DE2012112C3 - Formstückwickelvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wickeln eines Formstücks für Rohrleitungen, mit einer Einspanneinrichtung für einen Wickelkern und einer Zuführeinrichtung fin· das Verstärkungsmaterial.

Zum Herstellen von Rohren und Behältern werden zunehmend Wickelverfahren, insbesondere das »Filament Winding« angewandt. Einfache zylindrische Körper lassen sich so durch Einzelfertigung von Hand oder mittels einfacher Vorrichtungen r.ach Art einer Drehbank fertigen. Rohrartige Körper wurden auch bereits durch Spiralwickeln von Bandmaterial über einen rotierenden, an einem Ende freien Dorn oder Wickelkern hergestellt Nach einem in der DE-OS 20 12 111 beschriebenen Verfahren können auch druckfeste Formstücke für Rohrleitungen nach einem Wickelverfahren hergestellt werde,-. indem das faden- oder bandförmige Verstärkungsmaterial unter gleichzeitigem Auftragen eines aushärtbaren Kunstharzbindemittels und gegebenenfalls von Füllstoffen um ein verhältnismäßig dünnwandiges Rohformstück aus Kunststoffmaterial gewickelt oder gelegt wird. Offensichtlich kann dieses Verfahren wegen der komplizierten, verzweigten oder gebogenen Formen der Formstücke aber nicht mit den üblichen Rohrwickelmaschinen durchgeführt werden.

Die US-PS 33 97 847 beschreibt eine Vorrichtung zum Wickeln eines Formstücks für Rohrleitungen aus kunstharzimprägnierten Glasfaser-Rovings mit einer Einspanneinrichtung für einen Wickelkern und einer Zuführeinrichtung für das Verstärkungsmaterial. Mittels der Einspanneinrichtung ist ein Kniestück in einer Ebene längs einer Kurve axial durch eine kreisförmige Wickelzone beweglich. Die Zuführeinrichtung ist im Randbereich eines kreisförmigen, um eine senkrechte Achse rotierenden und längs dieser verschiebbaren Tisches angeordnet und führt das Verstärkungsmaterial der waagerechten Wickelzone zu. Das Kniestück wird also jeweils im Schnittbereich mit der Wickelzone umwickelt. Diese Vorrichtung ist aber nur für Rohrbögen geeignet und erlaubt nicht das Wickeln eines T-Formstücks. Der Wickelkern ist schwer zugänglich, da er von den Zuführeinrichtungen seitlich umgeben ist. Außerdem sind die Einrichtungen zum Harztränken des Verstärkungsmaterials schwer zugänglich und besonders während des Wickelvorgangs

nicht regulierbar, da sie sich mit dem Tisch der Zuführeinrichtung drehen.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Wickeln eines Formstücks für Rohrleitungen zu schaffen, die einfacher und platzsparender gebaut, gut zugänglich, regulierbar und wartbar ist und die Herstellung auch komplizierter größerer Formstücke ohne Umsetzen und mit geringstem Aufwand an Handarbeit ermöglicht Die Vorrichtung muß eine unabhängige Regelung von Betriebsgrößen, wie Wickelgeschwindigkeit und Vorschub, gestatten, welche Arbeitsgänge bestimmen, die meist gekoppelt durchgeführt werden, und andererseits einen gegebenenfalls vollautomatischen Betriebsablauf ermöglichen.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einspanneinrichtung um eine Hauptachse rotiert und gegebenenfalls in deren Richtung verschiebbar ist, wobei die Einspanneinrichtung den jeweils gerade zu umwickelnden Abschnitt des Wickelkerns koaxial zur Hauptachse hält, und daß die Zuführeinrichtung parallel zur Hauptachse verschiebbar ist und das auf den Wickelkern aufzubringende Verstärkungsmaterial im wesentlichen senkrecht zur Hauptachse abgibt

Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Wie ersichtlich gestattet die erfindungsgemäße Formstückwickelvorrichtung eine leichte und einwandfreie Ausführung aller beim Wickeln von Formstücken erforderlichen Arbeitsgänge, einschließlich des Auftragens von Füllmaterial, mittels Einrichtungen, die entsprechend den jeweiligen Bedürfnissen mehr oder weniger automatisch gesteuert werden können und gut zugänglich sind.

Der Gegenstand der Erfindung wird durch die folgenden beiden Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt

F i g. 1 bis 3 eine Ausführungsform der Formstückwikkelvorrichti ig im Seitenriß (F i g. 1), Grundriß (F i g. 2) und Kreuzriß (F i g. 3);

F i g. 4 einen Längsschnitt durch die Kurvenführung mit aufgesetztem Formstück der F i g. 1;

F i g. 5 eine abgewandelte Form der Vorrichtung zur Verschiebung des Formstückhalters schematisch im Längsschnitt;

F i g. 6 und 7 eine abgewandelte Ausführungsform der Wickelmaschine zur Herstellung druckfester Abzweig stücke im Seitenriß in zwei Arbeitsstellungen.

Die in F i g. 1 bis 3 geicigte Formstückwickelvorrichtung dient zum Umwickeln von Rohrbögen. Sie besitzt eine um eir.e Hauptachse '. rotierende Einspanneinrichtung 2 für einen Wickelkern 3, der im gezeigten Fall ein Rohrbogenrohformstück ist. Die Einspanneinrichtung 2 wird von einem Motor 4 angetrieben, so daß sie den Wickelkern 3 um die Hauptachse I dreht. Die Einspanneinrichtung 2 besteht im gezeigten Fall aus einem Rahmen 5, der schematisch als Scheibe gezeigt ist und der in einer durch die Hauptachse 1 gehenden Ebene eine kreisbogenförmige Kurvenführung 6 trägt, deren Radius gleich dem Krümmungsradius des zu umwickelnden Wickelkerns 3 ist und auf der ein Wickelkernhalter 7 zwischen zwei Endstellungen, in denen die Hauptachse 1 durch den Querschnittsmittelpunkt des einen br.w. anderen Endes des Rohrbogens geht, verschiebbar ist. Die Verschiebung des Wikkelkernhalters 7 erfolg' durch eine hydraulische oder pneumatische Verschiebevorrichtung 8, die mit ihrem einen Ende am Rahmen 5 und mit ihrem anderen Ende mittels eines Gelenkbolzens 9 am Wickelkernhalter 7 angelenkt ist Durch die bezüglich des Rahmens 3 radiale Bewegung der Verschiebevorrichtung 8 wird der ) Wickelkernhalter 7 auf der Kurvenführung 6 zwischen einer Stellung, in der der Querschnittsmittelpunkt des rechten Endes des Rohrbogens mit der Hauptachse 1 zusammenfällt, und einer anderen Endstellung, in der der Querschnittsmittelpunkt des linken Endes des

in Rohrbogens mit der Hauptachse 1 zusammenfällt verschoben.

F i g. 4 zeigt im Schnitt schematisch den Wickelkernhalter 7 mit dem darauf durch Bund und Mutter gehaltenen Wickelkern 3, bereits mit einer Umwicklung

ι ■■> 3a gezeigt ist Der Wickelkernhalter 7 gleitet auf oder in der Kurvenführung 6.

Die Vorrichtung zur Verschiebung des Wickelkernhalters 7 kann statt dessen auch, wie in F i g. 5 gezeigt als eine Gabel 10, ausgebildet sein, die mit ihrem Ende

>ii am Rahmen 5 angelenkt ist während ein Kulissenstein 9' des Wickelkernhalters 7 in der Gabel 10 gleitet Die Gabel 10 wird um ihren Drehpunkt Ii durch einen Hydraulikzylinder oder Stellmotor 12 verschwenkt der an der Gabel 10 und am Rahmen 5 angelenkt ist. Statt

-'"· hydraulischer oder pneumatischer Arbeitszylinder können selbstverständlich auch mechanische oder Elektrostellvorrichtungen vorgesehen sein.

Die Zuführung des zum Umwickeln dienenden faden- oder bandförmigen Verstärkungsmaterials 13 erfolgt

«ι durch die Zuführeinrichtung 14, die parallel zur Hauptachsrichtung auf Schienen 15 verschiebbar ist Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Zuführeinrichtung 14 und die Auftrageinrichtung 16 für das flüssige härtbare Kunstharzbindemittel miteinander vereinigt

i> Die Auftrageinrichtung 16 besitzt im übrigen eine Harztränkwanne 17 und eine drehbare Tränkrolle 18, die teilweise in das in der Harztränkwanne f7 befindliche Kunstharzbindemittel eintaucht. Das Verstärkungsmaterial 13 läuft in Richtung des Pfeils A um

·»> eine Einlaufwalze 19, die im Fall von fadenförmigem Ve'stärkungsmaterial auch ein Einlaufkamm sein kann, über oder unter die Tränkrolle 18 zur Auslaufwalze (zum Auslaufkamm) 20, welche hier praktisch als Zuführeinrichtung 14 dient. Das mit Kunstharzbindemit-

■'"> tel getränkte Verstärkungsmaterial wird anschließend um den Wickelkern 3 gewickelt, indem sich dieses um die Hauptachse 1 dreht. Damit das Rohformstück über seine ganze Länge umwickelt wird, wird es mittels des Wickelkernhalters 7 auf der Kurvenführung 6 hin- und

'" herbewegt; gleichzeitig kann auch die Zuführeinrichtung 14 samt der Auftrageinrichtung 16 auf den Schienen 15 hin- und herbewegt werden. Die Dreh- und Verschiebungsbewegungen können auch mittels bekanmer Vorrichtungen miteinander gekoppelt werden.

v> Außerdem ist die Hauptachse 1 mittels einer nicht gezeigten Verschiebeeinrichtung axial verschiebbar, wodurch eine weitere Möglichkeit zur Verschiebung des umwickelten Bereichs gegeben ist. Die Umwickelung der zylindrischen Fndabschnitte des Rohrbogens erfolgt

wi vorzugsweise ohne Verschiebung des Wickelkernhalters 7 durch Verschiebung der Zuführeinrichtung 14 oder der Hauptachse 1 mit Rahmen 5 bei gleichzeitiger Drehung des Rahmens 5 um die Hauptachse 1. Zur Herstellung von Abzweigstücken dient die in

" F i g. 6 und 7 in *wei Arbeitsstellungen gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung.
Man erkennt wiederum den Motor 4, die Hauptachse

1 und die Einspanneinrichtung 2 mit einem Rahmen 5, der jedoch hier einen Schlitten 21 trägt, der mittels der Verschiebevorrichtung 8 bezüglich der Hauptachse radial verschoben werden kann. Der Schlitten 21 trägt am Ende eines an ihm befestigten Arms 22 einen Wickelkernhalter 23 angelenkt, der mittels eines Arbeitszylinders 24 um sein Gelenk 25 zwischen der in F i g. 6 gezeigten senkrechten Stellung und der in F i g. 7 gezeigten waagerechten Stellung verschwenkt werden kann. Durch entsprechende Verschiebung des Schlittens 21 geht die Hauptachse 1 entweder durch die Achse der Abzweigung (Fig.6) oder durch die Längsachse des Abzweigstücks (Fig. 7).

Die Umwicklung der verschiedenen Abschnitte des Abzweigstücks erfolgt durch Verschiebung der schematisch gezeigten Zuführeinrichtung 14 parallel zur Richtung der Hauptachse 1 selbst bei gleichzeitiger Drehung des Abzweigstücks um die Hauptachse 1.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1. Patentansprüche;

   J. Vorrichtung zum Wickeln eines Formstücks für Rohrleitungen, mit einer Einspanneinrichtung für einen Wickelkern und! einer Zuführeinrichtung für das Verstärkungsmatßrial, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspanneinrichtung (2) um eine Hauptachse (1) rotiert und gegebenenfalls in deren Richtung verschiebbar ist, wobei die Einspanneinrichtung (2) den jeweils gerade zu umwikkelnden Abschnitt des Wickelkerns (3) koaxial zur Hauptachse (1) hält, und daß die Zuführeinrichtung (14) parallel zur Hauptachse (1) verschiebbar ist und das auf den Wickelkern (3) aufzubringende Verstärkungsmaterial (13) im wesentlichen senkrecht zur Hauptachse (1) abgibt
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (14) für die Zufuhr von faser-, faden- oder bandförmigem Verstärkuugjmaterial (13) ausgebildet ist und mit einer in der Laufrichtung des Verstärkungsmaterials

   (13) vor oder hinter ihr angeordneten Auftragseinrichtung (16) zusammenwirkt, welche gegebenenfalls parallel zur Hauptachse (1) verschiebbar ist, und aushärtbares Kunstharzbindemittel in flüssiger, pastenförmiger oder feinverteilter Form auf das Verstärkungsmaterial (13) und/oder das in Bearbeitung befindliche Formstück aufbringt
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (14) und gegebenenfalls die Auftrageinrichtung (16) mit einem regelbaren Verschiebeantrieb und gegebenenfalls Regelvorrichtungen zur Koppelung ihrer Verschiebungsbewegungen mit der Umdrehungsgeschwindigkeit der Hauptachse (1, versehen sind.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung

   (14) und die Auftrageinrichtung (16) eine parallel zur Hauptachse (1) verschiebbare Einheit bilden, welche eine mit dem flüssigen aushärtbaren Bindemittel gefüllte Harztränkwanne (17), eine in die Flüssigkeit eintauchende Tränkrolle (18) und eine Einlauf- und Auslaufwalze (19, 20) für bandförmiges Verstärkungsmaterial (13) oder einen Einlauf- und Auslaufkamm für fadenförmiges Verstärkungsmaterial (13), das über oder unter die Tränkrolle (18) läuft, aufweist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Auftragseinrichtung (16) oder zusätzliche Auftrageinrichtung ein Sprühkopf vorgesehen ist, der aushärtbares Kunstharzbindemittel auf das zugeführte Verstärkungsmaterial (13) und/oder das in Bearbeitung befindliche Formstück abgibt.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, zur Herstellung von umwickelten Rohrbögen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspanneinrichtung (2) aus einem um die Hauptachse (1) drehbaren und von einem Motor (4) angetriebenen Rahmen (5) besteht, der in einer durch die Hauptachse (1) gehenden Ebene eine kreisbogenförmige Kurvenführung (6) trägt, deren Radius gleich dem Krümmungsradius des Wickelkerns (3) ist, und auf der ein Wickelkernhalter (7) zwischen zwei Endstellungen, in denen die Hauptachse (1) durch den Querschnittsmittelpunkt des einen bzw. anderen Endes des gekrümmten Abschnitts des Wickelkerns (3) geht, verschiebbar ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen regelbaren Antrieb (8) zur Verschiebung des Wickelkernhalters (7) besitzt, der mit dem Antrieb des Rahmens (5) gekoppelt ist
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, zur Herstellung von druckfesten Abzweigstücken, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspanneinrichtung (2) einen radial verschiebbaren Schlitten (21) trägt, der am Ende eines an ihm befestigten Armes

   πι (22) einen angelenkten und zwischen einer senkrechten und waagerechten Stellung verschwenkbaren Wickelhalter (23) trägt und mittels einer Verschiebevorrichtung (8) zwischen einer Stellung, in der die Achsen des Armes (22) und Wickelkernhalters (23)

   π mit der Hauptachse (1) zusammenfallen, und einer anderen Stellung, in der nach entsprechender Verschwenkung des Abzweigstücks die Hauptachse (1) mit der Achse der Abzweigung zusammenfällt verschiebbar ist.