DE2218561C3 - Aufnahmedorn für Vorrichtungen zum Abstechen von Ringen von eine undehnbare Einlage aufweisenden Schläuchen oder Rohren aus Gummi, Kunststoff oder ähnlichem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufnahmedorn für Vorrichtungen zum Abstechen von Ringen von eine undehnbare Einlage aufweisenden Schläuchen oder Rohren aus Gummi, Kunststoff oder ähnlichem Material, mit einem in radialer Richtung spreiz- oder zusammenziehbaren, auf einem inneren starren zylindrisehen Dorn abgestutzten Kern und einem auf letzterem auswechselbar angeordneten verschleißfesten Mantel aus Elastomer.

Seit Jahrzehnten sind elastisch dehnbare Rollen, Walzen oder Wellen für verschiedene Zwecke, z. B. für die Unterstützung von Schieifbändern, als Äbwickeirollen für Bänder, als Gautschwalzen für die Papierherstellung oder als Druckwalzen in Druckmaschinen bekannt (vgl. US-PiI 6 89 590 und 12 26 984). Während diese elastischen Rollen oder Walzen eine radiale Nachgiebigkeit in gewissen Grenzen und bestimmten Anwcn dungsfällen zur Geltung bringen sollen, bezieht sich die Erfindung auf einen Aufnahmedorn mit einem in radialer Richtung spreiz- oder zusammenziehbaren, auf einem inneren starren zylindrischen Dorn abgestützten Kern und einem auf letzterem auswechselbar angeordneten verschleißfesten Mantel aus Elastomer. Bei einem solchen Aufnahmedorn kommt es auf den kissenförmigen oder elastisch nachgiebigen Effekt wie bei den Rollen oder Walzen nicht an. Vielmehr kann eine solche Nachgiebigkeit oder ein kissenartiger Effekt für die Zwecke, für die ein solcher Aufnahmedorn bestimmt ist, sogar schädlich sein.

Es sind dornartige Aufspannvorrichtungen zum Schneiden von Gummielementen seit langem bekannt (vgl. US-PS 22 06 262 und 31 07 563).

Zu diesem Zweck ist auf einem starren zylindrischen Dorn ein Mantel aus Kunststoff oder nachgiebigem Material fest aufgespannt. Auf diesen Mantel wird mit engem Sitz die Gummihülse aufgespannt, von der Gummiringe abgeschnitten werden sollen. Hier dient die Elastizität des Mantels dazu, die Gummihülse fest auf dem Dorn zu halten. Es kann aber der elastische Mantel gegegenüber dem Kreismesser ausweichen, so daß kein sauberer vollständiger Schnitt durch die Gummihülse möglich ist.

Es ist weiterhin ein Aufnahmedorn der eingangs näher bezeichneten Gattung bekannt (vgl. US-PS 26 61579 und 26 82 924). Bei diesem Aufnahmedorn besteht der in radia.zr Richtung spreiz- oder zusammenziehbare Kern aus einzelnen im Querschnitt gleichen und gleichförmig in Umfangsrichtung verteilten, jeweils in »ich starren Segmenten, die bei radial zusammengezogenem Aufnahmedorn eine in sich geschlossene zylindrische Umfangsfläche bilden, bei der radialen Aufspreizung aber zwischen sich entlang von Mantellinien verlaufende freie Schlitze bilden. Die starren Segmente sind an dem inneren starren zylindrischen Dorn mittels Lenker abgestützt, so daß durch axiale Verschiebung des inneren starren zylindrischen Domes auf einer zugehörigen Welle die Segmente gespreizt und zusammengezogen werden können. Um die Außenfläche des Aufnahmedornes zu vervollständigen, ist im allgemeinen auf dem radial spreizbaren und zusammenziehbaren Kern auswechselbar ein Zylinder aus Gummi aufgespannt, so daß die zum Abstechen von Ringen dienende Klinge nicht mit den metallenen Segmenten in Berührung kommt. Dieser verschleißfeste Mantel aus einem Elastomer ist auswechselbar auf dem spreizbaren Kern angeordnet. Durch eine Keil/Nutverbindung ist der Mantel auf dem Dorn gegen relative Drehung gesichert. Aufgrund der Ausbildung des Keimes ergeben sich über den Schlitzen zwischen benachbarten Segmenten Abplattungen in dem verschleißfesten Mantel, so daß, wenn eine völlig gleichförmige Aufspannung des Werkstückes auf dem Aul'nahmedom erforderlich ist, der verschleißfeste Mantel nach Aufspannen auf dem Kern vor Inbetriebnahme des Aufnahmedornes zylindrisch abgeschliffen werden muß. Aufgrund der Ausbildung des Kernes ist ein solcher Aufnahmedorn außerordentlich schwer und bedarf daher hoher Antriebskräfte, um ihn zu beschleunigen und abzubremsen. Trotz des zusätzlichen Abschleifvorganges des verschleißfesten Mantels gewährleistet der bekannte Aufnahmedorn keinen ganz genauen und sauberen Schnitt, insbesondere dann nicht, wenn das Abstechen entlang einer Ebene erfolgt, die schräg zur Achse des Aufnahmedornes verläuft.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Aufnahmedorn der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß mit diesem eine wesentlich genauere, im Quer-

schnitt vollständig kreisrunde und zuverlässige Aufspannung eines Werkstückes der in Frage stehenden Art gewährleistet ist, und zwar so, daß trotz der zum Teil erheblichen Kräfte, die sowohl in radialer als auch in axialer Richtung an dem aufgespannten Werkstück s angreifen, ein Ausweichen oder eine Verschiebung des Werkstückes nicht zu befürchten ist, so daß selbst Antriebsriemen mit größter Genauigkeit und höchster Qualität durch Abstechen auf dem Aufnahmedorn gewonnen werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kern aus einer Wendel eines mit seinen Windungen auf dem Dorn eng aneinanderliegenden Schlauches aus hochelastischem Werkstoff besteht, zwischen dem Außenumfang der Wendel und dem verschleißfesten Mantel wenigstens eine gegenüber dem Mantel dickere Zwischenschicht aus einem Elastomer in durchgehend fester Verbindung mit der Wendel angeordnet ist und die Elastizität von der Wendel aus dem Schlauch über die Zwischenschicht zum Mantel von innen nach außen abnimmt.

Es trifft zwar zu, daß die eingangs erwähnten elastisch nachgiebigen Walzen oder Rollen seit Jahrzehnten im wesentlichen den gleichen Aufbau aufweisen, und zwar einen auf einen Metallkern wendelförmig mit eng beieinanderliegenden Windungen aufgewickelten Schlauch für ein unter Druck stehendes Druckmittel, einen auf den Windungen des Schlauches fest aufgespannten textilverstärkten Karkassenkörper, der die radiale Dehnbarkeit der Schlauchwindungen begrenzt, sowie einen auf den Karkassenkörper fest aufgebrachten Mantel aus elastomerem Material. Die textilverstärkte Karkasse dient dazu zu gewährleisten, daß der Mantel aus elastomerem Material seine Zylinderform beibehält, wenn der Schlauch an eine Druckmittelquelle angeschlossen ist (vgl. US-PS 12 26 984).

Demgegenüber kommt es bei dem Aufnahmedorn nach der Erfindung auf die elastische Nachgiebigkeit der Umfangsfli :he nicht an. Vielmehr wird durch die Ausbildung des Aufnahmedornes erstmals eine vollständig sichere, schonende und gleichzeitig völlic kreisrunde Aufspannung von eine undehnbare Einlage aufweisenden Schläuchen oder Rohren aus Gummi, Kunststoff oder ähnlichem Material ermöglicht, und zwar so, daß die Werkstücke praktisch starr auf der Dornoberfläche aufgespannt werden können, so daß sie unter dem Druck des Abstechwerkzeuges nicht oder nur außerordentlich geringfügig nachgeben und insbesondere auch nicht seitlich oder in axialer Richtung ausweichen so können. Dadurch wird es auch erstmals möglich, vor allem Rie.nen sehr kleinen Durchmessers maßgerecht bezüglich Breite und mit großer Genauigkeit bezüglich Flankenneigung und unter Gewährleistung völlig einwandfreier Oberflächen und ohne die Gefahr einer Einschnürung der Riemen von einem Werkstückschlauch oder Rohr abzustechen.

Während der bei den nachgiebigen Rollen und Walzen wendelförmig gewickelte Schlauch der Wabe oder der Rolle eine gegenüber starren Walzen nachgiebige Oberfläche verleihen soll, gewährleistet der Schlauch bei dem neuen Aufnahmedorn in Verbindung mit den anderen Schichten eine Aufspannwirkung unteir Gewährleistung einer vollständig kreisrunden Aufspannfläche, die i'ber ihre ganze axiale Länge völlig gleichen Durchmesser behält. Entsprechend bildet bd dem Aufnahmedorn ;"ich der Erfindung der die äußerste Lage bildende Mantel die Lage geringster Elastizität. Zwischen dem äußeren Mantel und dem Schlauch liegt eine gegenüber dem Mantel dicke-e Zwischenschicht aus einem elastischen relativ weichen Material. Dabei ist es wesentlich für die Löüung der angestrebten Aufgabe, daß die relativ dicke weiche Zwischenschicht über ihre ganze Länge mit den einzelnen Windungen des Schlauches fest und bleibend verbunden ist Der im entspannten Zustand aufgewikkelte Schlauch geht dabei eine feste Bindung mit der dicken Zwischenschicht ein, welche einerseits die Lage der Windungen unverändert sicherstellt und andererseits beim Aufblasen die Formänderung der Schlauchwindungen gegenüber dem ursprünglichen abgeplatteten Zustand im hohen Maße einschränkt Dabei erfahren die einzelnen Schlauchwindungen bei der Spreizung des Aufnahmedornes eher eine radiale Dickenänderung als eine Änderung der ursprünglichen Querschnittsform. Die Zwischenschicht erfüllt dabei die Aufgabe, die beim Spreizen auftretenden radialen Kräfte außerordentlich gleichförnr. zu verteilen, und zwar sowohl in L'mfangsrichtung als nuch in axialer Richtung, so daß diese Kräfte entsprechend gleichförmig über die ganze Ausdehnung an dem äußeren Mantel angreifen. Der gegenüber der Zwischenschicht relativ dünne Mantel von geringster Elastizität trägt weiterhin wesentlich zur Vergleichmäßigung der auftretenden Spreizkräfte bei, so daß der Mantel auch unter dem Schneiddruck kaum nennenswert nachgibt.

Die Zwischenschicht besteht zweckr.iäßigerweise aus einem Silikone enthaltenden Gummi mit Härtegraden zwischen etwa Shore A 20 und Shore A 40, der mit der Wende! aus dem Schlauch zusammenvulkanisiert ist.

Der verschleißfeste Mantel besteht vorteilhafterweise aus Gummi mit Füllstoffen bzw. Verstärkungseinlagen aus Fasern oder Geweben, wobei der Gummi Härtegrade zwischen Shore A 45 bis Shore A 50 aufweist

Um auch die Gleichförmigkeit bis in di; Encien des Aufnahmedornes sicherzustellen, sind zweckmäßigerweise über die Windungen des Schlauches an den Enden de~ Aufnahmedornes eine oder mehrere in die Zwischenschicht eingebettete Einlagen aus einem wenig oder nicht dehnbarem Material angeordnet, wobei die Einlagen zweckmäßigerweise aus Schläuchen aus Metall, Textil oder Kunststoff bestehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert, die ein Ausführungsbeispiel teilweise in Seitenansicht und teilweise in einem die Achse enthaltenden Schnitt zeigt, wobei Teile weggebrochen sind, um die Darstellung zu verdeutlichen.

Ein Aufnahmedorn 1 besteht aus zwei Stirnflanschen 2 und 4 welche mit einem hohlzylindrischen, zentralen Dorn 5 durch Schweißen fest verbunden sind. Die Stirnflansche 2 und 4 sind so ausgebildet, daß der Aufnahmedorn 1 in einer Vorrichtung zum Schneiden von Ringen zuverlässig aufgenommen werden kann. Zu diesem Zweck weist der Stimflansch 2 einen zylindrischen oder kege'Törmigen Ansatz 3 auf, der in ein entsprechendes Mitnahmefutter der Vorrichtung eingesetzt werden kann. Statt dessen kann der Stirnflansch 2 auch durch in Umfangsrichtung verteilte Schrauben mit einem Gegenflansch des Mitriahmefutters verbunden werden. Der andere Stimflansch 4 weist dagegen eine zentrale Ausnehmung Aa zur Aufnahme in ?iner Körnerspitze der Vorrichtung auf.

Auf den Außenumfang des zentralen zylindrischen Domes 5 ist wendelförmig ein Schlauch 6 aus

hochelastischem Material aufgewickelt, welcher einen dehnbaren Kern bildet. Die Windungen 10 des Schlauches 6 liegen eng aneinander und sind wenigstens an einem Ende 7a an einen Ansdilußstul/en 8 eines Kanals 9a, 9b angeschlossen, der entlang der Achse des Aufnahmedornes 1 durch den Stirnflansch 2 nach außen führt, und über das Mitnahmefutter der Schneidvorrichtung und eine Drehkupplung mit einer Druckmittelquelle verbindbar ist. Bei kürzeren Aufnahmedornen 1 reicht der Anschluß eines Endes 7 a des Schlauches 6 aus. Bei κι längeren Aufnahmedornen 1 können beide Enden 7a, Tb und gegebenenfalls auch Zwischenstücke an die Druckmittelquelle angeschlossen sein, um eine rasche, gleichmäßige Füllung des Schlauches 6 mit Druckmittel zu gewährleisten.

Auf den dehnbaren Schlauch 6 ist eine Zwischenschicht 11 aufgebracht, und zwar zweckmäßigerweise in

einem Silikone enthaltenden Kautschuk. Die Gießmasse ist fest mit der Wendel aus dem Schlauch 6 verbunden. Die Zwischenschicht 11 kann auch aus mehreren Schichten bestehen. Die Elastizität der Zwischenschicht 11 ist etwas geringer als die Elastizität des Schlauches 6.

Um eine gleichmäßige radiale Dehnung des Schlauches 6 und der Zwischenschicht 11 über die ganze axiale Länge des Domes 5 zu gewährleisten, ist in den Endbereichen des Domes 5 über den dehnbaren Schlauch 6 jeweils eine Einlage oder sind mehrere Einlagen 12aund 13abzw. 126und 136aus einem wenig oder nicht dehnbaren Material geschoben, welche in die Zwischenschicht 11 eingebettet ist oder sind. Diese Einlagen 12a und 13a bzw. i2b und 136 können aus Schläuchen aus Metall, Textil oder Kunststoff bestehen.

Auf die zylindrische Außenfläche der Zwischenschicht 11 ist ein äußerer Mantel 14 aufgebracht, der aus einem hochverschleißfesten Elastomer besteht, welches insbesondere auch Füllstoffe bzw. Einlagen aufweisen kann. Als Material für den äußeren Mantel 14 haben sich Gummimischungen von Härtegraden zwischen Shore A 45 bis A 50 erwiesen. Als Füllstoffe bzw. Einlagen können Fasern oder Gewebe aus Textilien, Kunststoffen oder Glas, wie z. B. Rayon, Polyamid oder Polyester zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit in den Gummi mit einvulkanisiert sein.

Der Mantel 14 ist als gesonderter Teil hergestellt und auswechselbar auf die Zwischenschicht 11 aufgebracht. Beim Aufbringen wird die axiale Lage des Mantels 14 durch eine Anlagefläche 2a des einen Stirnflansches 2 und durch eine entsprechende, kleinere Schulter des anderen Stirnflansches 4 gesichert. Der Mantel 14 ist dehnbar.wobei seine Elastizität jedoch geringer ist als die der Zwischenschicht 11.

Die gezeigte Anordnung weist im entspannten Zustand einen Durchmesser d auf. der etwas geringer als der kleinste Durchmesser des in Ringe /u zerschneidenden Schlauches ist. Der Aufnahmedorn 1 kann über seine ganze Länge gleichmäßig auf einen Durchmesser D gebracht werden, welcher etwas größer ist als der maximale, lichte Durchmesser des zu zerschneidenden Schlauches. Dem kleinsten und dem größten Durchmesser entsprechen Mantellinien u bzw. U des Aufnahmedornes 1. Durch die Dehnbarkeit des Aufnahmedornes 1 lassen sich alle Schläuche, die innerhalb bestimmter Grenzen unterschiedliche, lichte Weiten aufweisen, zuverlässig auf dem gleichen .Alifnähmedorn ! fü^r (l?n isrhnpiHvnrgantr festspannen.

Eine Relativbewegung des zu zerschneidenden Schlauches in axialer Richtung ist durch die hohe Reibung der Außenfläche des Mantels 14 und durch die Dehnungsspannung völlig ausgeschlossen, so daß eine hohe Schnittgenauigkeit gewährleistet ist.

Der elastische Mantel 14 läßt ein Eindringen des Schneidmessers ohne weiteres zu, ohne daß die Standdauer des Mantels 14 dadurch nennenswert beeinträc'Mgt wird. Außerdem läßt sich bei Verschleiß des Mantels 14 dieser leicht auswechseln, so daß det Aufnahmedorn 1 als solcher praktisch unverwüstlich ist Da sich die Dehnung der elastischen Schichten de: Aufnahmedornes 1 in Grenzen häh, treten auch keine nennenswerten Ermüdungserscheinungen auf.

Das Aufziehen der zu schneidenden Schläuche wire wesentlich dadurch erleichtert, daß der entspannte Aufnahmedorn 1 einen kleineren Durchmesser als dei zu schneidende Schlauch aufweist. Dennoch ist ein« zuverlässige Halterung des Schlauches gewährleistet Dadurch läßt sich die Schnittgeschwindigkeit und di< Leistung mit der Schneidvorrichtung wesentlich erhö hen.

Insbesondere gestattet der Aufnahmedorn 1 auch di( Ausführung von schräg zu seiner Achse verlaufendet Schnitten, welche zu hohen Ungenauigkeiten führer wenn durch die Seitenkräfte eine axiale Verschiebunj des Schlauches auf dem Aufnahmedorn eintritt. Solchi Verschiebungen sind bei dem Aufnahmedorn 1 ausge schlossen. Die Dehnung des Schlauches 6 kam pneumatisch oder hydraulisch erfolgen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Aiifnahmedorn für Vorrichtungen zum Abstechen von Ringen von eine undehnbare Einlage aufweisenden Schläuchen csder Rohren aus Gummi, S Kunststoff oder ähnlichem Material, mil einem in radialer Richtung spreiz- oder zusammenziehbaren, auf einem inneren starren zylindrischen Dorn abgestützten Kern und einem auf letzterem auswechselbar angeordneten verschleißfesten Mantel aus Elastomer, dadurch gekennzeichnet, daß deir Kern aus einer Wendel eines mit seinen Windungen (10) auf dem Dorn (5) eng aneinanderliegenden Schlauches (6) aus hochelastischem Werkstoff besteht, zwischen dem Außenumfang der ij Wendel und dem verschleißfesten Mantel (14) wenigstens eine gegenüber dem Mantel (14) dickere Zwischenschicht (11) aus einem Elastomer in durchgehend fester Verbindung mit der Wendel angeordnet ist und die Elastizität von der Wendel aus den·. Schlauch (6) über die Zwischenschicht {!5) zum Mantel (14) von innen nach außen abnimmt.

2. Aufnahmedorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (11) aus einem Silikone enthaltenden Gummi mit Härtegraden zwischen etwa Shore A 20 und Shore A 40 besteht, der mit der Wendel aus dem Schlauch (6) zusarnmenvulkanisiert ist.

3. AuFnahmedorn nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verschleißfeste Mantel (\4) aus Gummi mit Füllstoffen bzw. Verstärkungseinlagen aus Fasern oder Geweben besteht, der Härtegrade zwischen Shore A 45 bis Shore A. 50 aufweist.

4. Aufnahmedorn nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß über die Windungen (10) des Schlauches (6) an den Enden des Aufnahmedornes (1) eine oder mehrere in die Zwischenschicht (II) eingebettete Einlagen (12a, b, 13a, b) aus einem wenig oder nicht dehnbaren Material angeordnet sind.

5. Aufnahmedorn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (12a, b, Via, b) aus Schläuchen aus Metall, Textil oder Kunststoff bestehen.