-
Vorrichtung zur Xerstéllung von langgestreckten Hohlkörpern durch
schraubenförmiges Wickeln von mit Kunstharz imprägnierten Fasern auf einen Kern.
-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von langgestreckten
Hohlkörpern durch schraubenförmiges Wickeln von Fasern, insbesondere von mit Kunstharz
imprägnierten Glasfasern, auf einen rotierenden Kern mit einem parallel zu dem Kern
aufseiner Führung. hin und her. bewegten, von einer endlos umlaufenden Kette oder
einem Band angetriebenen Schlitten, der als Wickelführung für die Fasern ausgebildet
ist.
-
Das Aufwickeln der Fasern auf den rotierenden Kern durch den eine
und hergehenden Schlitten erfolgt mit einem voreingestellten Verhältnis zwischen
der Drehgeschwindigkeit des Kernes und der Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung
des Schlittens. Dadurch werden Je nach der 32anspruchung
des berzusteilenden
Körpers die Fasern mit einer mehr oder weniger grossen Steigung auf den Kern aufgewickelt.
Für eine saubere Ablage der Fasern ist es dabei wesentlich, dass sie in jeder Wickellage
lückenlos nebeneinander liegen, ohne sich dabei zu überlagern. Das bedingt, dass
bei jeder Verschieberichtung des Führungsschlittens die auf den Kern aufgelegten
Fasern oder Basergruppen genau neben den Wicklungen des vorhergehenden Wickelganges
abgelegt werden. Dies wird dadurch bestimmt, dass der Schlitten zu einem genau festgelegten
Zeitpunkt an den Wicklungsenden seine Beweguntsrichtung umkehrt. Die Umsteuerung
muss erfolgen, kurz bevor oder kurz nachdem der Kern JeWeils eine Drehung vollendet
hat. Der Kern muss dem Schlitten um denjenigen Winkelbetrag vor- oder nacheilen,
den jede gleichzeitig aufgelegte Fasergruppe überdeckt.
-
Bei den bekannten Einrichtungen der vorstehend geschilderten Gattung
wird dies dadurch erreicht, dass der Abstand zwischen den Umkehrpunkten stets etwas
grösser oder etwas kleiner als ein ganzzahliges Vielfaches der Ganghöhe der Windungen
ist.
-
Dieser Abstand zwischen den Umkehrpunkten ist also wesentlich für
die genaue Ablage der einzelnen Fasern'oder Fasergruppen.
-
Bei der bekannten Vorrichtung ist der Schlitten fest an einer parallel
zum wickelkern verlaufenden, endlos umlaufenden Kette befestigt. Der Abstand zwischen
den Umkehrpunkten des S"cbii'ttens wird bei dieser Vorrichtung durch den Abstand
der die Kette antreibenden Kettenräder eingestellt. Wenn auf
der
bekannten Vorrichtung ein anderer flohlkörper mit unterschiedlicher Länge hergestellt
werden soll oder durch Änderung des Geschwindlgkeitsverhältnisses zwischen Wickelkern
und Schlitten die Fasern mit einer anderen Schraubensteigung auf den Kern aufgewickelt
werden sollen, so muss der Abstand wischen den Kettenrädern entsprechend geändert--und
einektirzere oder längere Kette verwendet werden. Die bekannte Vorrichtung-ist somit
relativ-- aufwendig.
-
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Rufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art zu schafen, bei der eine
Antriebskette oder ein Antriebs band gleichbleibender Länge für die Herstellung
von Hohlkörpern unterschiedlicher Lange verwendet werden kann und die Einstellung
des Abstandes der Umkehrpundkte einfacher als bisher durchgeführt werden kann. Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Schlitten mit einem -Trum
der Kette oder des Bandes lösbar verbunden ist und dasS zwischen den Antriebsrädern
für die Kette oder das Band in ihrem gegenseitigen Abstand einstellbare Umkehrstationen
vorgesehen sind, die den Schlitten von dem einen Trum der Kette oder des Bandes
lösen und mit dem anderen Trum verbinden.
-
In einer besonders zweckmässigen Ausführungsform der Erfindung ist
der Schlitten mit einem Trum der Kette über ein Zahnrad oder Zahnsegment verbunden,
das unter Federwirkung in einer
Drehstellung gehalten und durch
an den Umkehrstationen vorgesehene Auflaufflächen aus dieser Drehstellung ausrückbar
und in eine zweite Drehstellung schwenkbar ist? in der es mit dem anderen Trum der
Kette in Eingriff steht, Zweckmässigerweise ist an dem Zahnrad oder Zahnsegment
ein exzentrischer Zapfen angeordnet, der in einer Führungsnut oder Führungskurve
an jeder Umkehrstation geführt ist und nach der Lösung des Zahnrades oder Zahnsegmentes
aus der einen Drehstellungdie Verschwenkung dee Zahnrades oder Zahnsegmentes in
die andere Drehstellung bewirkt. Die Verbindung zwischen dem Schlitten und dem Zahnrad
oder Zahnsegment erfolgt vorteilhafterweise durch wenigstens einen drehfest gehaltenen,federbelasteten
Kupplungsstift, der in eine Bohrung am Zahnrad oder Zahnsegment einrastbar ist.
-
Gemäss einer besonders varteilhaften Ausführungsform der Erfindung
sind die Umkehrstationen auf Platten angeordnet und leicht von der Vorrichtung lösbar
und gegenüber dieser verstellbar. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, den
Abstand der Umkehrståtionen-und-damit den der Umkehrpunkte voneinander zu verändern.
-
Ferner ist es aufgrund des erfindungsgemässen Vorschlags möglich,
eine einzige durchgehende Kette -mehreren nebeneinander angeordneten Wickelkernen
zuzuordnen und für jeden Kern und dazugehörigen -Führungeschlitten zwei Umkehrstatonen
vorzusehen.
-
Es können also mit einer einzigen Kette fester Länge mehrere
Wickelvorrichtungen
gleichzeitig betrieben werden. Dabei können die nebeneinander angeordneten Kerne
von einem einzigen Antrieb aus betrieben werden.
-
Die Erfindung bezieht sich zwar in erster Linie auf die genannte Vorrichtung
zum Bewickeln eines Kernes mit imprägnierten Fasern, ist aber prinzipell überall
dort anwendbar, wo ein Werkzeugträger längs eines Werkstückes bin-und herbewegt
werden muss, inabesondere dann, wenn die Länge des Hubes von Zeit zu Zeit geändert
wird.
-
Die Kurvenführungen der beiden Umkehrstationen können auch durch geradlinige
Fübrungen miteinander verbunden sein. Hierbei braucht das Zahnsegment nicht zwischen
den Umkehrstationen gegen Drehung blockierbar sein.
-
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand
der beiliegenden Zeichnung.
-
Es zeigen Figur 1 eine Gesamtübersicht über die anlage in der Draufsicht;
Figur 2 eine Ansicht in Richtung der Pfeile 2 in Figur 1; Figur 3 eine Ansicht der
erfindungsgemässen Umkehrstation und Figur 4 einen Schnitt durch den Schlitten mit
dem Kuppelmechanismus
für das Zahnsegment im Bereich einer Umkehrstation.
-
Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus dem Wickelkern 1, dem
auf der Führung 2 eine und herverschieblichen Schlitten 3 mit Imprignierbad 4 und
Führungseinrichtungen 5- sowie den Spulen 6, von denen die Glasfäden abgewickelt
werden.
-
Der Schlitten 3 wird von einer um zwei Kettenräder 7, 8 endlos umlaufenden
Kette 9 angetrieben. Das Antriebskettenrad 8 wird über ein zwischengeschaltetes
Getriebe 10 von einem für den Schlitten und für den Wickelkern gemeinsamen Antrieb
1'1 angetrieben. Die Drshgeschwindigkeit des Wickelkernes steht-also in einem bestimmten,
eingestellten Verhältnis zu der translatoris'chen Geschwindigkeit- des Schlittens
3.
-
Wie besonders Figur 2 zeigt, sind zwischen den Kettenrädern 7 und
8 im Abstand voneinander zwei Umkehrstationen 12, 13 vorgesehen.
-
Der Schlitten 3 ist über ein Zabnsegment 14, das mit dem einen oder
anderen Trum der Kette 9 in Eingriff stehen kann, verbunden. Zwischen den beiden
Umkehrstationen sitzt das Zahnsegment drehfest am Schlitten. Die Umkehrstationen
12, 13 geben das Zahnsegment 14 für eine Drehung um seine Achse
frei
und yerschwenken es gleichzeitig um seine Achse, so dass es das Jeweils anlaufende
Trum verlässt und in Eingriff mit dem Jeweils anderen Trum gelangt. Hierdurch wird
die Bewegungsrichtung des Schlittens umgekehrt.
-
Jede Umkehrstation 12, 13 trägt eine Anlaufschräge 15 zum Entkuppeln
des Zahnsegmentes und eine Führungsnut 16 zum Verschwenken des Zahnsegmentes. Die
Führungsnut 16 und die. Anlaufschräge 15 arbeiten mit entsprechenden Zapfen bzw.
Stiften am Zahnsegment bzw. am Schlitten zusammen. Diese Ausbildung ist aus Figur
4 ersichtlich. Unter der Kraft einer Weder 17 ist wenigstens ein drehfest gehaltener
Kupplungsstift 18 in eine Bohrung 19 am Zahnsegment hinein oder aus dieser heraus
verschieblich. Damit wird dae Zahnseg ant 14 entweder gegen Drehunggegenjjber dem
Schlitten festgelegt oder für eine solche Drehung freigegeben. Die Kupplungsstifte
18 sind in axialer Richtung von Bohrungen einer LagerbUchse 20 gefUhrt, in der die
Nabe 21 des Zahnsegments 14 gelagert-ist. In einer zentrischen Bohrung der Nabe
21 ist ein Druckstössel 22 verschieblich, der mit -seinem über das Zahnsegment herausragenden
Ende mit der Anlaufschräge 15 jeder Umkehrstation zusammenwirkt. An seinem anderen
Ende ist der Druckstössel 22 mit einem von der Feder 17 belasteten Teller 23 befestigt,
der die Kupplungsstifte 18 trägt. Die Federspannung ist durch eine Stellschraube
24 einstellbar.
-
Das Zahnsegment 14 trägt einen exzentrischen Zapfen 25, der
in
die Führungsnut 16 der Umkehrstation eingreift und während seiner Wanderung längs
dieser Führungsnut das entkuppelte Zahnsegment 14 verschwenkte Die Führungsnut,weist
einen zurAnlaufschräge 15 parallelen, horizontalen Einlauf 26,, einen in Bewegungsrichtung
abfallenden und nach Richtungsumkehr wieder ansteigenden Kurvenbereich 27 und einen
horizontalen Auslaufbereich auf. Durch diese Fübrungskurve wird die gleichförmige
Kettengeschwindigkeit aufgeteilt in eine Rotationskomponente und in eine Translationskomponente
des Zahnsegmentes. Je steiler-die Führungskurve verläuft, umso höher ist die Rotationskomponente.
Durch die Krümmung der Kurve ist die BeschleunigungMbzw.
-
Verzögerung des Zahnsegmentes festgelegt.
-
Mit dem Abstand der Umkehrstationen voneinander ist der Abstand zwischen
den Umkehrpunkten des Schlittens genau festgelegt bzw. festlegbar. Um die Anlaufsohräge
und die Führungsnut genau gegenüber dem Zahnsegment bzw. gegenüber der Kette festzulegen,
sind sie in einer Platte 29 ausgebildet, die nach Länge und'Höhe gegenüber einem
Rahmen 30 einstellbar ist. Die Längeneinstellung erfolgt mittels StelLschrauben
34, die Höhe wird mittels Stellteilen 32 und Stellschrauben eingestellt.
-
Der Rahmen 30 selbst ist an beliebiger Stelle einer parallel zur Kette
sich erstreckenden'Halterung 31 befestigbar. Die Halterung weist in einer oder in
-mehreren Reihen -nebeneinander ange,ordneta Boh-rungen 35,auf, in die entsprechende
Bolzen 36 am
Rahmen 30 einsetzbar bzw. einschraubbar sind. Der
Mittelpunktsabstand zwischen den einzelnen Bohrungen ist dabei - in Richtung der
kette gemessen - gleich der halben Kettenteilung.
-
Das Zahnsegment ist über mehr als 180° verzahnt und so angeordnet,
dass es bei der Verschwenkung an den Umkehrstationen aus der einen Dreh stellung
in die andere schon in das andere Trum der Kette 9 eingreift, bevor es ausser Eingriff
mit dem einen Trum gerät. Hierdurch ist ein sicherer tbergang gewährleistet.
-
Der Abstand des Führungszapfens 25 vom Zentrum-des Zahnsegmentes 14
ist grösser als der halbe Abstand zwischen dem horizontalen Einlauf bereich 26 der-
Kurve 27 und deren horizontalem Auslaufbereich. Ausserdem ist die Lage des Führungszapfens
so gewählt, dass dieser in Bewegungsrichtung vor dem Drehmittelpunkt des Zahnsegmentes
14 liegt. Durch -die- Grösse des Abstandes des Führungszapfens 25 vom Drehmittelpunkt
des Zahnsegmentes 14 ist der Hebelarm des das Zahnsegment 14 verschwenkenden Drehmomentes
und damit die dazu erforderliche, dem Zapfen 25 von der Führungskurve 16 erteilte
Druckkraft festgelegt.