DE19529735A1 - Wickelvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung, insbesondere für die Ab­ dichtung von Gewinden mit bandförmigem Material nach Anspruch 1
Nach dem Stand der Technik werden Gewinde zu Abdichtungszwecken mit bandförmigem Material, wie beispielsweise Polytetraflourethylen (PTFE)-Band als Dicht- und Gleitmaterial manuell umwickelt.

Es sind auch Wickelvorrichtungen bekannt, bei denen das zu um­ wickelnde Gewinde zwischen drei Spulen gehalten, mittels einer auto­ matischen Bandaufnahme mit dem PTFE-Band belegt und umwickelt wird. Die manuelle Umwicklung ist sehr zeitaufwendig, da mit sehr großer Genauigkeit gearbeitet werden muß.

Ungleichmäßigkeiten in der Wicklung durch subjektive Einflüsse und damit verbundene Undichtigkeiten und Gewindeschäden können nicht ausreichend verhindert werden. Bei der automatischen Wickelvorrich­ tung kann zwar schneller aufgewickelt werden, jedoch kann die Ar­ beitsweise dieser Vorrichtungen nicht den wechselnden Anforderun­ gen, die verschiedene Gewindeformen, welche ihrerseits verschiedene Erfordernisse an die Belegung mit Dichtmaterial erfüllen müssen, an­ gepaßt werden. Dies führt dazu, daß insbesondere bei konischen Ge­ winden, die bei Flaschenventilen oftmals extremen Anforderungen an Dichtigkeit gegenüber toxischen oder chemisch aggressiven Gasen ge­ recht werden müssen, entweder keine ausreichende Windungszahl durch Bandmaterial belegt ist oder daß das Bandmaterial das vordere Gewindeende nicht überlappt, da die erste und zweite Gewindeführung nicht umwickelt ist, so daß beim Aufschrauben der Flaschenventilge­ winde auf die Anschlußstelle eine Metall-Metallberührung gegeben ist, wodurch eine gute Abdichtung verhindert wird oder eine Zerstörung der Gewindepartner durch mechanisches Zerfressen entsteht. Durch die Halterung des zu umwickelnden Gewindes mittels dreier um das Ge­ winde angeordneter Rollen ist das Gewinde nicht stabil positioniert, wodurch, bedingt durch Präzessionsbewegungen des Gewindes in die­ ser Führung, unregelmäßige Wicklungen mit sich gegeneinander ver­ schiebenden Wickelhöhen der einzelnen Wicklungslagen entstehen. Die erste Gewindeführung bleibt bei der Verwendung derartiger Wickelmaschinen frei. Da derartige Vorrichtungen meist mit fertigen Kassetten mit Bandmaterial arbeiten, kann nicht jede Bandbreite und jedes Dichtmaterial zur Anwendung kommen, was zu zu geringer Wicklungsbreite und der Anwendbarkeit von einer begrenzten Anzahl von Materialien führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wickelvorrich­ tung zu schaffen, mit der gegenüber der manuellen Wickeltechnik Zeit gespart wird und gegenüber den automatischen Wickelvorrichtungen eine bessere Anpassung an die technischen Notwendigkeiten der Art der Belegung in Abhängigkeit von Materialpaarung und Gewindeform bei der Wicklung gewährleistet ist. Es soll eine ausreichende Anzahl von Gewindegängen umwickelt werden und das konische Ende des Gewindes derart durch Wickelmaterial überlappt sein, daß in Verbin­ dung mit der Elastizität des Bandmaterials eine leicht anliegende Schicht des Bandmaterials auf der Endfläche des Gewindekonus auf­ getragen wird. Die Wickelvorrichtung soll dabei derart ausgestaltet sein, daß jedes Wickelmaterial unabhängig von dessen Bandbreite eingesetzt werden kann.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merk­ malen des Anspruchs 1 gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung ist es nunmehr möglich, insbesondere konische Gewinde unter sehr hoher Zeitersparnis und kostengünstig zu wickeln, wobei den jeweils wechselnden Anforderun­ gen an die Erfordernisse für verschiedene Wickelaufgaben bei unter­ schiedlichen Gewinden, die beispielsweise mehr Wicklungslagen so­ wie eine größere Wicklungshöhe benötigen, gerecht geworden werden kann. Hierbei wird den Anforderungen bei unterschiedlichen Materiali­ en von Gewinden und Gegengewinden sowie den Eigenschaften der verschiedenen Abdichtmaterialien Rechnung getragen. Insbesondere an den konisch zulaufenden Enden der Gewinde ist eine definierte Belegung mit Abdichtmaterial möglich, wie sie nur bei der manuellen Belegung gezielt erreicht werden kann. Die Gleichmäßigkeit und Wicklungsbreite sind reproduzierbar.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Die Zeichnungen zeigen eine erfindungsgemäße Wickelvorrichtung in schematischer Form.

Es zeigt:

Fig. 1 Eine Aufsicht auf den Träger für das Gewinde und für eine Spule mit Bandmaterial.

Fig. 2 Einen Querschnitt des Trägers, auf welchem das Gewinde und die Spule mit Bandmaterial an gebracht sind.

Fig. 1 zeigt einen Träger 1, der als Teller ausgebildet ist und in des­ sen Zentrum ein Dorn 2 zur Aufnahme eines Gewindes 3, welches in Fig. 1 nicht dargestellt ist, angeordnet ist. In der Randzone des Trägers 1 befindet sich eine Halterung 4 für die Aufnahme einer Spule 5, für das Bandmaterial 6, welches über eine Führung 7 auf das Ge­ winde 3 gewickelt wird.

In geringem Abstand zum Zentrum des Trägers 1 befindet sich eine Andruckvorrichtung 8, die als Andruckelement ein Gewinde 9 aufweist, welches sowohl in seiner Gewindeführung als auch in seiner Ausrich­ tung gegenläufig zum Gewinde 3 ausgeführt bzw. angebracht ist. Als kraftübertragendes Element für die Andruckvorrichtung 8 ist an dem Träger 1 ein Pneumatikzylinder 10 als Umlenkhebel angebracht. Die Pfeile geben die jeweiligen Rotationsrichtungen von der Spule 5, dem Gewinde 9 und dem Träger 1 an, wobei das Gewinde 3 feststeht.

In Fig. 2 sind den gleichen Vorrichtungsmerkmalen dieselben Be­ zugszeichen zugeordnet. In ihr ist zu erkennen, daß die Achse 11 des Gewindes 3 und die Achse 12 des Gewindes 9 parallel verlaufen und die Gewinde in ihrer Ausrichtung entgegengerichtet angeordnet sind. Der Dorn 2 ist in ein Futter 13 eingebettet. Die Halterung 4 ist durch den Träger 1 nach hinten fortgeführt und entlang ihrer Achse 14 mit ei­ ner Feder 15 umgeben, welche mit einer Gegenverschraubung 16 eine Veränderung des Abstandes senkrecht zum Träger 1 ermöglicht. Die Spule 5 ist durch einen Verschluß 17, welcher an der Halterung 4 an­ gebracht ist gegen Herunterfallen gesichert. An der hinteren Fortfüh­ rung der Halterung 4 sind stufenlos einstellbare Bremsbacken 18 einer Reibungsbremse angeordnet.

Bei Betrieb wird ein für das Gewinde 3 passender Dom 2 in das Futter 13 eingeführt und das Gewinde 3 auf den Dorn 2 aufgesteckt, welcher seinerseits je nach Größe des Gewindes 3 ausgewechselt und somit angepaßt werden kann. Hierbei befindet sich das Gewinde 3 je nach seiner individuellen Ausgestaltung in unterschiedlichem Abstand zum Träger 1, welcher als Teller ausgebildet und vorzugsweise vertikal ausgerichtet ist.

Dann wird das sich auf einer Rolle befindliche Bandmaterial 6 auf die Halterung 4 gegeben. Durch die Ausgestaltung der Halterung 4 kann jede beliebige Rolle mit Bandmaterial 6 unterschiedlicher und frei wählbarer Breite eingesetzt werden. Die Rolle wird gegen Herunter­ fallen mit dem Verschluß 17 fixiert. Mit der Gegenverschraubung 16 kann nun die Spule 5 mit dem Bandmaterial 6 mittels der Feder 15 so genau im Abstand zum Teller positioniert werden, daß das Bandmate­ rial 6 beim Auflegen auf das Gewinde 3 exakt in die gewünschte Posi­ tion kommt. Hierbei ist insbesondere gewünscht, daß das Bandmaterial 6 ca. 1-2 mm über den Rand des Gewindekonus übersteht. Das Auf­ legen des Bandmaterials 6 erfolgt daher manuell, da somit eine Kon­ trolle durch den Anwender möglich ist. Vorteilhafterweise kann hierbei Erfordernissen, die bei verschiedenen Gewinden erfahrungsgemäß erfüllt sein müssen und die für verschiedene Gewindeformen und Dichtzwecken sehr unterschiedlich sein können reproduzierbar Rech­ nung getragen werden. So können bei verschiedenen Abdichtungs­ problemen unterschiedliche Anforderungen an die Anzahl der Millime­ ter, die das Bandmaterial 6 über den Gewindekonus herüberragt be­ stehen. Durch ein Moosgummi, das am konischen Ende des Gewindes 9 angebracht ist, wird das am Gewinde 3 überstehende Bandmaterial 6 umgelenkt, so daß es auf der Konusfläche aufliegt. In Abhängigkeit von der Oberflächeneigenschaft des Gewindematerials kann durch das manuelle Anlegen eine individuelle Zugspannung auf das Bandmaterial 6 gegeben werden, so daß ein unterschiedliches Anhaften der ersten Schicht des Bandmaterials 6 ermöglicht wird. Nach dem Anlegen des Bandmaterials 6 und einmaligem manuellem Umdrehen, wird die An­ druckvorrichtung 8 durch die Betätigung eines Fußschalters an das Gewinde 3 geführt. Das Gewinde 9 ist in Bezug auf seinen konischen Verlauf dem Gewinde 3 entgegengerichtet. Hat das Gewinde 3 ein Rechtsgewinde, so wird als Gewinde 9 ein Linksgewinde eingesetzt. Bei der Wicklung von Linksgewinden kann das Gewinde 9 gegen ein Rechtsgewinde ausgetauscht werden. Durch die Betätigung eines weiteren Fußschalters wird ein drehzahlgeregelter Motor in Bewegung gesetzt, der das sich auf dem Dorn 2 befindliche Gewinde 3 um seine Achse 11 in Rotation versetzt. Hierbei kann sowohl die Drehgeschwin­ digkeit als auch die Anzahl der Umdrehungen durch entsprechende Einstellung einer Anzahl von Wicklungslagen an einer Regelung vor­ gegeben werden. Während des Wickelvorganges wird das Bandmate­ rial 6 durch das Gewinde 9 in einen fließfähigen Zustand gebracht und genau in die Gewindegänge des Gewinde 3 eingepaßt. Das Andrücken der Andruckvorrichtung 8 erfolgt über den Pneumatikzylinder 10, wel­ cher über eine Druckluftleitung betrieben wird, die über die als Hohl­ welle ausgebildete Achse 11 verlegt ist. Die Ausbildung der Achse 11 als Hohlwelle, ermöglicht auch das Wickeln von Ventilkonen mit Steig­ rohren, welche in die Hohlwelle eingeführt werden. Hierbei wird das Steigrohr unter Verwendung eines geeigneten Dorns 2, durch das Futter 13 in die Hohlwelle eingebracht. Beim Wickelvorgang wird das sich auf der Spule 5 befindliche Bandmaterial 6 durch die Betätigung der Bremsbacken 18 auf Zugspannung gehalten. Bei Beginn des Wickelvorganges, der beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 2 oder 3 Umdrehungen pro Sekunde durchgeführt werden kann, befinden sich die Halterung 4 und das Gewinde 3 vorzugsweise in einer parallel zum Boden verlaufenden Ebene, wobei das Bandmaterial 6 oberhalb des Gewindes 3 geführt wird. Durch Einsatz eines Umdrehungszählers und einer Lichtschranke, welche in der Zeichnung nicht dargestellt sind, ist es nun möglich, über ein Signal, welches von der Licht­ schranke ausgelöst wird, den Motor in einer Winkelposition des Tellers abzuschalten, in der die verbleibende Rotationsenergie in Verbindung mit der Reibungskraft, die die Hohlwelle erfährt so groß ist, daß die Endposition der Spule 5 mit deren Ausgangsposition identisch ist. Durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Schere, die an dem Teller angebracht ist und welche über eine pneumatische Steuerung, die ebenfalls über die Hohlwelle geführt wird, betätigt werden kann, kann das Bandmaterial 6 abgetrennt werden. Durch die vertikale Aus­ richtung des Tellers fällt das Bandmaterial 6 nach dem Abschneiden nicht vom Gewinde 3, sondern liegt auf ihm auf. Das durch die Schnittstelle verbleibende Restmaterial an überstehendem Band kann nochmals manuell um das Gewinde gelegt und mittels der Andruckvor­ richtung 8 angedrückt werden. Anschließend wird die Andruckvorrich­ tung 8 über den Pneumatikzylinder 10 aus dem Wickelbereich entfernt und das Gewinde 3 kann entnommen werden.

In der Regel verlaufen die Achsen 11 und 14 parallel und das Gewinde 3 wird mehrlagig umwickelt, wobei die Wicklungen exakt übereinander zur Deckung kommen. Durch ein leichtes Anwinkeln der Achse 14 in Richtung der Achse 11 in Verbindung mit einer zeitlichen Änderung der relativen Abstände der Halterung 4 mit der Spule 5 und des Gewindes 3 von dem Teller kann eine Wicklung erfolgen, welche zu einer spiral­ förmigen Anordnung des aufzuwickelnden Bandmaterials 6 führt. Die Bewegung kann dabei einmalig vom flachen Konusende des Gewindes 3 bis zum oberen Gewindeansatz oder in einer Hin- und Herbewegung erfolgen. Diese Abläufe können sowohl durch ein Getriebe, als auch über eine pneumatische Steuerung erfolgen.

Die erfindungsgemäße Wickelmaschine arbeitet nach dem Prinzip des Riementriebes. So ist jede Anordnung denkbar, welche dieses Prinzip verkörpert. So besteht beispielsweise die alternative Möglichkeit, daß der Teller statisch angeordnet ist und das Gewinde 3 in der Mitte des Tellers rotiert. In einer weniger bevorzugten Ausführungsform kann die Halterung 4 mit der Spule 5 im Zentrum des Tellers und das Gewinde 3 an der Randzone angebracht sein. In diesem Fall steht die Spule 5 still und das Gewinde 3 hat zu dem Umlauf um die Spule 5 eine zusätzliche Rotationsbewegung um seine eigene Achse. Die Bewegungsabläufe können dabei durch ein Getriebe gesteuert sein.

Anstelle des Dorns 2 kann auch ein Bajonettverschluß oder eine Schnellkupplung treten, welche das Gewinde 3 aufnehmen. Mit der er­ findungsgemäßen Vorrichtung können wahlweise alle Spulen 5 ver­ schiedener Breite und beliebiger Bandlänge eingesetzt werden, so daß der Verbraucher nicht mehr auf fertige Kassetten mit Bandmaterial 6 angewiesen ist. Hierdurch ist eine hohe Flexibilität in der Anwendung gegeben. So können auch andere Wicklungsaufgaben, wie beispiels­ weise das Zusammenfügen von verschiedenen Rohrabschnitten zu ei­ ner Leitung mittels Klebeband gelöst und andere Körper, wie Fittings und Verschlußstopfen gewickelt werden. Es ist auch ein Aufwickeln von Kabeln möglich. Die Wahl der Materialien und Gebinde ist frei und vielfältig wählbar. Die vorzugsweise halbautomatisch arbeitende Wickelvorrichtung, bei der selbstverständlich auch das Auflegen des Bandmaterials 6 durch eine Bandeinlegevorrichtung automatisiert wer­ den kann, kann entsprechend ihrer flexibel austauschbaren Elemente Halterung 4 Gewinde 9 und Dorn 2 auf die entsprechende Belegungs­ technik eingerichtet werden. Die Hohlwelle ermöglicht auch das Be­ legen von stabförmigen, längeren Bauteilen, die zusätzlich achsial be­ wegt werden können. Es ist auch ein Wickeln, zum Beispiel ein Zu­ sammenfassen von mehreren länglichen Bauteilen beliebiger Länge, zum Beispiel von Kabeln möglich. Durch die Halterung des Gewindes 3 mittels eines Dorns 2 im Zentrum des Tellers, rotieren insbesondere Konische Gewinde 3 sehr ruhig und können somit mit hoher Präzession sehr gleichmäßig gewickelt werden, da diese Anordnung sehr stabil ist. Eine exakte Positionierung und Führung des Bandmate­ rials 6 auf dem Gewinde 3 ist somit möglich. Mit der erfindungsgemä­ ßen Wickelvorrichtung kann die Wickelzeit auf mindestens 1/3 gesenkt werden. Die Wickelgeschwindigkeit kann dabei variabel eingestellt werden. Mit der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung kann jedes preiswerte, handelsüblich konfektioniertes Material beliebiger Band­ länge unabhängig vom Hersteller verwendet werden.

Claims (12)

1. Wickelvorrichtung, insbesondere für die Abdichtung von Gewinden (3) mit Bandmaterial (6) umfassend folgende Bestand­ teile;

• - Mittel zur Aufnahme eines Gewindes (3),
• - Mittel zur Aufnahme einer Spule (5) mit abzuwickelndem Band­ material (6),
• - mindestens ein Motor zur Erzeugung einer das Aufwickeln des Bandmaterials (6) auf dem Gewinde (3) ermöglichenden relativen Drehbewegung zwischen Gewinde (3) und Spule (5).

2. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, bei der zwischen dem Motor einerseits und dem Gewinde (3) sowie der Spule (5) andererseits ein Getriebe angeordnet ist.

3. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Mittel zur Aufnahme des Gewindes (3) auf einer Achse (11) angebracht ist und bei der sich das Mittel zur Aufnahme der Spule auf einem Träger (1) befindet, welcher um die Achse (11) rotiert.

4. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die Mittel aufweist, die die Rotation der Spule (5) um ihre eigene Achse (14) abzubremsen, so daß eine Zugspannung an dem Bandmaterial (6) entsteht.

5. Wickelvorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Mittel zum Abbremsen der Spule (5) eine Reibungs­ bremse ist.

6. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der an dem Träger (1) Mittel angebracht sind, die das Band­ material (6) an das Gewinde (3) andrücken.

7. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der das Mittel zum Andrücken des Bandmaterials (6) an das Gewinde (3) ein Gewinde (9) mit gegenläufiger Gewindeführung ist, das in die entgegengesetzte Richtung ausgerichtet ist, wie das zu umwickelnde Gewinde (3).

8 Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der das Mittel zum Andrücken des Bandmaterials (6) an das Gewinde (3) pneumatisch betrieben wird.

9. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Achse (11) als Hohlwelle ausgebildet ist.

10. Wickelvorrichtung nach Anspruch 8, bei der in der Hohlwelle Leitungen für die Steuerung der pneumatisch arbeitenden Mittel zum Andrücken des Bandmaterials (6) an das Gewinde (3) angebracht sind.

11. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der der Träger (1) vertikal ausgerichtet ist.

12. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die Spule (5) in Richtung des Gewindes (3) geneigt ist und bei der die Spule (5) und/oder das Gewinde (3) senkrecht zum Träger (1) verschiebbar angebracht sind.