verschiebbar angeordnet, der im unteren Teil offen ist und den Reitstock 4 sowie die Stützen 10 überfahren kann (Fig. 3)· Der Wagen 9 des Spannringes 13 enthält aber keine Antriebsvorrichtung, sondern kann durch eine Bremsvorrichtung 14 mit regelbarem Widerstand auf dem Maschinenbett 7 verschoben werden.

Zum Umwicklen des Schlauches werden die einzelnen Drähte 17 gleichmäßig verteilt am Umfang des Dorne« 1 in der Näh« der Spannvorrichtung 3 ia Spannkopf 15 befestigt (vgl· Fig. έ). Die anderen Enden der Draht· werden durch die Löcher 16 de· Führungeringes 8 gezogen (Fig. 2) und ia Spannring 13 befestigt. Wird nun die Drehmaschine eingeschaltet, wird der Schlauoh 1 in Drehung versetit und di« Draht« 17 werden vom Führungsring 8 auf die Außenfläche des Schlauches 1 geleitet. Di· Steigung d«r Wicklung wird dabei durch di· Geschwindigkeit d«s Führungsring·· 8 bestimmt, der in einem bestimmten Verhältnis zur Drehzahl der Spannvorrichtung 3 in Richtung des Pfeil·· 18 bewegt wird. Di· Draht« gleiten duroh die Löcher 16

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und können sich in diesen ausgleichend um ihre eigene Achse drehen. Zu diesem Zweck sind im Spannring 13 die Buchsen 19 befestigt (Fig. 5), in denen die Spannstücke 20 drehbar gelagert sind. An den Enden der Spannstücke 20 sind die Spannfedern 21, spannbar durch axiales Verschieben der Hülse 22 vorgesehen, die sich mit der unteren Biegung auf die in die Bohrungen der Spannstücke 20 eingeführten Drähte 17 legen und diese * gegen die Zugkraft (Pfeil 23) halten.

Damit die Drähte zwischen dem Führungsring 8 und dem Spannring 13 nicht durchhängen, ist wenigstens ein Stützring 24 auf dem Maschinenbett 7 vorgesehen und grundsätzlich wie der Spannring 13 mit Wagen 9 aufgebaut, wobei der Stützring 14 aber einfache Löcher zur Durchführung der Drähte 17 und keine Bremsvorrichtung aufweist.

Er wird bei der Bewegung des Führungsringes 8 einfaoh in Richtung des Pfeiles 18 mitgenommen, sobald der Führungsring 8 an den Stützring 24 herangefahren ist.

Zur sicheren Führung der Drähte I7 beim Aufwickeln auf den Schlauoh ist auf dem Wagen 9 des Führungsringes 8 nooh die Führungsbuchse vorgesehen, die den umwickelten Schlauch 1 eng umfaßt und mit der Einlaufkante die vollkommen gleichmäßige Lage der Drähte I7 gewährleistet.

Der Spannkopf 15 besteht gemäß Figur 6 aus einer auf dem Dorn 2 Bittenden Hülse 26,die mit achsparallelen Bohrungen in der Ansahl der erforderliohen Drähte 17 in kreisförmiger Anordnung auegestattet ist, wobei die Enden der Drähte 17 durch die Kutter 27 am Konus 28 der Hülse 26 eingespannt werden.

Sollen Schläuche mit anderen Durohmeββerη gefertigt werden, ist abgesehen rom Dorn 2 da· Auswechseln de· Spannkopfe· 15 und der Führung·· buchse 25 erforderlioh. Ändert sich die Ansahl der Dr&h* für die

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Umwicklung, und ist die neue Zahl der Drähte nicht ein ganzzahliger Teil der vorhergehenden Zahl, so ist der Spannkopf 15 der Führungsring 8 auszuwechseln, damit stets die Drähte 17 gleichmäßig auf 360 Umfang des Schlauches 1 verteilt liegen. Dagegen enthalten der Spannring 13 und die Stützringe 24 die maximale Anzahl Löcher 16 bzw. Spannstücke 20 bi» 22 (ca. 100 Stück), so daß jede Anzahl Drähte geführt bzw. gespannt werden kann. Die gleichmäßige Verteilung ist dabei unerheblich·

Beim Aufbringen der Drähte 17 auf den Schlauch 1 müssen sich die im Spannring 13 befestigten Enden wegen der durch das Aufwickeln entstehenden Verkürzung der Drähte ständig gegen die Richtung des Pfeiles 18 bewegen, und zur Aufreehterhaltung einer bestimmten Drahtspannung wird der Spannring I3 auf seinem Wagen duroh die Bremsvorrichtung I4 zurückgehalten, ihm aber die Möglichkeit gegeben, bei der Verkürzung der Drähte 1? gegen die Richtung des Pfeiles 18 zu wandern. Sobald der Spannring 13 auf den Führungsring trifft, werden die Enden der Drähte 17 selbsttätig unter den Spannfedern 21 der Spannstücke 22 (Fig. 5) herausgezogen und noch bis zum Führungsring 8 bewegt, damit die Abfallenden möglichst kurz sind.

Für die Vorbereitung des Schlauohes für das Vulkanisieren wird er noch mit einer Schicht Guemimischung umgeben und mit einer Gewebelage umwickelt, wofür der Wickelwagen 29 auf dem Maschinenbett 7 verfahrbar vorgesehen und mit einer Wickelrolle 30 vorgesehen ist, die das Band gleichmäßig auf den Schlauch leitet. Der Wickelwagen wird duroh in die Hüfthöhe der Bedienungsperson klappbare Schiebehebel 31 in Längsrichtung des Bettes 7 bewegt.

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Claims (8)

Patentansprüche t

1. Verfahren zum Aufbringen einer mehrgängigen, schraubenförmigen Wicklung aus Draht oder dgl· auf einen Schlauch, der zur Bearbeitung auf einen seine ganze Länge durchsetzenden Dorn gezogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem einen Ende des um seine Achse drehbar angeordneten Schlauches (1) die für die Wicklung vorgesehene Anzahl der Drähte (17) aa Umfang gleichmäßig verteilt befestigt wird, und die länger als der Schlauch (1) zugeschnittenen Drähte (17) mit ihren anderen Enden in einem den Schlauch (1) umgebenden offenen Spannring (13) um die eigene Achse in Axi^lnachgiebig eingespannt werden und dabei durch Löcher (16) eines den Schlauch (1) umgebenden, geschlossenen und axial verschiebbaren Führungsringes (θ) gleichmäßig gehalten, verteilt werden, während dieser bei jeder Drehung des Schlauohes (1) um den gewünschten Betrag der Steigung der Wicklung in Richtung des Spannringes (15) bewegt wird«

2. Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einspannstellen (5,5) für den auf den Dorn (2) gezogenen Schlauoh (1) sychron angetrieben sind, und der Führungsring (8) zum Schlauch (1) achsparallel mittels mechanischer, hydraulischer, elektrischer oderdgl. übertragungsmittel in einem bestimmten Verhältnis zur Drehzahl des Schlauches (1) auf einem Maschinenbett (7) verschiebbar ist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennteiohnet, daß der Führungsring (8) auf eines auf dea Maschinenbett (7) fahrbaren Wagen (9) angeordnet ist, der^it Hilfe eines Synchronmotor« (11)

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über ein Ritzel entlang einer Zahnstange bewegbar ist.

4. Maschine nach den Ansprüchen 2 und 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (13) nach unten offen ist und mit jedem Ende auf einem auf jeder liaschinenbettseite laufenden Halbwagen (9) angeordnet ist.

5. Maschine nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß

der Spannring (I3) auf dem Maschinenbett (7) gebremst verschiebbar ist, so daß er bei einer bestimmten Zugkraft der Drähte (17) nachrutscht.

6. Maschine nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (17) im Spannring (13) an um die Längsachse drehbaren Halterungen (20 bis 22) befestigt sind.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen (20 bis 22) eine Feder (21) zum Einspannen der Drähte (17) aufweisen,

8. Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Führungsring (θ) und dem Spannring (13) auf dem Maschinenbett (7) verschiebbare Stützringe (24) in erforderlicher Anzahl angeordnet sind_e

Hannover, den 9· Februar 1970
66-77 P / 72 G/Sti Sü/Ba

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