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Verfahren zur kontinuierlichen Fierstellung von rohrförmigen Elementen
aus Schaumstoffen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von rohrförmigen Elementen
aus Schaumstoffen und Plastikschäumen, oftmals auch als geschäumte elastomere Stoffe
bezeichnet, mit isolierenden Eigenschaften sowie eine Vorrichtung zur Herstellung
derartiger Elemente.
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Unter "rohrförmigen Elementen sind hier die verschiedensten länglichen
Hohlkörper zu verstehen, beispielsweise Rohre, Leitungen, Isoliermaterialien für
Leitungen und Rohre und dergleichen mit einer inneren und einer äußeren peripherischen
Oberfläche von entweder zylindrischer oder prismatischer Konfiguration.
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Es ist bekannt, Schaumstoffe oder sogenannte Zellularstrukturen mit
ausgezeichneten wärmeisolierenden und schockabsorbierenden Eigenschaften herzustellen.
Von besonderer Bedeutung sind dabei sogenannte Zellularprodukte aus Schaumplastik
oder Plastikschäumen oder sogenannten elastomeren Stoffen, beispielsweise aufgeblähtem
oder expandiertem Polystyrol und dergleichen, oder Polyurethanen, die ausgehend
von flüssigen polymeren Reaktionsmischungen mit Polyisocyanaten hergestellt werden
können. Die Reaktionsmischungen bestehen in der Regel aus polymeren Stoffen, die
entweder bei Raumtemperatur flüssig sind oder sich bei relativ niedrigen Temperaturen
aufschmelzen lassen. Die zur Herstellung der Schaumstoffe geeigneten polymeren Stoffe
weisen aktive Wasserstoffatome auf, welche mit den Isocyanatgruppen zu reagieren
vermögen, und zwar unter Ausbildung eines Netzwerkes quervernetzter Molekül ketten.
Die Polyisocyanate wirken-dabei nicht nur als quervernetzende Verbindungen oder
Ililfsmittel für die polymeren Stoffe, sondern reagieren auch mit dem in der flüssigen
Reaktionsmischung vorhandenen Wasser unter Bildung von Kohlendioxid, welches die
Ausdehnung und Expansion und das Schäumen der flüssigen Reaktionsmischung bewirkt,
wodurch eine zellulare Struktur erzeugt wird, die
ihre Zellstruktur
oder ihren zellularen Charakter beibehält, nachdem das Polymer quervernetzt oder
gehärtet worden ist.
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Die Reaktion zwischen dem Isocyanat und dem Wasser unter Bildung von
Kohlendioxid einerseits und die Reaktion zwischen dem Polyisocyanat und dem Polymeren
unter Bewirkung einer Verfestigung oder Härtung des polymeren Materials finden gleichzeitig
statt. Die Zusammensetzung der Mischung wird im allgemeinen derart gesteuert, daß
nach der erwünschten Volumenvergrößerung eine Härtung oder Verfestigung erfolgt.
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Die Entwicklung der beschriebenen Materialien hat die Herstellung
von plastischen Formkörpern ermöglicht, die ausgehend von Schaumstoffen in Formen
erzeugt werden und sich in der Elektroindustrie, der Schiffahrt, der Luftfahrt und
anderen Industriezweigen verwenden lassen, und zwar überall dort, wo Formkörper
von geringer Dichte, hoher dielektrischer Festigkeit, hoher Wärmeisolierung, guten
schockabsorbierenden Eigenschaften und anderen Eigenschaften erwünscht sind.
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Aus der USA-Patentschrift 3 118 800 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung
bekannt, welche die Herstellung von rohrförmigen Elementen, beispielsweise Leitungen,
Rohren und dergleichen, ermöglichen, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß ihre
ringförmigen Wände aus einem expandierten porösen plastischen Material bestehen.
Bei dem bekannten Verfahren wird eine Vorrichtung mit einer glatten Spindel oder
einem glatten Dorn verwendet, deren bzw. dessen Oberfläche der inneren Oberfläche
des herzustellenden zylindrischen oder prismatischen rohrförmigen Produktes entspricht,
beispielsweise einer Leitungleines Rohres oder eines Schlauches. Dabei wird um die
Spindel zunächst eine rohrförmige oder schlauchförmige Hülle aufgebracht, die auf
der Spindel zu gleiten vermag und die innere Oberfläche des herzustellen~ den rohrförmigen
Elementes darstellt. Um die innere Oberfläche
wird. dann eine zweite
Hülle aus einem flexiblen blattförmigen Material gelegt, dessen Kreisumfang praktisch
dem Kreisumfang der äußeren Oberflache des herzustellenden rohrförmigen Elementes
entspricht. Zwischen--die -he-iden ringförmigen Hüllen oder Abdeckungen wird nun
eine Schaumstoffmischung eingeführt> und zwar in einer solchen Mengen daß der
Raum zwischen den beiden Hüllen ausgefüllt Ist, nachdem die Schäumung erfolgt ist.
Nach Durchführung des .S:chaumprozesses und Polymerisation der Mischung unter Bildung
eines hohlen Produktes mit ringförmigen Wänden aus polymerisiertem. porosen plastischen
Material, das von den Hüllmaterialien.fest bedeckt ist, wird es von der Spindel
abgezoigen.
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Die zur Durchführung des bekannten Verfahrens verwendete Vorrichtung
weist somit in wesentlichen eine Spindel auf, die eine tragende Oberfläche entsprechend-
der inneren Oberfla#che des herzustellenden Produktes darstellt. Die Spindel oder
der Dorn ist dabei an einem seiner beiden Enden fixiert oder fest#gelagert und zwar
in praktisch horizontaler Position Die. Vorrichtung weist des weiteren Einrichtungen
auf, die dazu dienen, ein flexibles blattförmiges Material in eine ringförmige,
die Spindel# umhüllende Hülle zu überführen! sowie weitere Vorrichtungen, die dazu
diene, ein weiteres flexibles blattförmiges Material in ein#e zweite Hülle zu überfUhrçn,
die die erste Hülle umgibt und dabei einen ringformigen Raum schafft. Schließlich
weist die Vorrichtung Einrichtungen zur Einführung einer polymerisierbaren expandierbaren
plastischen Mischung in den ringförmigen Raum zwischen den beiden erzeugten Hüllen
auf und Einrichtungen zur Stützung oder zum Aufbewahren der erzeugten Hülle um die
Spindel. mit der plastischen Mischung, bis sich die plastische Mischung ausgedehnt
hat und den Raum um die Spindel in der Hülle ausfüllt und polymerisiert ist.
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Das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung stellen einen
großen technischen Fortschritt bezüglich der Herstellung rohrförmiger Elemente aus
Schaumplastik oder Plastikschaum dar. Es hat sich jedoch gezeigt, daß während der
kontinuier lichen Durchführung des Verfahrens ein besonderes Augenmerk darauf gerichtet
werden muß, daß gewährleistet ist, daß das hergestellte rohrförmige Element sich
längs der Spindel und von dieser fort bewegen läßt und des weiteren die erforderliche
Wandungskonzentrizität oder Symmetrie aufweist. Wenn beispielsweise die Spindel
an einem ihrer Enden festgelagert oder fixiert ist und sie einer Biegebeanspruchung
unterliegt, so führt eine jede Abweichung oder Abdrift aufgrund der Biegebeanspruchung
der Spindel von dem fixierten oder festgelagerten Ende während des Herstellungsprozesses
zu einer nachteiligen Beeinflussung der Konzentrizität oder Symmetrie des herzustellenden
rohrförmigen Elementes.
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Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung
anzugeben, durch die die beschriebenen Schwierigkeiten behoben oder auf ein Minimum
herabgedrückt werden können und die Herstellung symmetrischer und konzentrischer
rohrförmiger Elemente auf kontinuierlichem Wege ermöglicht.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung
von rohrförmigen Elementen aus Schaumstoffen unter Verwendung einer an einem ihrer
beiden Enden festgelagerten Spindel, bei dem in eine ringförmige, aus flexiblem
laminaren Material gebildete Hülle rings um mindestens einen Teil der Spindel Schaumstoff
eingeführt und zu einem der Hülle entsprechenden ringförmigen Element expandiert
und verformt wird, worauf das erzeugte Element aus Schaumstoff in Längsrichtung
foriewegt und danach während der Bewegung längs der Spindel verfestigt oder gehärtet
wird, welches
dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Spindel entsprechend
der gegenüber dem festgelagerten Ende ermittelten Biegung derart ausfluchtet, daß
die herzustellenden rohrförmigen Elemente die erwünschte Konzentrizität aufweisen,
und daß man ferner während der Durchführung des Verfahrens Abweichungen von der
Spindelausfluchtung ermittelt und die Ausfluchtung der Spindel entsprechend der
ermittelten Abweichung korrigiert.
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Gegenstand der Erfindung ist des weiteren eine Vorrichtung zur kontinuierlichen
Herstellung von rohrförmigen Elementen aus Schaumstoffen mit einer Spindel mit einem
festgelagerten Ende'um das das rohrförmige Element dadurch erzeugt wird, daß der
zur Erzeugung des rohrförmigen Elementes verwendete Schaumstoff in eineuringförmigen,
aus einem flexiblen laminaren Material gebildeten Hohlraum rings um mindestens einen
Teil der Spindel verteilt und sich ausdehnen gelassen wird, worauf das erzeugte
Element aus Schaumstoff in Längsrichtung fortbewegt und während der Bewegung entlang
der Spindel verfestigt oder gehärtet wird, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß
sie eine Aufluchteinrichtung zur Auiluchtung der Spindel durch Überwachung der Biegung
der Spindel und eine vom festgelagerten Ende der Spindel entfernt angeordnete Meßeinrichtung
zur Ermittlung von Abweichungen von der zur herstellung von ringförmigen Elementen
mit der erwünschten Konzentrizität erforderlichen Ausfluchtung aufweist, welche
die Ausfluchteinrichtung zwecks Kompensation der Abweichung von der erwünschten
Ausfluchtung betätigt.
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Die Zeichnungen dienen der näheren Erläuterung der Erfindung.
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Im einzelnen sind dargestellt in: Fig. 1 der Aufgabeteil oder Aufgabeabschnitt
einer Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung;
Fig.
1A ein Führungsteil einer Vorrichtung nach der Erfindung, der die Führung der einzelnen
Formelemente oder Formkörper über ein Zahnrad, das zum Antrieb der Formketten verwendet
wird, veranschaulicht; Fig. 1B ein Vorrichtungsteil einer Vorrichtung nach der Erfindung,
mit dessen Hilfe die Schaumstoffmasse in die um die Spindel gebildete Hülle eingeführt
wird; Fig. 2 ein Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung längs der
Pfeile 2-2, aus dem s-ich die Beziehung zwischen dem oberen und dem unteren Förderer
ergibt, die sogenannte Formhälften aufweisen, die zusammen eine vollständige Form
um die Spindel zu bilden vermögen; Fig. 3 das Ausstoßende oder der rechte Teil der
in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung; Fig. 4 der Mittelabschnitt der in Fig. 1 und
3 dargestellten Vorrichtung, vergrößert dargestellt, aus der sich die Anordnung
der Formenförderer beim Passieren eines Eieizabschnittes oder Ofens, in dem das
plastische Schaummaterial gehärtet oder verfestigt wird, ergibt; Fig. 4A ein Querschnitt
durch das verformte Produkt im Härtungsofen, längs der Linie 4A-4A der Fig. 4; Fig.
5, 6 und 7 Querschnitte längs der Linien 5-5, 6-6 bzw.
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7-7 der Fig. 1, wobei die Fig. 5 und 6 zur besseren Veranschaulichung
dreidimensional gezeichnet sind;
Fig. 8 ein Querschnitt durch ein
nach dem Verfahren der Erfindung hergestelltes rohrförmiges Element; Fig. 9 ein
Fragment eines nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten plastischen rohrförmigen
Elementes, das längs aufgeschnitten wurde, und die Verwendbarkeit eines solchen
Elementes als Isolationskörper, z. B. für eine Leitung, veranschaulicht; Fig. 10
und 11 verschiedene Ausführungsformen von Einrichtungen zur Ermittlung und Steuerung
von Abweichungen der Verbiegung der Spindel der Vorrichtung und Fig. 12 bis 14 bevorzugte
Ausgestaltungen von Einrichtungen, mit deren Hilfe die zur Umhüllung der Spindel
verwendeten blattförmigen flexiblen Materialien bei ihrer Zufuhr in die Vorrichtung
in der richtigen Position gehalten werden.
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Die Erfindung ermöglicht es somit, die Spindel einer Vorrichtung zur
herstellung von rohrförmigen Elementen aus Schaumstoffen auszufluchten oder auszugleichen
(aligning) zwecks Kompensierung einer jeden Abweichung oder Abdrift während des
Herstellungsprozesses durch Kontrolle der Verbiegung der Spindel und Oberführung
der Spindel in eine Position, die die Herstellung rohrförmiger Elemente aus Schaumstoffen
mit der erwünschten Querschnittssymmetrie und Konzentrizität ermöglicht, je nachdem,
ob das rohrförmige Element eine zylindrische oder prismatische Form besitzt. Die
Spindel oder der Dorn, die bzw. der hohl ist, steht mit einer Einrichtung in Verbindung,
die in einem Abstand zu dem festgelagerten Ende der Spindel während des Herstellungsprozesses
der rohrförmigen
Elemente angeordnet ist, und Abweichungen von
der günstigsten Ausfluchtung der Spindel zu ermitteln vermag und in der Lage ist,
Elemente zu betätigen, welche die Spindel entsprechend der ermittelten Abweichung
von der günstigsten Ausfluchtung wieder in die richtige Position zu bringen vermögen.
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Demzufolge weist eine Vorrichtung nach der Erfindung in vorteilhafter
Weise Ausfluchteinrichtungen oder Ausfluchtmittel auf zum Aufleuchten der Spindel
in eine solche Position, welche die Herstellung rohrförmiger Elemente der erwünschten
Symmetrie und Konzentrizität ermöglicht. Die Vorrichtung weist dabei an dem Ende,
das dem Ende, an dem die Spindel festgelagert ist, gegenüberliegt, eine Einrichtung
auf, welche Abweichungen von der Ausfluchtung der Spindel# zu erkennen vermag.
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Des weiteren weist die Vorrichtung Elemente auf, die auf Anweisungen
der die Abweichung von der richtigen Aufluchtung ermittelnden Elemente anzusprechen
vermögen und Ausfluchtelemente betätigen, wodurch die Spindel in die erwünschte
Position gebracht wird.
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Kennzeichnend für das Verfahren der Erfindung ist somit die Ausfluchtung
oder Ausrichtung der Spindel durch Kontrolle ihrer Biegung oder Verbiegung gegenüber
dem festgelagerten oder fixierten Ende, ferner eine kontinuierliche Ermittlung von
Abweichungen der Ausfluchtung oder Ausrichtung während des Ilerstellungsprozesses
oder des Betriebes der Vorrichtung und Einstellung oder Berichtigung der Abfluchtung
oder Ausfluchtung der Spindel am vom festgelagerten Ende der Spindel entfernten
Ende entsprechend dem Grad der ermittelten Abweichung.# Als besonders vorteilhaft
hat es sich erwiesen, wenn die hohle Spindel oder der Hohldorn kleine Perforationen
aufweist, welche den Durchtritt von Luft aus dem Inneren der Spindel unter
geringem
Druck, beispielsweise eta 0,35 kg/cm2, ermöglichen, so daß eine Art Luftkissen oder
eine Art Lufgleitung unter dem inneren Deckblatt, mit dem die Spindel abgedeckt
ist, erzielt wird, wodurch die Fortbewegung des auf der Spindel erzeugten rohrförmigen
Elementes längs der Spindel während des Herstellungsprozesses beim Abziehen von
der Spindel ermöglicht wird.
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Der in Fig. 1 dargestellte Aufgabeabschnitt einer Ausführungsform
einer Vorrichtung nach der Erfindung weist einen Stahlrahmen 10 aus oberen und unteren
horizontalen Rahmengliedern 11 und 12 und vertikalen Rahmengliedern 13, 14, 15 und
16 auf.
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Im oberen Teil des Rahmens ist eine hohle Spindel 17 verankert, beispielsweise
eine Aluminiumspindel. Die Verankerung oder Lagerung der Spindel 17 erfolgt dabei
mittels einer Manschette 18, die mit dem Rahmenglied 11 bei 19 verbolzt ist, beispielsweise
mittels eines Bolzens oder einer Schraube mit Bolzen-oder Schraubenkopf 20, wodurch
die Spindel in der Manschette festgehalten wird. Die Spindel 17 erstreckt sich dabei
durch den oberen Teil des Rahmens und durch den Formabschnitt 21.
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Am linken Ende des Rahmens ist eine Laser- oder andere -Lichtstrahlvorrichtung
22 auf dem Rahmenelement 13 angeordnet, deren Kollimator 23 sich in das offene Ende
der I-Iohlspindel erstreckt, welche verschlossen ist, um den Aufbau des erwünschten
Rückdruckes zu ermöglichen. Das freie Ende der Spindel ist in entsprechender Weise
verschlossen. In die Spindel erstreckt sich des weiteren eine Luftleitung 24, welche
die Zufuhr eines Stromes warmer Luft unter geringem Druck ermöglicht.
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In einem gewissen Abstand vom Lagerpunkt der Spindel ist eine trichterförmige
oder abgeschrägte kegelförmige, oben offene Manschfette 25 angeordnet, durch welche
eine Streifen oder ein Band eines flexiblen laminaren Materials 26, z. B. ein Band
aus
Papier, ein Folienband oder ein Band aus plastischem Material, das von der Spule
27 abgezogen und über die Führungsrolle 28 geführt wird, gezogen werden kann. Die
trichterförmige Manschette ist dabei von einer sothen Struktur, daß der Streifen
flexiblen laminaren Materials allmählich in die Form einer inneren Abdeckung oder
Hülle gebracht wird, die sich an die Spindel anschmiegt, wie es genauer beispielsweise
aus Fig. 5 hervorgeht, wenn die Betrachtung in der Richtung der Pfeile 5-5 der Fig.
1 erfolgt. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist des weiteren eine Versiegelungsstation
auf, die im wesentlichen besteht aus dem fleizelement 25a, dessen eines Ende in
einer Öffnung der Spindel sitzt, und einer Rolle 25b.
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Zwischen die einander überlappenden Teile des flexiblen Materials,
mit dem die Spindel umhüllt wird, wird ein heißer aufgeschmolzener Klebstoff in
Form eines kontinuierlichen Streifens geführt. Der überlappte Teil passiert dann
die Rolle 25b und den Erhitzer, wodurch die Verbindung der beiden überlappenden
Teile bewirkt wird.
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Die Vorrichtung weist in Richtung auf das andere Ende der Spindel
und im Abstand zu der Manschette 25 eine weitere Manschette oder einen weiteren
Einschlagstreifenbildner trichterförmiger Konfiguration 29 auf, dessen Oberseite
in ähnlicher lVeise offen ist. Durch diese Manschette 29 wird ebenfalls ein Streifen
eines anderen oder weiteren flexiblen oder elastischen laminaren Materials 30 von
der Spule 31 über die Führungsrolle 32 gezogen, wobei die Manschette 29 eine solche
Form besitzt, die es ermöglicht, eine zweite Hülle aus dem Streifen um die innere
Hülle zu legen, und zwar unter Ausbildung eines ringförmigen Raumes zwischen der
inneren und der äußeren Hülle. Während das streifenförmige Material 30 durch die
Manschette 29 gezogen wird, wird flüssiger Schaumstoff, z. B. ein plastisches Material
oder ein Gummi, kontinuierlich über die Leitung oder den Schlauch 33 zugeführt,
und zwar von einem Mischsystem, das durch eine nicht gezeigte
Instrumententafel
gesteuert werden kann.
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Die Art der Zufuhr des Schaumstoffes ergibt sich des weiteren aus
Fig. 6, welcher dargestellt wird, wie eine Schaumstoffflüssigkeit 34 den ringförmigen
Raum zwischen der äußeren Hülle des streifenförmigen Materials 30 und der inneren
Hülle des streifenförmigen Materials 26 ausfüllt, und zwar unter Anschmiegung an
die Spindel 17.
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Wie sich insbesondere aus den Fig. 5 und 6 ergibt, weist die Spindel
in ihren Wandungen Perforationen oder Öffnungen 35 auf, durch welche Luft gepreßt
wird, um eine Bewegung oder Gleitung zwischen der inneren Deckschicht 26 und der
Spindel 17 zu ermöglichen, so daß die innere Hülle oder innere Deckschicht sich
leicht auf der Spindel bewegen oder von dieser abziehen läßt, wenn das fertige rohrförmige
Element ill einer später noch zu beschreibenden Weise von der Spindel abgezogen
werden soll.
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Gegebenenfalls kann die Spindel 17 auf ihrer Oberseite noch halte-
oder Führungsglieder aufweisen, so daß, wenn die innere und die äußere Hülle um
die Spindel gewickelt sind, diese Halte- oder Führungsglieder die beiden Hüllen
in ihrer richtigen Position relativ zueinander zu halten vermögen, bis sie in die
Formen gelangen, welche eine Form besitzen, die der Form der äußeren Oberfläche
der herzustellenden rohrförmigen Elemente entspricht. Derartige Halte- oder Führungsglieder
für das die Spindel umhüllende Material wurden in den Fig. 12 bis 14 näher b-eschrieben.
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In Fig. 1B ist dargestellt, wie der Schaumstoff zwischen die innere
und die äußere Hülle um der Spindel 17 eingeführt werden kann. Die Vorrichtung besitzt
zwei muldenförmige Glieder 105 und 106, und zwar ein unteres muldenförmiges Glied
105 unter der Spindel, die bereits die innere Hülle aufweist,
und
einoberes muldenförmiges Glied 106, das sich in überlappendem Kontakt mit dem unteren
muldenförmigen Glied befindet.
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Die beiden muldenförmigen Glieder werden dabei von im einzelnen nicht
dargestellten Elementen getragen. Die beiden muldenförmigen Glieder 105 und 106
umhüllen somit zusammen die Spindel mit Ausnahme des Teiles, der nicht überlappt.
Die äußere Hülle 107 wird teilweise um das obere muldenförmige Glied gelegt und
umhüllt die Spindel entsprechend dem laminaren Material 30 der Fig. 1, mit der Ausnahme
jedoch, daß die Oberseite des muldenförmigen Gliedes 106 eine Offnung 108 aufweist,
durch welche eine Leitung oder ein Schlauch 33A geführt wird, welcher die Zufuhr
des Schaumstoffes in den Hohlraum zwischen innerer und äußerer Hülle ermöglicht.
Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um eine bevorzugt angewandte Ausführungsform.
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Gemäß Fig. 1 erstreckt sich die Spindel bis und durch den Formen aufweisenden
A-bschnitt der Vorrichtung 21. Die Spindel wird dabei durch die Formen getragen
oder gestützt, bis dieSpindel von dem hohlen plastischen Schaumstoffelement umgeben
ist, in welchem FAlledas rohrförmige Element, das die Formen passiert, als Träger
dient, und zwar so lange, bis das rohrförmige Element kontinuierlich von der Spindel
abgezogen wird.
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Jenseits der Manschette 29 befindet sich eine Ausrichtungs-oder Einstellvorrichtung
36 für die Ausfluchtung oder Ausrichtung der Spindel. Sie besteht aus einem eine
Ausbuchtung aufweisenden Rad 37, das in einem Rahmen 38 sitzt, und das über das
Steuerrad 39 verstellt werden kann. Der Rahmen 38 kann horizontal, und zwar quer
zur Längsachse der Spindel bewegt werden, und zwar mittels eines Steuerrades' 40.
Die Ausrichtungs- oder Einstellvorrichtung 36 wird dabei durch ein Halteglied 41
gehalten, welches wiederum an einem Teil des Rahmens 42 sitzt, der aus den horizontalen
Rahmeng-liedern 43, 44 und 45 und den vertikalen Rahmengliedern 46, 47 und 48
gebildet
wird. Die horizontalen Rahmenglieder 43 und 44 erstrecken sich dabei bis in den
linken Teil der Vorrichtung und sind mit dem vertikalen Rahmenglied 16 des Spindelrahmens
über die Winkeleisen 43A und 44A verschweißt.
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Das an die Spindel 17 angrenzende Rad 37 der Ausrichtungs-oder Einstellvorrichtung
36 besitzt eine Öffnung in seiner oberen Oberfläche, in welcher eine Rolle rotierbar
gelagert ist, die an beiden Enden abgeschrägt ist oder eine den Enden zugewandte
Konizität aufweist, wie es in Fig. 7 gemäß den Linien 7-7 der Fig. 1 dargestellt
ist. Zum besseren Verständnis wird nur die Spindel 17 in Verbindung mit der Ausrichtungs-
oder Einstellvorrichtung 36 gezeigt, wobei gilt, daß, wenn die Vorrichtung in Betrieb
ist, das Rad 37 eingestellt wird, wenn die Spindel mit dem streifenförmigen, die
Hüllen bildenden Material umhüllt ist.
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Gemäß Fig. 7 ist die doppelt abgeschrägte oder hohlflächige Rolle
49 mittels eines Stiftes 50, der sich innerhalb der Spindelwände erstreckt, rotierbar
angeordnet. Wird nun das die innere Hülle bildende streifenförmige Material längs
der Spindel abgezogen, so gelangt es zwischen das Rad 37 und die rotierbare Spindelrolle
49. Die äußere Hülle 30 ist die Spindel 17 lose umgebend dargestellt, wobei sich
zwischen dieser äußeren fülle 30 und der inneren Hülle der Schaumstoff 34 befindet.
Da sich die Aushöhlung oder Ausbauchung des Rades 37 praktisch mit der Endabschrägung
oder den Endkonizitäten der Rolle 49 deckt, kann der Grad der Biegung der Spindel
17 gesteuert werden, und zwar entweder vertikal durch Drehung des Steuerrades 39,
welches mittels eines Schraubengewindes, Schneckenrades oder eines Stangentriebwerkes,
das nicht dargestellt ist, mit dem Rahmen 38 (Fig. 1) gekoppelt ist, oder horizontal,
durch Drehen des Steuerrades 40 (Fig. 1), welches in entsprechender Weise an den
Rahmen 38 gekoppelt ist.
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Gemäß Fig. 7 steht das Rad 37 praktisch im Eingriff mit der abgeschrägten
Rolle 49, wobei jede geringe horizontale Bewegung des Rades nach links oder rechts
bewirkt, daß die Spindel 17 bewegt wird oder sich geringfügig nach links oder rechts
biegt. In entsprechender Weise verursacht jede geringfügige Bewegung des Rades 37
in vertikaler Richtung eine geringe Biegung der Spindel in vertikaler Ebene.
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Wird ein gerichteter Lichtstrahl (collimated beam of light) oder ein
Laserstrahl zur Bestimmung der Ausfluchtung der Spindel verwendet, so kann beispielsweise
ein Detektor 51 (z. B. eine Photozelle) jenseits der Ausrichtungs- oder Einstellvorrichtung
36 angeordnet werden, und zwar praktisch zentral innerhalb der Hohlspindel, wenn
diese in den Formabschnitt der Vorrichtung eintritt. Die Lage des Detektors kann
jedoch auch eine andere sein, und zwar längs jedes Teiles der Spindel im Abstand
von der festgelagerten Seite der Spindel, wo die Spindel sich biegen kann, solange
sich nur diese Position vor dem Formabschnitt befindet.
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Die Art und Weise, in der die Photozelle oder der Detektor 51 mit
dem gerichteten Lichtstrahl bei der Bestimmung von Abweichungen der Attluchtung
zusammenwirkt, wird später beschrieben werden.
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Der Formabschnitt der Vorrichtung weist einen Kettenförderer im unteren
Förderrahmen 42 auf, welcher eine Vielzahl von beweglich miteinander verbundenen
Formhälften 52 fördert, wie es im Schnitt in Fig. 2 dargestellt ist. Der Kettenförderer
läuft dabei zwischen horizontalen Gliedern 43 des Rahmens.
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Die Kette des Kettenförderers steht mit einem Zahnrad oder einer Zahntrommel
43 (Fig. 1) in Eingriff, das bzw. die an einer Welle 54 sitzt. Das Zahnrad bewegt
sich dabei in Richtung der Pfeile und wird vom Ausstoßende der Vorrichtung angetrieben.
Die Formhälften 52 besitzen Elemente oder Räder 55,
welche längs
der horizontalen Glieder 43 verlaufen. Wenn die Formhälften ihren Weg um das Zahnrad
nehmen, tritt ein Führungsglied 52B (Fig. 1A) in Funktion, welches die Formhälften
in Formposition bringt, und zwar derart, daß das die Spindel umhüllende streifenförmige
Material nicht getroffen wird.
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Das Führungsglied 52B ist dabei so beschaffen, daß die Formhälften
einen Weg beschreiten, wie er durch die punktierte Linie 56 (Fig. 1) angedeutet
wird. Erreicht wird dies, wie in Fig. 1A dargestellt ist, dadurch, daß der Boden
jeder Form in seinem Zentrum bei 52A beweglich in der Förderkette sitzt, so daß
jede Formhälfte hin- und herbewegbar ist um die Drehverbindung, wenn sie ihren Weg
um das Zahnrad nimmt und in Kontakt mit dem Führungsglied 52B gelangt, welches,
wie sich aus Fig. 1A ergibt, um das Zahnrad angeordnet ist.
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Die vorderen Räder oder Zahnräder sind dabei derart beschaffen, daß
sie das Führungsglied ausfahren, wie es in Fig. 1A dargestellt ist (wohingegen die
rückwärtigen Räder oder Zahnräder so ausgebildet sind, daß das Führungsglied geräumt
werden kann), so daß sich die Formhälften um die Anlenkzapfen 52A hin- und herbewegen
und die Formhälften vcrisichtig rund um die Spindel in Position gebracht werden;
ohne dabei die Spindel und das die Spindel umgebende Material zu streifen beim Passieren
des Zahnrades.
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Der obere Formförderrahmen 57 besteht aus den horizontalen Rahmengliedern
58 und 59, die an die vertikalen Rahmenglieder 60 und 61 angeschweißt oder angebolzt
sind. Das Glied 59 weist eine Spur auf, in welcher die beweglich montierten Formhälften
mittels Rädern 63 umlaufen, wobei die Formhälften in Richtung des Pfeiles (nach
links) durch die Kette angetrieben werden. Die Kette greift dabei in das Zahnrad
64 ein, welches mit Hilfe der Querträger 65 und66 in der Vorrichtung gehalten wird.
Das Zahnrad sitzt dabei in einer solchen verschiebbaren oder gleitenden Haltevorrichtung
67, die so verstellt
werden kann, daß die gewünschte Kettenspannung
erzielt wird. Der obere Förderer besitzt Verstrebungen, z. B. 68, und läuft durch
einen Härtungs- oder Verfestigungsofen zusammen mit dem unteren Förderer zum Ausstoßabschnitt,
der in Fig. 3 dargestellt ist und später beschrieben werden wird.
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Wenn in dem unteren Förderabschnitt die Formhälften 62 das Zahnrad
umlaufen und unter Verwendung eines Führungsgliedes entsprechend dem Glied 52B der
Fig. 1A umgelenkt werden, so daß die Formhälftenden Weg nehmen, der durch die gestrichelte
Linie 69 angedeutet ist (Fig. 1), so ist der Zweck der, die Formen vorsichtig bezüglich
der bedeckten Spindel in Position zu bringen, und zwar ohne das die Spindel umhüllende
Material zu streifen.
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Wenn die Formhälften das Zahnrad umwunden haben, bilden sie mit den
entsprechenden unteren Formhälften 52 einen zylindrischen Hohlraum, dessen Durchmesserdimensionen
praktisch dem äußeren Durchmesser des herzustellenden rohrförmigen Elementes entsprechen.
Dies bedeutet, daß, wenn die flüssige Schaummasse sich innerhalb der erzeugten Hülle
um die Spindel expandiert, die ausgedehnte Masse der Begrenzung des Formdurchmessers
entspricht. Dies ergibt sich besonders eindeutig aus Fig. 2, bei der es sich um
einen Schnitt längs der Linien 2-2 der Fig. 1 handelt.
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Gemäß Fig. 2 befindet sich der obere Förderrahmen 57 direkt über dem
unteren Förderrahmen 42. Der obere Förderer umfaßt den Formenträger 62A, auf dem
die Form 62 beweglich angeordnet ist, und zwar über Füße 62B. Der Formträger weist
ein Kettenglied 70 auf als eines einer Reihe längs der Kette, die mit dem Zahnrad
64 in Eingriff steht. die Form besteht aus einem Halbzylinder mit Rädern 63 an den
Seiten des Formträgers, die in Spuren verlaufen, wie es am oberen Teil und Boden
des oberen Förderrahmens dargestellt ist.
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In entsprechender Weise sitzt die Formhälfte 52 im unteren Förderrahmen
42, wobei die Form einen Träger 52A aufweist, auf dem die Form über die Beine 52B
befestigt ist. Der Formtrager weist des weiteren Räder 55 auf, welche wie darge
stellt in den Spuren des Förderers laufen. Der Formträger weist ein Kettenglied
72 auf als eines einer Reihe längs der Kette, die mit dem Zahnrad 53 in Eingriff
steht.
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Die obereren und unteren Formhälften gelangen in Eingriff miteinander
zwischen dem oberen und unteren Förderer, und zwar in dem Bereich, der in Fig. 2
mit 73 bezeichnet ist, wobei die miteinander in Eingriff stehenden Formen die Spindel
17 praktisch konzentrisch umhüllen. Zwischen Spindel und den miteinander in Eingriff
stehenden Formhälften wird somit ein ringförmiger Raum erzeugt, in den sich die
Hülle mit schäumendem plastischen Material expandiert und welcher von der sich expandierenden
Masse ausgefüllt wird.
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Der in Fig. 3 dargestellte Ausstoßabschnitt der Vorrichtung stellt
eine Fortsetzung der oberen und unteren Förderrahmen dar, und zwar nach Passieren
eines Härtungs- oder Verfestigungsofens, wobei der zentrale Abschnitt der Vorrichtung,
in welchem die Härtung oder Verfestigung bewirkt wird, in Fig.4 dargestellt ist.
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Gemäß Fig. 3 weist das Ausstoßende des oberen Förderers ein Zahnrad
74 auf, das mittels des Lagerblockes 76 in dem Rahmen 75 sitzt. Um dieses Zahnrad
verläuft die Förderkette mit den Formhälften auf ihrem Rückweg zu dem Einspeisende
der Vorrichtung längs des oberen Rahmengliedes 59. Der Förderrahmen 42 ist auf Beinstützen
77 und einem Riegelwerk 78 gelagert. Das Riegelwerk enthält einen Satz Zahnradantriebe
79 und 80, die von dem Zahnrad 81 angetrieben werden, das koaxial zum Förderzahnrad
82 angeordnet ist, welches wiederum durch die Kette 83 und die Zahnräder 84 und
85 angetrieben wird, wobei das Zahnrad 85 von einem nicht dargestellten
Motor,
der im Riegelwerk 78 angeordnet sein kann, angetrieben wird. Das Zahnrad 79 ist
über eine Kette mit dem Zahnrad 87 verbunden, das koaxial zum oberen Förderzahnrad
74 angeordnet ist, wodurch eine Kraftübertragung auf das Förderzahnrad ermöglicht
wird, welches synchron angetrieben wird gemeinsam mit dem unteren Förderzahnrad
82, so daß miteinander in Eingriff stehende Formhälften 52 und 62 längs der Spindel
mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt werden. Wie bei der Aufgabeseite der Vorrichtung
umlaufen die Formen die Zahnräder 74 bzw. 82 in gleicher Weise, d. h. die Formhälften
werden auf dem in Fig. 1A dargestellten Wege von dem Schaumrohr abgenommen, welches
von der Spindel abgezogen wird, wobei eine Berührung mit dem aus der Vorrichtung
abgezogenen, rohrförmigen Element vermieden wird.
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In Fig. 3 ist des weiteren ein Abschnitt der Spindel 17 dargestellt,
wie sich diese nach rückwärts aus den Formhälften 52 und 62 erstreckt. Des weiteren
ist ein Fragment des Schaumstoffhohlkörpers 88 dargestellt, welcher sich längs durch
die Formhälften erstreckt.
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Fig. 4 zeigt den Ofenteil der Vorrichtung, der die Spindel umgibt,
und sich zwischen dem Einspeisabschnitt und dem Ausstoßabschnitt der Vorrichtung
befindet. Die Anordnung eines solchen Härtungs- oder Verfestigungsofens ist jedoch
nicht unbedingt erforderlich, und zwdar insbesondere dann nicht, wenn die Zusammensetzung
des verwendeten elastomeren Schaumstoffmaterials derart ist, daß das Material nach
Verschäumung bei Raumtemperatur härtet oder polymerisiert, beispielsweise unter
Verwendung eines Katalyators, und zwar innerhalb einer Zeitspanne, in der sich die
Schaumstoffmischung innerhalb der Hülle um die Spindel befindet, bis zu dem Zeitpunkt,
wo das erzeugte rohrförmige Element das Ausstoßende der Vorrichtung erreicht. Dies
bedeutet, daß eine Vorrichtung
nach der Erfindung eine Verfestigungs-
oder Härtungszone mit einem entsprechenden Ofen aufweisen kann oder nicht.
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Fig. 4 ist der besseren Klarheit wegen in einem anderen Maßstab dargestellt.
Der Ofenabschnitt weist obere und untere Förderrahmenteile 42 und 57 auf, in denen
sich die Formhälften in den durch die Pfeile angedeuteten Richtungen durch den Ofen
89 bewegen. Der Ofen besitzt obere und untere Wände 90 bzw. 91. Der Ofen kann beispielsweise
durch Heißluft beheizt werden, die mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung
im Ofen zirkuliert werden kann. Typische Härtungs- oder Verfestigungstemperaturen,
die in dem Ofen herrschen können, liegen bei etwa 38-- 55 0C.
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Die Formhälften 52 und 62 passieren den Mittelabschnitt des Ofens
im Eingriff miteinander in Richtung des Pfeiles, In vorteilhafter Weise bestehen
die Formhälften dabei aus einem Metall, beispielsweise Aluminium, weshalb sie sich
aufgrund ihrer guten Wärmeleitfähigkeit relativ schnell erwärmen. Zu diesem Zeitpunkt
hat sich ääl die Schaumflüssigkeit oder Schaumstoffmischung in der um die Spindel
erzeugten Hülle expandiert und nimmt den vollständigen Raum, der durch die beiden
Formhälften gebildet wird, ein. Wenn nun, das Schaummaterial polymerisiert, wird
es steif und fest und läßt sich gleichförmig durch die Formhälften fassen und längs
der Oberfläche der Spindel abziehen. Dieser Vorgang läßt sich dadurch leicht bewerkstelligen,
daß ein Luftstrom durch die Spindel und durch die Öffnungen oder Perforationen in
den Wänden der Spindel geführt wird, wodurch eine Art Luftgleitung auf der Spindelüberfläche
hervorgerufen wird.
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Das Ausmaß, bis zu dem der rohrförmige Körper geformt wird, ergibt
sich insbesondere aus Fig. 4A, bei der es sich um einen Schnitt längs der Linien
4A-4A der Fig. 4 handelt. Wie sich aus Fig. 4A ergibt, stoßen die beiden Formhälften
52
und 56 aufeinander und bilden einen zylindrischen Hohlraum,
der die Spindel 17 umhüllt, welche wiederum durch den erzeugten Hohlkörper 92 umhüllt
ist. Die obere Formhälfte 62 sitzt dabei auf dem Formträger 62A, auf dem sie über
die Beine 62B befestigt ist. Der Formträger weist das Kettenglied 70 auf, das als
Teil der Kette dient, welche die Form antsbt. Die Räder 63 befinden sich an gegenüberliegenden
Seiten des Trägers. Die untere Formhälfte 52 ist in entsprechender Weise auf dem
Formträger 52A befestigt, und zwar über Beine 52B.
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Auch hier sind Räder 55 vorgesehen, und zwar an gegenüberliegenden
Seiten. Auch dieser Träger 52A weist ein Kettenglied auf, nämlich das Kettenglied
72, als eines von vielen Gliedern, die einen Teil der Kette ausmachen.
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Das rohrförmige Element innerhalb der Form weist eine innere Wandung
oder Bedeckung 93 aus Papier, einer Folie oder einem streifenförmigen plastischen
Material oder dergleichen auf, das, wie durch 94 angedeutet ist, überlappend versiegelt
ist. Die Versiegelung kann dabei in verschiedener Weise bewirkt werden, beispielsweise
durch eine Heißschmelzversiegelung bekannter Art oder durch eine einfache Hitzeversiegelung
oder durch eine Versieglung mittels üblicher Klebstoffe. Die überlappende Versiegelung
kann auf mechanischem Wege herbeigeführt sein und dergleichen.
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In entsprechender Weise weist das rohrförmige Element 92 eine äußere
Wandung oder Bedeckung 95 aus Papier, einer Folie oder plastischem Material oder
dergleichen auf, welche bei 96 überlappend versiegelt ist. Der Raum zwischen der
inneren Wandung 93 und der äußeren Wandung 95 ist dabei mit dem expandierten polymerisierten
elastomeren Material ausgefüllt.
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Ein nach dem Verfahren der Erfindung herstellbares Endprodukt ist
in Fig. 8 im Schnitt dargestellt, wobei die gleichen Bezugszeichen wie bei Fig.
4A verwendet wurden. Verwiesen
wird des weiteren beispielsweise
auf Fig. 9, in der ein Abschnitt eines nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten
aufgeschnittenen Verfahrensproduktes dargestellt ist.
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Wie bereits dargelegt wurde, muß bei der Herstellung von rohrförmigen
Elementen des beschriebenen Typs besondere Sorgfalt darauf verwendet werden, daß
gewährleistet ist, da das herzustellende Produkt eine ausreichende Symmetrie oder
Konzentrizität aufweist.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform einer Vorrichtung
nach der Erfindung wird ein Lichtstrahl (z. B. ein kohärenter Strahl, beispielsweise
ein Laser) dazu verwendet, Abweichungen in der Ausrichtung oder Ausfluchtung der
Spindel 17 zu ermitteln. Zur Entdeckung derartiger Abweichungen wird dabei z. B.
eine Photozelle verwendet. Wird somit eine Abweichung von der Ausrichtung oder Ausfluchtung
ermittelt, so wird die Ausfluchtung oder Ausrichtung korrigiert, und zwar mittels
der Ausrichtvorrichtung 36, welche bewirkt, daß die Spindel 17 in entweder horizontaler
oder vertikaler Ebene mittels der Steuerräder 39 oder 40 in ihre ursprüngliche Stellung
zurückgebracht wird.
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In Fig. 10 ist im Schema eine Vorrichtung zur Korrektur der Ausfluchtung
der Spindel 17 dargestellt. Diese Vorrichtung weist einen Kollimator 23 auf, welcher
einen Lichtstrahl, z.B.
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einen Laserstrahl, längs in die Hohlspindel 17 aussendet, welche eine
eingebaute Photozelle 51 im Strahlengang des Lichtstrahls aufweist. Die Spindel
17 ist dabei an ihrem einen Ende, wie in Fig. 1 dargestellt, festgelagert.
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Ein Beispiel für eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Laser-Vorrichtung
ist ein autoreflektierender Werkzeug-Ausrichtungslaser (autoreflecting tooling laser),
der beispielsweise
hergestellt wird von der Firma Perkin-Elmer
Corporation of Norwalk, Connecticut, U.S.A., z. B. als Model 5650 Auto Reflecting
Laser.
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Mit einer derartigen Vorrichtung ist eine Linearausfluchtung von etwa
10 x 0,00254 cm auf 0,30 m Verschiebung (10 microinches per foot) zwischen Laser
und der Zentrier-Detektorvorrichtung (Photozelle) möglich. Für den Zweck der Erfindung
ist ein solcher Genauigkeitsgrad jedoch nicht erforderlich.
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So gilt beispielsweise bei der Herstellung von rohrförmigen Elementen
mit 1,27 cm starken Wänden aus geschäumtem elastomeren Material, daß die Wanddicke
noch bei einer Toleranz von etwa -1,58 mm akzeptabel ist.
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+ Die Stromzufuhr dieses Lasers liegt bei 115 V - 10 V, 0,7 Amp.
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und 50-60 Hz. Der Detektor besteht aus einer Quadraturreihe (quadrature
array) (vgl. den Detektor 51 der Fig. 10) mit gegensinnigen oder gegeneinander geschalteten
Detektoren, die in einer Brückenschaltung geschaltet sind für die Richtungssinnbestimmung.
Das Differentialsignal, das von einem Zellenpaar ausgelöst wird, wenn eine aus der
Richtung liegende Position- eingenommen wird, wird verstärkt und zur Fütterung eines
Indikatormeters oder einer anderen Vorrichtung verwendet. Gemäß Fig. 10 sind einander
gegenüberliegende Viertelkreise X-X' und Y-Y' des Detektors miteinander gekoppelt
zu Brückenschaltungen 100 (horizontale Position) bzw. 101 (vertikale Position).
Die Brücke 100 wiederum ist mit einem Meßinstrument lOlA gekoppelt und die Brücke
101 an das Meßinstrument 101A. Mittel zum Verbiegen oder Biegen der Spindel 17 sind
schematisch durch die Pfeile H- und 11+ (für eine horizontale Verschiebung) und
Pfeile V- und V+ (für eine vertikale Verschiebung) angedeutet, wobei diese Pfeile
die in Fig. 1 dargestellte horizontale und vertikale Verscliiebungsvorrichtung 36
andeuten können.
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Unterstellt man, daß bei einer ausgefluchteten Spindel die Meßanzeiger
der Meßinstrumente 100A und 101A auf Null eingestellt sind und daß das herzustellende
rohrförmige Element die erforderliche Konzentrizität aufweist, und unterstellt man
ferner, daß aus einem bestimmten Grunde die Spindel beginnt, sich vertikal in der
V+ Richtung zu verschieben, wodurch die erwünschte Konzentrizität des herzustellenden
Hohlkörpers nachteilig beeinflußt wird, so schlagt der Zeiger des eßinstrumentes
lOlA unmittelbar nach V+ aus. Tritt dieser Fall ein, so wird das Steuerrad 39 (Fig.
1) betätigt, um die Abweichung zu korrigieren, worauf der Zeiger#des Meßinstrumentes
wieder in eine Null-Stellung zurückkehrt. Zeigt das Meßinstrument lOOA eine horizontale
Verschiebung an, so wird das Steuerrad 40 betätigt, worauf der Ablesezeiger des
Meßinstrumentes in seine Null-Stellung zurückkehrt.
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Das beschriebene Verfahren läßt sich automatisch durchführen, und
zwar durch Verwendung reversibler Motoren, welche die Steuerräder 39 wld 40 betätigen,
die in Fig. 1 dargestellt sind.
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Eine solche Arbeitsweise ist schematisch in Fig. 11 dargestellt, wobei
gilt, daß Fig. 11 Fig. 10 entspricht, mit der Ausnahme der Anordnung eines zusätzlichen
horizontalen Positionsmotors 100 und eines zusätzlichen vertikalen Positionsmotors
101V. Untestellt man, daß sich die Spindel horizontal während des Herstellungszyklus
verschoben hat, so wird ein Differenzsignal, das durch die Zelle X-X' ausgesandt
wird, durch älä die Brücke 100 ausgemacht und verstärkt. Mit diesem verstärkten
Signal wird der horizontale Positionsmotor lOOH gespeist, welcher beispielsweise
das Steuerrad 40 betätigt, und zwar in der Richtung entsprechend dem Vorzeichen
des Signals, wobei der Motor reversibel betätigbar ist. Der Motor setzt seine Umdrehungen
so lange fort, bis die korrekte Ausfluchtung
oder Ausgleichung
erreicht ist und das Signal auf Null zurückgeht und der Motor gestoppt ist, wodurch
die Korrektur der Ausfluchtung angezeigt wird.
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Im folgenden soll die Durchführung des Verfahrens der Erfindung anhand
eines Beispiel es näher erläutert werden.
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Durch die Leitung 24 (vgl. Fig. 1) wird ein warmer Luftstrom in das
Ende der Spindelhöhlung unter einem Druck von etwa 0,35 kg/cm2 eingeführt, um sicher
zu stellen, daß etwas Luft durch die Öffnungen 35 (vgl. Fig. 5 und 6) in der Spindelwand
fließt, und eine gewisse Luftschmierung unterhalb des laminaren, um die Spindel
zu hüllenden Materials erzielt wird.
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Das Verfahren kann dann unter Bezugnahme auf die in Fig. 1 dargestellte
Vorrichtung weiterhin wie folgt durchgeführt werden: Von der Spule 27 wird zwecks
ERzeugung der inneren Bedeckung oder der inneren Hülle der Spindel flexibles Umhüllmaterial
abgezogen und der Manschette 25 zur Umhüllung der Spindel zugeführt. Zur gleichen
Zeit wird flexibles Hüllmaterial von der Spule 31 abgezogen, das zur Ausbildung
der losen äußeren Hülle im Abstand von der Spindel verwendet wird.
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Es wird überschüssiges äußeres Hüllmaterial in die Formen eingeführt,
um einen ausreichenden Luftreibungswiderstand vorzusehen, um das Material längs
der Spindel herausziehen zu können, wenn der Formenförderer eingeschaltet ist. Während
sich die Hüllen längs der Spindel bewegen, wird flüssiges plastisches Schaummaterial
durch die Leitung 33 zwischen die innere und die äußere Hülle eingeführt. Da sich
die Schaummasse innerhalb des durch die beiden Hüllen gebildeten Raumes auszudehtnen
beginnt, füllt sie den geschaffenen Ringraum aus und übt einen gewissen Druck auf
die Spindel aus und beginnt, die Spindel während der Zentrierung zu
biegen.
Die Spindel wird aufwärts gegen das Zentrierungsrad 37 gedrückt. Zu Beginn des Verfahrens
werden somit exzentrische rohrförmige Elemente erzeugt, welche verworfen werden.
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Wenn der Produktsionszyklus einen gleichbleibenden Zustand erreicht
hat nach der Korrektur der Konzentrizität, hilft das rohrförmige zylindrische Produkt
auf der Spindel in seinem festen oder gehärteten Zustand, die korrekte Ausfluchtung
aufrechtzuerhalten. Es treten jedoch geringe Veränderungen der Ausfluchtung auf,
welche durch die hier beschriebenen, erfindungsgemäß angewandten Aus fluchtungs
-Korrektur-Techniken behoben werden können. Die automatische-Methode zur Beibehaltung
der Konzentrizität, wie sie beispielsweise in Fig. 11 schematisch dargestellt ist,
hat sich dabei als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Bei der Zufuhr des streifenförmigen flexiblen Materials zur Umhüllung
der Spindel hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, automatisch arb-eitende
Führungsglieder zu verwenden, um zu verhindern, daß der Streifen eine Querabdrift
von der Spindel erleidet. Gemäß Fig. 1 werden die beiden Einschlagstreifen mittels
Manschetten 25 und 29 um die Spindel 17 gehüllt, wobei die beiden Manschetten als
sogenannte Einschlagstreifenbildner wirken. Es kann jedoch eine gewisse Querabdrift
der Streifen erfolgen, die zu einer Art Vertwistung oder Verdrehung der Streifen
um die Spindel führen kann. Dies läßt sich jedoch dadurch vermeiden, daß Führungsvorrichtungen
oder Führungselemente nach den in den Fig. 12 bis 14 dargestellten Vorrichtungen
bzw. Elementen verwendet werden.
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In Fig. 12 ist ein Abschnitt 110 der Hohlspindel 17 beim Passieren
der Einschlagmanschette 111 dargestellt, die auf nicht dargestellten Stützelementen
angeordnet ist (vgl. die Manschette 25 der Fig. 1). 115X Das Hüllmaterial 112 wird
von einer nicht dargestellten Spule abgezogen und gelangt
unter
der Führungsrolle 113 unter der Spindel in die Einschlagmanschette 111, durch welche
die Spindel umhüllt wird.
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Die umhüllte Spindel gelangt nun durch eine#Führungsvorrichtung 114,
aufgebaut aus einem Querträger 115, auf dem eine hohle Schiene 116 angeordnet ist,
durch welche eine rotierende Welle 117 verläuft. Diese Welle weist an ihrem rückwärtigen
Ende einen Kipphebel oder Steuerhebel 118 auf, dessen freies Ende mit einem hakenartigen
Glied 119 verbunden ist, das den Hebel 118 und somit die Welle 117 mit einem pneumatischen
Kolbenzylinder 120 verbindet.
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Das vordere oder freie Ende 121 der Welle 117 weist einen Stift 122
auf, der durch die Welle geführt ist. Die hohle Schiene 116 weist an ihrem einen
Ende des weiteren einen Querträger 123 auf, an dessen gegenüberliegenden Enden L-förmige
Träger 124 und 125 sitzen, wobei jeweils ein Bein dieser Träger mittels geeigneter
Befestigungselemente fest auf der Querstange 123 montiert sind. Die anderen Beine
oder Arme der L-förmigen Elemente tragen die Spindeln 126 und 127, die zu beiden
Seiten der Spindel 17 hochragen. An den jeweils freien Enden der Spindeln 126 und
127 sind beweglich und quer zu den Spindeln Kipphebel 128 bzw. 129 befestigt, die
an ihren freien Enden jeweils ein rotierbares Rad 130 bzw.
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131 aufweisen. Diese Räder 130 und 131 werden auf die Oberfläche der
Spindel 17 mittels Federn 132 #zw. 133 gedrückt, die jeweils unter Spannung befestigt
sind.
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Mit der Führungsvorrichtung 114 ist das Streifen-Abtastelement 134
pneumatisch gekoppelt. Das Abtastelement 134 besteht aus einem flachen Glied, das
quer unter dem streifenförmigen Einhüllmaterial 112 verläuft und als tragende Fläche
für das streifenförmige Material dient, wenn dieses der Einschlagmanschette 111
zugeführt wird. Das Abtastelement 114 weist einen Schlitz mit einem Druckfinger
135 auf. Der Druckfinger
erstreckt sich aufwärts vom Schlitz, gegen
den die Kante des streifenförmigen Materials drückt, und zwar aufgrund einer vorspannenden
Wirkung des Fingers 135. Der Finger ist beweglich mit der Lufteinleitungsleitung
136 für den pneumatischen Zylinder 120 gekoppelt, und zwar über ein übliches Zwei-Wege-Ventil
137 (das über die Leitungen 137A-und 137B mit dem Zylinder 120 in Verbindung steht),
so daß, wenn der Streifen 112 zu einer Rechtsabdrift neigt (rechts im Sinne der
Zeichnung), Elemente in Bewegung gesetzt werden, die dieser Rechtsabdrift entgegenwirken.
Dies wird dadurch erreicht, daß der Kolben des pneumatischen Zylinders 120 nach
rechts bewegt wird, wodurch die Welle 117 sich nach links dreht und eine erhöhte
Spannung auf die Feder 132 ausübt, wodurch das Rad 130, das vorzugsweise aus Gummi
oder einem gummiartigen Material oder einem anderen elastomeren Stoff besteht, dem
Streifenmaterial auf der linken Seite der Spindel einen erhöhten Reibungswiderstand
entgegensetzt, wodurch der Rechtsabdrift entgegengewirkt wird. Besteht demgegenüber
eine Tendenz zur Linksabdrift, so wird der Kolben des Zylinders 120 nach links bewegt,
wobei er die Welle 117 zu einer Drehung nach rechts veranlaßt, wodurch erhöhter
Druck vom Rad 131 auf die rechte Seite der Spindel ausgeübt wird.
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Aus Fig. 13, bei der es sich um eine Aufsicht auf die in Fig. 12 dargestellte
Vorrichtung handelt, ergibt sich, daß die Einschlag- oder Einhüllmanschette 111
so beschaffen ist, daß eine geringe Überlappung (lllA) erzielt wird. Eine solche
Ausgestaltung der Manschette 111 begünstigt oder unterstützt eine Überlappung des
Streifens 112, wie sie bei 112A in Fig. 13 dargestellt ist, durch Maßnahmen, durch
welche eine Versiegelung der inneren Umhüllung durch Verwendung einer Heißschmelzklebmasse
oder eines anderen Versiegelungstyps bewirkt wird.
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In Fig. 14 ist eine weitere Führungsvorrichtung für die Steuerung
der Zufuhr des äußeren Hüllmaterials zur Ausbildung der äußeren Hülle dargestellt.
Bei dieser Führungsvorrichtung wird das streifenförmige Material 140 ebenfalls von
einer nicht dargestellten Spule abgezogen und an der Führungsrolle 141 vorbei der
Einschlagmanschette 142 zugeführt, welche entsprechend konstruiert ist wie die Manschette
111 der Fig. 12 und 1-3, und die äußere Umhüllung der Spindel, die nun bereits die
innere Umhüllung aufweist, bewirkt. Von der Spindel 17 ist ein Abschnitt 110A dargestellt.
Die Manschette te 111 ist dabei derart konstruiert, daß eine Überlappung des Hüllmaterials
unter Ausbildung einer Zunge, wie sie in Fig. 9 mit 96A dargestellt ist, erreicht
wird. Die eigentliche Führungseinrichtung zur Kontrolle der Querabdrift des äußeren
Hüllmaterials ist mit 143 bezeichnet.
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Wie im Falle der in den Fig. 12 und 13 dargestellten Führungsvorrichtung
besitzt auch diese Vorrichtung ein einen Schlitz aufweisendes Glied 1~4 mit einem
Druckfinger 144A, der sich aufwärts erstreckt und gegen die Kante des streifenförmigen
Materials 140 gepreßt wird, das über das Glied 144 der Einschlagmanschette 142 zugeführt
wird, wobei das Glied 144 wiederum quer zu dem streifenförmigen Material angeordnet
ist. Der Finger 144A ist beweglich an die Lufteinspeisleitung 145 gekoppelt, und
zwar über ein übliches Zwei-Wege-Ventil 146, wobei das Ventil über die Leitungen
148 und 149 mit dem pneumatischen Kolbenzylinder 147 in Verbindung steht. Der Kolben
des Luftzylinders ist über das hakenförmige Glied 150 mit einem Verbindungsgestänge
verknüpft, welches die Vorrichtung entsprechend der zu korrigierenden Abdrift betätigt.
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Die Vorrichtung 143 besteht im wesentlichen aus einem Gabelkopf oder
Bügel 151, welcher an die Einschlagmanschette 142 gekoppelt sein kann. Der Gabelkopf
oder Bügel 151 weist zwei
Arme 151A und 151B auf, die jeweils an
eine vertikale Spindel 152 bzw. 153 gekoppelt sind, von denen jede wie eine Welle
wirkt und ein Paar Reibungsräder 154 bzw. 155 trägt, wobei jedes Paar von Reibungsrädern
in einem peripheren Kontakt miteinander steht, und wobei ferner jedes Paar rittlings
auf dem Einschlagstreifen 140 sitzt.
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Die Räder eines jeden Paares sind dabei an die freien Enden der Arme
eines flexiblen U-förmigen Gliedes 156 bzw. 157 montiert, wobei die Arme mittels
Federn 156A und 157A gegeneinander gepreßt werden.
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Die Spindeln 152 und 153 sind über die Verbindungsglieder 158, 159
und 160 miteinander verbunden, wobei die Bindeglieder 158 und 159 praktisch parallel
zueinander verlaufen und durch das Querglied 160 miteinander verbunden sind. Das
Glied 159 ist dabei länger als das Glied 158. Das freie Ende des Gliedes 159 ist
dabei an das hakenförmige Glied 150 gekoppelt, welches wiederum mit dem Koben des
Luftzylinders 147 in Eingriff steht.
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Wenn nun das streifenförmige Material 140 zu einer Rechtsabdrift neigt,
wobei seine Kanten- gegen den Finger 144A drücken, wird das Zwei-Wege-Ventil betätigt,
welches veranlaßt, daß der aben des Zylinders 147 sich nach rechts unten in der
Zeichnung bewegt. Diese Bewegung durch das Verbindungs- oder Bindegliedsystem bewirkt,
daß das entgegengesetzte Rollenpaar eine geringe linksläufige Bewegung durchführt,
und zwar um den Gabelk-opf 151, so daß der Abdrift nach rechts Widerstand entgegengesetzt
wird und kompensiert wird durch eine geringe Abdrift nach links. Ist die Abdrift
nach links zu groß, so wird der Koben des Zylinders 147 nach links bewegt (wie in
der Zeichnung dargestellt) mit dem Ergebnis, daß der Radsatz eine geringe Drehung
im Uhrzeigersinn durchführt, um der Abdrift nach links zu widerstehen.
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In den Fig. 12 bis 14 sind somit Vorrichtungen zur Führung des streifenförmigen
Materials dargestellt, das zur Einhüllung der Spindel dient, und zwar zur Ausbildung
der inneren oder der äußeren Hülle, wobei die Vorrichtungen im wesentlichen bestehen
aus Elementen zum Abtasten der Abdrift oder Verschiebung des streifenförmigen Materials
quer zur Rich-' tung der Spindel, Elementen, die mit dem streifenförmigen Material
in Kontakt stehen und eine Kraft auf das Material in einer Richtung ausüben, die
der Abdrift entgegengesetzt ist, und Elementen, die an die Druck ausübenden Elemente
gekoppelt sind und durch die Abtastglieder oder Abtastelemente betätigt werden können
zwecks Betätigung der Druck ausübenden Glieder, sobald die Abtastelemente eine Abdrift
abtasten oder ermitteln.
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Das nach dem Verfahren der Erfindung herstellbare Endprodukt kann
gegebenenfalls in Längsrichtung aufgetrennt oder aufgeschnitten werden, und zwar
unter Erzeugung eines Produktes, wie es beispielsweise in Fig. 9 dargestellt ist,
und welches eine überstehende Umhüllung aufweist, wobei der nicht aufgeschnittene
Teil der äußeren Hülle des streifenförmigen Material#s eine Art Scharnier oder Drehachse
95A darstellt. Mit Hilfe der Zunge oder dem überlappenden Teil 96A können die beiden
Häflften des rohrförmigen Elementes wieder zusammengefügt werden, beispielsweise
mittels eines Klebstoffes.
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Ein besonderer Vorteil der nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren
rohrförmigen Elemente besteht darin, daß sie praktisch spannungs- oder deformationsfrei
sind, so daß sie, wenn sie längs aufgeschnitten werden, wie es in Fig. 9 dargestellt
ist, genau wieder zusammengefügt werden können, wenn sie beispielsweise zur Isolierung
eines Rohres oder einer Leitung verwendet werden. Wurden die nach den bisher bekannte
Verfahren herstellbaren rohrförmigen Elementejaus Schaumstoff
in
Längsrichtung aufgeschnitten und zur Isolierung von Leitungen verwendet, so traten
Verzerrungen und Verkrümmungen auf, und zwar aufgrund von Spannungen in den verwendeten
Abschnitten auftrund nicht gleichförmiger Härtung in den Abschnitten oder Teilen,
aus denen die Halbabschnitte oder Halbteile geschnitten wurden. So paßten die Halbteile
auch nicht genau zusammen. Diese Nachteile werden durch das Verfahren und die Vorrichtung
der Erfindung vermieden, da die Härtung oder die Verfestigung der rohtförmi.gen
Elemente praktisch gleichförmig ist, und zwar über den gesamten Querschnitt des
rohrförmigen Elementes Des weiteren passen auch die Hälften des rohrörmigen Elementes
genau zusammen, da ihre Schnittoberflächen einand#r genau entsprechen.