DE2243718A1

DE2243718A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufwickeln einer vielzahl von draehten auf eine schlauchkarkasse

Info

Publication number: DE2243718A1
Application number: DE2243718A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Herbert Haehnel; John Lloyd Wily
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1971-09-07
Filing date: 1972-09-06
Publication date: 1973-03-15
Also published as: JPS4834275A; US3720054A; FR2151954A5; GB1355463A; IT966030B

Description

PATENTANWÄLTE DR. ING. KARL BOEHMESI? . ÜIPL- iNÖ. ALBERT BOEeIMiRT

28 BREMEN .FELDSTRASSE 24-TEL. (0421) »444038 2243718

Aktenzekheni Neuanmeldung

Name d. Anm., NOETH AMERICAIi ROCKWELL,

Postscheckkonto· Hamburg 120083 Bankkonto! Bram.r Bank, Br.m.n, Kto. 1001449 Mein Zeichen: N 106

28 Bremen, den 6. September 1972

NORTH AMERICAN ROCKWELL CORPORATION, Fifth Avenue and Wood Street, Pittsburgh, Pennsylvania 15222(V,St.A.}

Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln einer Vielzahl von Drähten auf eine Schlauchkarkasse

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwickeln einer Schlauchkarkasse mit parallelen, aneinanderliegenden Spiralwindungen einer Vielzahl von Drähten mit vorgegebener Wickelspannung sowie eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Vielzahl paralleler, aneinanderliegender spiralförmiger Wicklungen von draht auf eine Schlauchkarkasse.

Gegenstand der Erfindung ist also das Aufwickeln mehrkardeeliger, flexibler Drahtlitzen auf Schlauchkarkassen, um so einen Verstärkungsmantel zu erhalten, Die Erfindung betrifft dabei sowohl ein neuartiges Wickelverfahren als auch eine neuartige Maschine zum Aufwickeln mehrkardeelige? Drahtlitzen in parallelen, spiraligen

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Windungen auf die Schlauchkarkasse.

Die Erfindung betrifft insbesondere die Verstärkung von Gummischläuchen, welche in Hochdruck-Hydrauliksystemen verwendet werden. Das Aufwickeln von bis zu 180 oder mehr Litzen aus feinem, hoch-spannungsfestern Stahldraht in parallelen, spiraligen Lagen hat bisher erhebliche Schwierigkeiten bereitet. Die Hauptschwierigkeit besteht darin, daß dann, wenn der fertige Schlauch geschnitten wird, um ein Anschlußstück anzusetzen, die Drahtenden entlang der Schnittebene in wilder und unregelmäßiger Weise sich aufweiten. Es ist bekannt, diesem Problem der Endaufweitung dadurch zu begegnen, daß jeder Draht vor dem Aufwickeln auf die Schlauchkarkasse unter Spannung um eine Krümmungsfläche gebogen wird. Der Draht wird dabei in der Weise vorgeformt, daß er, wenn er frei relaxieren könnte, eine Helix oder eine Spirale bilden würde. Die Art, in der diese Vorformung bewerkstelligt wird, ist für das Ausmaß der End-Wickelspannung, die auf den auf die Oberfläche der Schlauchkarkasse aufgewickelten Draht ausgeübt wird, von erheblicher Bedeutung. Es ist unerwünscht, einen Draht um eine Gummi-Schlauchkarkasse allzu fest herumzuwikkeln, da der Draht in das Karkassenmaterial eindringen und es beschädigen kann. Außerdem ist es unerwünscht, hochgespannten Draht um eine Schlauchkarkasse zu wickeln, in der sich ein flexibler Dorn befindet, da dies daa spätere Herausziehen dos Domes erschweren kann.

ELn weiteres» Problem beim Umwickeln oder Umflechten von Schlnuchkarkassen mit Draht besteht darin, daß es

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schwierig ist, mehrkardeelige Drähte in einen Mantel einheitlicher Wicklungsfolge zu legen. Die Wicklungen oder Windungen müssen exakt und fest gelegt werden, da sich sonst die einzelnen Windungen einander überlagern und so Unregelmäßigkeiten und schwache Stellen im Verstärkungsmantel hervorrufen können.

Bei einer bekannten Wickelmaschine weist die Vorformeinrichtung eine Platte mit einer weiten zentralen Öffnung und einer-Vielzahl von kleinen Öffnungen auf, die auf einem gemeinsamen Steigungskreis, der mit der weiten Öffnung konzentrisch ist, angeordnet sind. Der Schlauch wird so abgestützt und geführt, daß er durch die zentrale Öffnung hindurchgeht, wobei die Platte sich in einer Ebene senkrecht zur Schlauchachse befindet. Ein Ring von kreisförmigem Querschnitt wird so angeordnet, daß er parallel zu der Platte und konzentrisch mit dem Steigungskreis nahe den kleinen Bohrungen liegt. Feststehende Spulen geben gespannte Drähte ab, welche durch die kleinen Öffnungen oder Bohrungen hindurchgehen, dann über den Sing laufen und schließlich rückwärts über einen Führungsbuchsenansatz gebogen werden, ehe sie durch die Führungsbuchse hindurchgehen und um den Schlauch gewickelt werden, der ebenfalls durch die Führungsbuchse hindurchgeht. Der Schlauch wird während seiner Längsverschiebung gedreht, um die Drähte über den Ring und den Führungsbuchsenansatz zu ziehen, so daß dabei dem Draht eine spiralige oder helixförmige Vorformling aufgegeben wird.

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Bel einer Wickelmaschine für' Einzeldrähte wird ein einzelner Draht dadurch vorgeformt, AaS er_t eile er tut die Schiauchkarkasse gewickelt wird,, um eine Solle geführt wird, indem eine Drahtspule und die,Bolle relatir zur Achse des Schlauches gedreht werden·. Zwischen der Spule und der Bolle sind Spannungsrollen angeordnet,... an denen der Draht zur' Anlage kommt, ehe er die Tor- . formstifte erreicht. Der Hollendurchmeseer iet kleiner als der Schlauchdurchmesser, um eine permanente Deformation zu erreichen. _m:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wickelmaschine für mehrkardeelige Drähte zu schaffen, welche es ermöglicht, dichte, spiralige Wicklungen vorgeformter Drähte herzustellen und, exakt parallel Seite an Seite auegerichtet, um den Umfang der Schlauchkarkasee zu wickeln. Das erfindungsgemäße Verfahren soll ee dabei ermöglichen, die Wickelspannung eines Drahtes bestimmten Durchmessers bei gleichzeitig vorgegebene» Durchmesser der Schlauchkarkaaee dadurch zu steuern, daß ein· geeignete Kombination der Anfangs-Abzugsepannuag dee Drahtes von der Spule und dee Durchmessers doe Vorformstiftes gewählt wird, normalerweise wird man dabei ein« derartige Kombination von Anfangaapannune und Vorformstiftdurchmeaser wählen, welche einen vorgeformten · Draht mit der geringsten Wickelspannung liefert· Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll ein einfacher Spulenbreisernechaniemus vorhanden sein, der ohne große Kosten herstellbar und zusammenbaubar ist, verläßlich arbeitet und leicht eingestellt werden kann, ohne daß Spezialwerkzeug« erforderlich sind, wobei gleichzeitig

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eine unabhängige Einstellung der Drahtspannung möglich sein soll.

Es hat sich gezeigt, daß die Wiekelspannung sich in Abhängigkeit vom Schlauchkarkassendurchmesser, vom Drahtdurchmesser, vom Durchmesser der Vorformstifte und von den Draht-AbZugspannungen von den Zufuhrspulen ändert. Obwohl der Schlauchkarkassendurchmesser und der Drahtdurchmesser eines bestimmten Schlauchproduktes festliegen, ist es möglich, die Wickelspannung dadurch zu steuern, daß eine geeignete Kombination zwischen Abziehspanhung und Vorformstiftdurchmesser gewählt wird. Allgemein ergibt die Kombination einer niedrigen Anfangsspannung und eines bestimmten Stiftdurchmessers, welcher kleiner ist als der Schlauchkarkassendurchmesser, eine niedrige Wickelspannung.

Erfindungsgemäß wird die vorstehend genannte Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, welches gekennzeichnet ist durch die Schritte: Anordnen einer Schlauchkarkasse bestimmten Durohmessers in der Art, daß sie parallel zu. ihrer Längsachse bewegt werden kann·, gleichzeitiges Drehen einer Vielzahl von Drahtzuführspulen und von Vorformstiften um diese Achse; Anbringen der Spulen und der VorförMstifte in der Art, daß sie sich um ihre eigenen Achsen Itrihen können; Abziehen eines einzelnen Drahtes beistimmten Durchmessers von Jeder der Drahtzuführspuien; Führen jedes abgezogenen Drahtes entlang eines sich zur Achse der Schlauchkarkasse erstreckenden Weges; unabhängiges Einstellen Jedes Drahtes unter be-

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stimmter, einheitlicher Spannung während des Abziehens von der zugeordneten Drahtzuführspule; Anbringen des abgezogenen Drahtes an in Umfangsrichtung mit Abstand angeordneten Stellen an der Karkasse; Vorrücken der Schlauchkarkasse in Längsrichtung relativ zu den Spulen mit einheitlicher Geschwindigkeit zum gleichzeitigen Abziehen der daran angebrachten Drähte von ihren Zuführspulen und zum progressiven Aufwickeln der Drähte in parallelen Spiralwindungen um die Schlauchkarkasse; Aufwickeln jedes Drahtes unter Spannung um im wesentlichen 360° um eine jeweils zugeordnete, frei drehbare Vorformstiftkrümmung mit bestimmtem Durchmesser, der kleiner ist als der Schlauchkarkassendurchmesser, um auf diese Weise jedem Draht vor dem Aufwickeln auf die Schlauchkarkasse eine permanente Drillung zu geben; und Auswählen derjenigen Kombination der einheitlichen Draht-Abziehspannung und des Krümmungsdurchmessers des Vorform· Stiftes, welche die gewünschte Viekelspannung ergibt.

Die Vorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich aus durch eine Einrichtung, mittels welcher die Schlauchkarkasse parallel zu ihrer Längsachse angeordnet werden kann; eine drehbare Abstützfläche, durch welche die Schlauchkarkasse hindurchgeht; eine Vielzahl von Einzeldraht-Zuführspulen, welche auf der Abstützfläche um die Achse der Schlauchkarkasse drehbar angeordnet sind, wobei die Achsen der Zuführspulen in einer Ebene senkrecht zur Achse der Schlauchkarkasse liegen; eine Vielzahl von Vorform-Hollenstiften, welche an der Abstutζ. fläche um die Achse der Schlauchkarkasse drehbar ange ordnet sind, wobei die Achsen der Vorform-Bollenstifte

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parallel zu den Achsen der Zuführspulen angeordnet sind; einstellbare Spanneinrichtungen, weiche auf die Drahtzuführspulen zur unabhängigen und einheitlichen Spannungsbeaufschlagung Jedes Drahtes einwirken, wobei die Vorform-Rollenstifte Jeweils eine Anzahl von Krümmungsflächen mit unterschiedlichem Durchmesser aufweisen, um welche von der nächstgelegenen Spule aus Draht gelegt und geführt wird, um diesem somit eine permanente Drillung zu geben; an der Abstützfläche angeordnete Führungseinrichtungen, welche ein kreisförmiges Führungsteil mit einer zentralen öffnung aufweisen, durch welche die Schlauchkarkasse hindurchgeht, wobei die Drähte über eine Fläche des Führungsteiles laufen und mit der Schlauchkarkasse an in Umfangsrichtung mit Abstand angeordneten Stellen in Berührung kommen; Einrichtungen zur Drehung der Abstützfläche relativ zu " der Achse der Schlauchkarkasse; und eine. Einrichtung zur Längsverschiebung der Schlauchkar kasse relativ zur drehbaren Abstützfläche mit einheitlicher Geschwindigkeit, so daß jeder Draht, der mit der Schlauchkarkasse in Berührung steht _$ simultan von der Zuführspule abgezogen und die einzelnen Drähte in parallelen, spiraligen Windungen dicht an dicht um die Schlauchkarkasse gelegt werden·

Bei der Erfindung wird, also eine Vielzahl paralleler. Seite an Seite liegender spiraliger Wicklungen von Verstärkungsdraht so gewickelt, daß sich bei einer Schlauchkarkasse bestimmten Durchmessers eine bestimmte Wickelspannung ergibt* Die Schlauchkarkasse wird so angeordnet, daß sie parallel zu Ihrer Iiängsachse bewegt werden kann, wobei eine Anzahl vonDraht zuführ spulen und Vorformstiften

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gleichzeitig und synchron um diese Achse gedreht werden· Die Spulen und die Vorformstifte können eich ebenfalls um ihre eigenen Achsen drehen. Von jeder Spule wird ein Einzeldraht abgezogen und entlang einer Bahn bewegt, die sich in Richtung auf die Schlauchkarkaese erstreckt· Jede Drahtzuführspule ist unabhängig bremsbar, um den betreffenden Draht unter eine bestimmte _v gleichförmige Spannung zu setzen. Jeder Draht wird an in ümfangsriohtung mit Abstand angeordneten Stellen entlang der Karkasse befestigt, ehe die Karkasse in Längerichtung relativ zu den Spulen vorgeschoben wird. Indem die Schlauchkarkasse in Längsrichtung vorgerückt und gleichzeitig gedreht wird, werden die Drähte simultan von ihren Zuführspulen abgezogen und progressiv in parallelen Helixwindungen oder Spiralwindungen um die Schlauchkarkasse herumgewickelt. Ehe der Draht die Schlauchkarkasse erreicht, wird er jeweils um 360° um eine einzelne, frei drehbare Vorformstift-Kurvenfläche geführt, die einen bestimmten Durchmesser hat, der kleiner ist als der Schlauchkarkassendurchmesser, um so jedem Draht einen permanenten Drall oder eine permanente Wickelstruktur zu geben. Die Kombination der einheitlichen Drahtabzugsspannung und des Durchmessers der Krümmungsfläche des .Vorformetiftes wird so ausgewählt, daß sich die gewünschte Wickelspannung ergibt.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 in schematischer Seitenansicht, teilweise geschnitten, eine Flechtmaschine und bestimmte Einzelheiten dieser Flechtmaschine;

Fig. 2 eine fragmentarische Vorderansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;

Fig. 3 eine Detaildarstellung der Vorform-Rollenstifte, teilweise geschnitten entlang der Linie 3-3 von Fig. 1; .

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung die in Fig. 1

links oben gezeigte Spule, wobei Teile weggebrochen sind und die Darstellung teilweise im Schnitt erfolgt, um einen Spulen-Bremsmechanismus zu zeigen; und

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung, teilweise geschnitten, der in Fig. 1 gezeigten Führungsbuchse·

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, ist ein Drehtisch 10 drehbar im Hauptrahmen (nicht gezeigt) der Maschine mittels geeigneter Einrichtungen (nicht gezeigt) angebracht. Der Drehtisch weist eine kreisförmige Abstützfläche 12 mit einer zentralen Öffnung 15 auf, durch welche eine Schlauchkarkasse 14 vorgeschoben wird. Die Abstützfläche 12 trägt eine Vielzahl paarweise angeordneter, paralleler Abstützarme 16, die radial mit Abstand um die Achse der Schlauchkarkasse angeordnet sind· Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind jeweils an einem Paar von Ab-

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stützarmen 16 die Enden von zwei feststehenden Drahtspulenwellen 1B₁ 20 in U-förmigen Ausnehmungen angeordnet. Die Spulenwellen werden in den Ausnehmungen mittels Sperreinrichtungen (nicht gezeigt) festgehalten. Vie am besten in Fig. 2 zu erkennen ist, trägt jede Spulenwelle eine Gruppe von Draht-Zufuhrspulen 22. Die Spulenwellen 18 und 20 liegen in entsprechenden Ebenen senkrecht zur Achse der Schlauchkarkasse.

Anhand der in Fig. 4 gezeigten Spule 22 wird ein Spulenbremsmechanismus 23 erläutert'. Dieser Hechanismus weist einen Bremsschuh 24- auf, der in der Spule derart befestigt ist, daß er sich mit ihr um die Welle 18 dreht. Der Bremsschuh 24- weist eine konkave Bremsfläche auf, die einen beweglichen Teil der zentral angeordneten inneren Zylinderfläche bildet, welche die Mabenöffnung bildet, durch die sich die Welle 18 erstreckt. An der rückwärtigen Fläche des Bremsschuhes 24 ist einstückig mit diesem ein rückwärtiges Teil 26 angeordnet, in dem drei Ausnehmungen 28 zur Aufnahme von Federn vorgesehen sind. Der Bremsschuh 24 und das rückwärtige Teil 26 sind in einem radial verlaufenden Sackloch 29 in der Spulennabe befestigt. Eine Druckfeder l>0 liegt mit ihrem einen Ende in einer der Ausnehmungen 28 und mit ihrem anderen Ende in einer entsprechenden Ausnehmung 32 die im Kopf einer Einstellschraube 34 ausgebildet ist, wodurch der Bremsschuh gegen die Welle 18 vorgespannt wird. Drei Druckfedern 30 werden bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel für jede Spule verwendet.

Eine Bewegung der Einstellschraube 54 in axialer Richtung entlang des Sackloches 29 ermöglicht «ine Einstellung

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der durch den Bremsschuh 24· ausgeübten Bremskraft. Jede Spule auf der flechtmaschine weist einen der vorstehend beschriebenen., unabhängig einstellbaren Bremsmechanismen 23 in ihrer Habe auf.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind pro Welle sechs Spulen vorgesehen, insgesamt 24 Wellen oder 144 Spulen. Ein wichtiges Herkmal der Erfindung liegt darin, daß nur ein Draht auf jeder Spule vorgewickelt ist. Mehrkardeelige Drähte haben die Tendenz, von einer einzelnen Spule unter ungleicher Spannung abzulaufen, wodurch die Einheitlichkeit der vorgeformten Spirallitze oder geschlagenen Litze ungünstig beeinflußt wird. Die Anzahl der Drahtzufuhrspulen kann ge nach der Anzahl der nach Belieben um die Schlauehkarkasse zu wickelnden verstärkenden Drahtlitzen variiert werden. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind kreisförmige Abstandhalter 36? die in eingeschnittenen Hüten an jeder Spulenwelle eingreifen, an jeder Seite jeder Spule vorgesehen, um benachbarte Spulen voneinander zu trennen und ©la© axiale Bewegung der Spulen zu begrenzen.

Mit jedem Abstützarm 16 ist an einer zwischen den Wellen 18 und 20 gelegenen Stelle ein Arm 38 fest verbunden, der sich unter einem rechten Winkel von seinem Abstützarm in Richtung auf die Schlauchkarkasse erstreckt. Ein Stützbalken 4-0 ist an seinen Enden fest mit den inneren Enden eines Paares von Armen 38 verbunden und ist so angeordnet, daß er sich parallel zu den Achsen der Wellen 18 und 20 erstreckt. Der Stützbalken 4-0 hat annähernd dieselbe Länge wie die Wellen 18 und 20. Drei kurze Querträger 4-2 sind in intervallartigen Abständen entlang der

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Länge des Stützbalkens 40 fest montiert.

Wie am besten in Fig. 3 gezeigt, weist jeder Querträger 42 an Jedem Ende eine Bohrung auf, in der ein Satz von Hohlnadellagern 4?, 44, aneinanderanstoßend, gelagert ist. Jeder Vorform-Rollenstift 46 weist einen zentralen Abschnitt auf, der in einer Bohrung angebracht ist, wobei der Nadellagersatz den zentralen Abschnitt des Vorformstiftes axial umgibt. Bückhaltflansche 48, 50 sind an Jedem Vorformstift außerhalb der Enden jeder Bohrung angebracht, um die axiale Bewegung des Vorformstiftes einzuschränken. Jeder Vorformstift weist einen Satz von Nuten 52 mit unterschiedlichen Durchmessern auf, wobei die Nutensätze an jedem Ende identisch sind. Es ist zu beachten, daß die Vorformstifte leicht gegen Vorformstifte mit Nutendurchmessern anderer Abmessung ausgetauscht werden können.

Wie am besten in Pig. 1 und 5 zu erkennen ist, ist eine Mutterbuchse 54- am Drehtisch 10 mittels Abstützarmen 56 drehbar gelagert. Die Abstützarme 56 verlaufen radial von der Buchse 54- und sind an ihren äußeren Enden mit Halterungen 58 verbunden. Die Halterungen 58 verlaufen parallel zur Achse der Schlauchkarkasse und sind fest mit einem Drehtisch-Lagergehäuse 60 verbunden, welches auf der Abstützfläche 12 befestigt ist.

Die Buchse 54- weist eine äußere Führungsbuchse 62 und eine innere, abgesetzte iuhrungsbuchse 64 auf, welche in der inneren Zylinderfläche der äußeren Buchse 62 einsteckbar angebracht ist. Der Innendurchmesser der Führungsbuchse 64 ist etwas größer als der Durchmesser der

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Schlauchkarkasse 14, so daß die mit Draht umwickelte oder umflochtene Schlauchkarkasse frei hindurchgehen kann. Die andere Führungsbuchse 64, deren Innendurchmesser eine andere Größe hat, kann in die Buchse 62 eingesetzt werden, um auf diese Weise eine Schlauchkarkasse mit anderem Durchmesser, durchlaufen lassen zu können.

Die äußere Führungsbuchse 62 weist eine Eingangs-Drahtaufnahmeflache 66 mit großem Radius auf, über welche die einzelnen Drähte W laufen und auf eine trichterförmige Ringfläche 68 geführt werden, die unter einem Winkel von 65° zur Achse der Schlauchkarkasse verläuft» Die Fläche 66 hat einen hinreichend großen Radius, um glatt in die Fläche 68 überzugehen. Der Neigungswinkel von 65° stellt einen bevorzugten Eintrittswinkel dar. Es können Jedoch auch andere Eintrittswinkel verwendet werden. Es ist wichtig, daß die Drähte nicht zu scharf über eine Führungsfläche.geführt werden, nachdem sie spiralförmig vorgeformt oder vorgedreht worden sind.

Die innere Buchse 64 weist eine sanft gerundete Eingangeöffnung auf, welche in ihre innere, zylindrische Wandungsfläche übergeht. Die Buchse 64 ist axial innerhalb der zylindrischen Innenwandung der äußeren Führungsbuchse 62 so angeordnet, daß der Draht mit ihr an einer Stelle in Berührung kommt, durch welche der Drahtwinkel leicht von 65° auf 54° bezüglich der Schlauchkarkasse geändert wird. Es ist normal, beim Verstärken von Schläuchen mittels Drähten den Draht unter einem Winkel zwischen und 56° bezüglich der Schlauchkarkasse um eine Schlauchkar kasse zu wickeln oder zu flechten. Die Führungsbuohse

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54 ist dazu eingerichtet, gleichzeitig 200 Drähte und mehr in parallelen, spiraligei Wicklungen aneinanderstoßend um die Schlauchkarkasse zu legen.

Der Winkel des Drahtweges von den Vorformstiften zur Buchsenfläche 66 verläuft im wesentlichen senkrecht zur Schlauchachse, wobei der Annäherungswinkel an die Schlauchachse zwischen 81° und 87° beträgt, wie in Pig. 1 gezeigt ist. Der von den auf den Wellen 18 angeordneten Spulen abgezogene Draht würde einen Annäherungewinkel von 81° haben. Es ist zu beachten, daß der Draht, nachdem er vorgeformt worden ist, im wesentlichen um 90 verdreht oder getwistet wird, während er von den Vorformstiften zur Führungsbuchse 54 verläuft, um ihn so in einer Ebene auszurichten, die sich zum Herumlegen um die Achse der Schlauchkarkasse eignen.

Um einen verstärkten Schlauch mit einem bestimmten Schlauchkarkassendurchmesser und Drahtdurchmesser zu erhalten, geht man folgendermaßen vor: Die erforderliche Anzahl von Spulen, welche notwendig sind, um die gewünschte Anzahl einzelner Drahtlitzen zu liefern, wird in Gruppen zu sechs Stück auf den Wellt, > 18 und 20 an entsprechenden radialen Stellungen um die Achse der Schlauchkarkasse angeordnet. An jeder Spule wird eine einheitliche Bremskraft oder Bremaspannung zwischen etwa 0,227 und 2,6 kp (1/2 und 6 Pfund) eingestellt. Dann wird jeder Draht W von seiner Vorrats- oder Zufuhrspule abgezogen und einmal um das nächstgelegene oder engste Vorformstiftende gewickelt. Die jeweilige Nut 52 des Vorformstiftes, um welche der Draht gewickelt wird, wird in einer noch zu beschreibenden Weise ausgewählt. Dann wird jeder Draht

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über die Führungsbuchsen 62 und 64 entlang der vorstehend beschriebenen Flächen geführt. Dann wird Jeder Draht an der Schlauchkarkasse an in Umfangsrichtung mit Abstand ausgewählten Stellen befestigt. Dann wird der Drehtisch 10 gedreht, um die Drähte um die Schlauchkarkasse zu wickeln. Die Drehrichtung hängt davon ab, ob Linksoder Rechtswicklung gewünscht wird. Die Schlauchkaykasse 14 wird entlang ihrer Längsachse mit einer ausgewählten, einheitlichen Geschwindigkeit vorgerückt, um hierdurch gleichzeitig und simultan die daran befestigten Drahte von den Zufuhrspulen abzuziehen. Jeder Draht wird progressiv in parallelen, spiraligen Wicklungen um die Schlauchkarkasse gewickelt. Jeder Draht wird beim Passieren einer frei drehbarer Stiftnut 52 vor dem Aufwickeln des Drahtes auf die Schlauchkarkasse permanent verdrillt.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß für einen bestimmten Schlauchkarkassendurchmesser und Drahtdurchmesser ein Stiftdurchmesser gewählt werden kann, der sowohl eine permanente spiralförmige Defor- . mierung als auch eine niedrige Wickelspannung gewährleistet, wenn nach der erfindungsgemäßen Lehre gearbeitet wird.

Es hat sich herausgestellt, daß die Wickelspannung mit dem Schlauchkarkassendurchmesser, dem Drahtdurchmesser, dem Durchmesser des Vorformstiftes und der anfänglichen Drahtspannung vor der Vorformung variiert. In der nachfolgenden (Tabelle sind Versuchsergebnisse wiedergegeben, die mit der hier beschriebenen Vorrichtung bei drei verschiedenen, üblicherweise verwendeten Drahtdurchmessern erzielt wurden. Die Spalte "Vorformdurchmesser" bezieht sich auf den äußeren Durchmesser einer Helixwindung oder

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Spiralwindung, welche sich nach der Vorformung frei einstellen würde. Normalerweise ist es erwünscht, daß der "Vorformdurchmesser" im wesentlichen dem Schlauchkarkassendurchmesser entspricht. Obwohl der Schlauchkarkassendurchmesser und der Drahtdurchmesser für ein bestimmtes Schlaucherzeugnis vorgegeben sind, ist es möglich, die Wiekelspannung durch die geeignete Auswahl der Anfangsspannung und des Durchmessers des Vorformstiftes zu steuern. Es ist zu beachten, daß der Einfluß der Veränderung der Anfangsspannung mit wachsendem Drahtdurchmesser abnimmt. Auch hat sich gezeigt, daß ein vergrößerter ' Drahtdurchmesser bei gleichem Durchmesser des Vorformst If tes zu einem größeren "Vorformdurchmesser" führt. Dickerer Draht setzt einer Deformation einen größeren Widerstand entgegen als dünnerer Draht. Das Vorformen engerer Vorformdurchmesser auf dickeren Drähten resultierte in einer höheren End-Drahtspannung.

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Vorformcharakteristiken

Draht- 0'
cm inches

cm

Vorform-

inches

Anfangsspannung kp PfTand, lbs

cm

Stift- 0

inche s

Endspannung kp Pfund, lbs

0,076 .030

3,97 3,97 4,13 4,23 4,76 4,92

5,07 5^0

5,

5,72

6,34

1 1 1

9/16 9/16 5/8

1 13/I6 7/8 15/16 2 1/8

1 1

2 / 2 1/2 2 1/2 2 1/2

0,907

1,363 0,682 0,682 1,363 0,907 0,907

1,363 0,682

1,363 0,907 0,682

1/2 1/2

3 2

vl

1/2

0,635

0,953

1,27

1,592

1A

1/4

1/4 3/8 3/8 3/8 1/2 1/2 1/2 5/8 5/8 5/8

7,27	16
7,73	17
6,82	15
5Λ5	12
5,45	12
5,45	12
3,63	8
3,63	8
3,63	8
3,18	7
3,18	7
3,18	7

Für einen bestimmten Drahtdurchmesser, einen "bestimmten Schlauchkarkassendurchmesser, eine "bestimmte Drehgeschwindigkeit des Drehtisches und eine bestimmte Vorrückgeschwindigkeit der Schlauchkarkasse ist es möglich, die Wickelspannung des Drahtes dadurch zu steuern, daß diejenige Kombination von Anfangsspannung und Vorformstiftdurchmesser gewählt wird, die eine optimale End-Wickelspannung gewährleistet. Durch Verstellen der Einstellschraube 34· des Spulenbremsmechanismus kann die Anfangs-Draht spannung von etwa 0,22? und 2,6 kp (1/2 bis 6 Pfund) variiert werden.

An Jedem Vorformstift ist eine Vielzahl von Nuten 52 mit unterschiedlichem Durchmesser vorgesehen, um dadurch Zeit zu gewinnen, daß die Vorformstifte nicht ausgewechselt werden müssen« Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden beide Enden Jedes Vorformstiftes verwendet, um so die Gesamtzahl der Vorformstifte und der hierzu erforderlichen Befestigungen herabzusetzen.

Die vorstehende Erläuterung der Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens dient lediglich dazu, dem Fachmann ein Ausführungsbeispiel zur erläutern. Die Erfindung ist. Jedoch nicht auf die vorstehend beschriebenen Einzelheiten der Konstruktion, der Anordnung der Einzelteile und der Verfahrensschritte angewiesen, wie sie sich aus den Zeichnungen ergeben. Vielmehr läßt sich die Erfindung innerhalb des Erfindungsgedankens unter mannigfachen Abwandlungen verwirklichen.

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Umwickeln einer Schlauchkarkasse mit parallelen, aneinanderliegenden Spiralwindungen einer Vielzahl von Drähten mit vorgegebener Wickelspannung, gekennzeichnet durch die Schritte: Anordnen einer Schlauchkarkasse bestimmten Durchmessers in der Art, daß sie parallel zur ihrer Längsachse bewegt werden kann; gleichzeitiges Drehen einer Vielzahl von Drahtaufuhrspulen und von Vorformstlften um diese Achse; Anbringen der Spulen und der Vorformstifte in der Art, daß sie sich um ihre eigenen Achsen drehen können; Abziehen eines einzelnen Drahtes bestimmten Durchmessers von jeder der Drahtzufuhrspulen; Führen jedes abgezogenen Drahtes entlang eines sich zur Achse der Schlauchkarkasse erstreckenden Weges; unabhängiges Einstellen jedes Drahtes unter bestimmter, einheitlicher Spannung während des Abziehens von der zugeordneten Drahtzuführspule; Anbringen des abgezogenen Drahtes an in ümfangsrichtung mit Abstand angeordneten Stellen an der Karkasse; Vorrücken der Schlauchkarkasse in Längsrichtung relativ zu den Spulen mit einheitlicher Geschwindigkeit zum gleichzeitigen Abziehen der daran angebrachten Drähte von ihren Zuführspulen und zum progressiven Aufwickeln der Drähte in parallelen Spiralwindungen um

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die Schlauchkarkasse; Aufwickeln jedes Drahtes unter Spannung um im wesentlichen 360° um eine jeweils zugeordnete, frei drehbare Vorformstiftkrümmung mit bestimmtem Durchmesser, der kleiner ist als der Schlauchkarkassendurchmesser, um auf diese Weise jedem Draht vor dem Aufwickeln auf die Schlauchkarkasse eine permanente Drillung zu geben; und Auswählen derjenigen Kombination der einheitlichen Draht-Abziehspannung und des Krümmungsdurchmessers des Vorformstiftes, welche die gewünschte Wickelspannung ergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Zufuhrspulen in eine Ebene senkrecht zur Achse der Schlauchkarkasse gelegt werden, wobei die Achsen der Vorform-Rollenstifte parallel zu den Achsen der Zufuhrspulen gedreht werden; und daß die Drähte nach dem Herumführen um die Vorform-Rollenstifte über eine die Schlauchkarkasse konzentrisch umgebende Führungsfläche geführt werden, um auf diese Weise den Drahtweg um im wesentlichen 90° auf der Vorformebene wegzuführen.

3.. Vorrichtung zum Aufwickeln einer Vielzahl paralleler aneinanderliegender spiralförmiger Wicklungen von Verstärkungsdraht auf eine Schlauchkarkasse, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, mittels welcher die Schlauchkarkasse (i4)"5arallel zu ihrer Längsachse angeordnet werden kann;' eine drehbare Abstützfläche (12), durch welche die Schlauchkarkasse hindurchgeht; eine Vielzahl von Einzeldraht-Züführspulen (22), welche auf der Abstützfläche um die Achse der Schlauchkarkasse drehbar ange-

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ordnet sind, wobei die Achsen der Zuführspulen (22) in einer Ebene senkrecht zur Achse der Schlauchkarkasse liegen; eine Vielzahl von Vorform-Rollenstiften (4-6), welche an der Abstützfläche (12) um die Achse der Schlauchkarkasse drehbar angeordnet sind, wobei die Achsen der Vorform-Rollenstifte parallel zu den Achsen der Zuführspulen (22) angeordnet sind; einstellbare Spanneinrichtungen (30, 34·), welche auf die Draht zuführspulen (22) zur unabhängigen und einheitlichen Spannungsbeaufschlagung (jedes Drahtes einwirken, wobei die Vorform-Rollenstifte (46) jeweils eine Anzahl von Krümmungsflächen (52) mit unterschiedlichem Durchmesser aufweisen, um welche von der nächstgelegenen Spule aus Draht gelegt und geführt wird, um diesem somit eine permanente Drillung zu geben; an der Abstützfläche (12) angeordnete Führungseinrichtungen (54), welche ein kreisförmiges Führungsteil mit einer zentralen öffnung aufweisen, durch welche die Schlauchkarkasse hindurchgeht, wobei die Drähte über eine fläche des Führungstei3.es laufen und mit der Schlauchkarkasse an in Umfangsrichtung mit Abstand angeordneten Stellen in Berührung kommen; Einrichtungen zur Drehung der Abstützfläche (12) relativ zu der Achse der Schlauchkarkasse; und eine Einrichtung zur LängsverSchiebung der Schlauchkarkasse relativ zur drehbaren Abstützfläche mit einheitlicher Geschwindigkeit, so daß jeder Draht, der mit der Schlauchkarkasse in Berührung steht, simultan von der Zufuhrspule abgezogen und die einzelnen Drähte in parallelen, spiraligen Windungen dicht an dicht um die Schlauohkarkasse gelegt werden.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtzuführspulen (22) gruppenweise auf festen Wellen (18, 20) gelagert sind; und daß die einstellbaren Spanneinrichtungen einen federbelasteten Bremsschuh (24) aufweisen, der an jeder Spule vorgesehen ist und zum Abbremsen der Drehung der Spule (22) um die feste Welle der Spulengruppe dient.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Vorform-Hollenstifte (46) eine Vielzahl von Krümmungsflächen mit verschiedenen Durchmessern aufweist, so daß verschiedene permanente Verdrillungen in bestimmter Weise ausgewählt werden können·

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 his 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform-ßollenstifte (46) zwischen der Anzahl von Zuführspulen (22) und einer weiteren Anzahl von Zuführspulen für Einzeldrähte angeordnet sind, welche auf der Abstützfläche (12) angeordnet ist, wobei die Achsen der zusätzlichen Zuführspulen in einer zweiten Ebene senkrecht zur Achse der Schlauchkarkasse (14) liegen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 his 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführspulen (22) auf Wellen (18, 20) drehbar gelagert sind, die an der Abstützflache (12) angebracht sind; daß Einrichtungen zum Drehen der Abstützfläche (12) um die Achse der Schlauchkarkasse (14) vorgesehen sind; daß die Führungseinrichtung (54) eine zentrale Öffnung aufweist, welche die Schlauchkarkasse dicht umgibt; und daß die Steuereinrichtung für die Wickelspannung an der Ahstützfiäche (12) angebracht ist.

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8* Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Schlauchkarkasse (14) größer lit ale die Durchmesser der Krümmungeflächen der Vorform-Rollenstifte (46).

9* Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8» dadureh gekennzeichnet, daß die Vorform-Rollenetifte (46) in Lagern zentral angeordnet sind und die Krümmungeflächen unterschiedlichen Durchmessers nahe den Enden jedes Stiftes angeordnete Hingnuten (52) sind·

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