DE2254964A1

DE2254964A1 - Maschine zur kontinuierlichen herstellung von hohlelementen

Info

Publication number: DE2254964A1
Application number: DE2254964A
Authority: DE
Inventors: Numez Julio De Dr Ing Castro
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-11-13
Filing date: 1972-11-10
Publication date: 1973-05-17
Also published as: SE391674B; IL40746A0; NL7215284A; DK137712C; CH570255A5; GB1405501A; FR2159325B1; FR2159325A1; LU66450A1; BE791272A; JPS4859161A; IL40746A; US3809514A; IT972232B; DK137712B

Description

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Herr Dr. Ing. Julio de Castro Nunez, Madrid / Spanien

Maschine zur kontinuierlichen Herstellung von Hohlelementen

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung von Hohlelementen durch Aufbringen einer Masse auf eine Form.' Sie ist zur kontinuierlichen Herstellung von gegebenenfalls innen verstärkten Hohlelementen bestimmt, die nachträglich in Stücke gewünschter Länge geschnitten werden können.

Gegenwärtig werden derartige Hohlelemente auf Maschinen hergestellt, welche nur die Fertigung von Hohlelementen einer bestimmten Länge, d.h. eine Stückfertigung zulassen. Dieses Vorgehen hat selbstverständlich erhebliche Nachtei-

Ie, weshalb es Ziel der Erfindung ist, eine Maschine zu

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schaffen, die eine kontinuierliche Herstellung von Hohlelementen, die gegebenenfalls mit einer Verstärkung versehen sein können, gestattet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass die Oberfläche der Form von einem schraubenförmig gerollten Endlosband gebildet ist, das von einem Rollensatz getragen ist, dessen Rollen dem Umriss der Formoberfläche entsprechend verteilt drehbar an Trennelementen gelagert sind, welche an einer hohlen Zentralstutze befestigt sind, durch deren Inneres der zurückkehrende Zweig des Endlosbandes geführt ist, wobei die Rollen durch einen Mitnahmemechanismus synchron angetrieben sind und dem die Oberfläche bildenden Teil des Bandes eine schraubenförmige Bewegung von der Eingangs- zur Ausgangsseite der Maschine mitteilen, während das Band Jeweils innen zur Eingangsseite zurückkehrt, und dass das gegebenenfalls mit einer auf die Oberfläche in Längsrichtung oder schraubenförmig aufgebrachten Verstärkung versehene, aufgespritzte Material während des gesamten Form- und Folymerisationsvorganges der Oberfläche folgt.

Eine erfindungsgemässe Maschine bietet also die Möglichkeit, Hohlelemente kontinuierlich herzustellen, was insbesondere eine erhebliche Zeitersparnis aufgrund des Entfallene der bisher erforderlichen Entformung mit sich bringt. Das eine

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schraubenförmige Bewegung ausführende Band vermittelt seinerseits eine entsprechende, kontinuierliche Längs- und Drehbewegung für die Aussenschicht des Hohlelementes an der auf diese Weise gebildeten Oberfläche. Das endlose Band bildet also eine sich schraubenförmig verschiebende, geschlossene Oberfläche, wodurch eine kontinuierliche Herstellung eines Hohlelementes mittels der Form möglich wird. Es entsteht ein Hohlelement, bei dessen Herstellung das verwendete Material über den Bewegungsweg entlang des endlosen Bandes, d.h. von der Eingangs- bis zur Umkehrstelle des Bandes, erstarrt. Die Entformung erfolgt an der Ausgangsseite der Maschine durch die Ablenkung des Bandes zum Inneren automatisch.

Es hat sich als günstig erwiesen, wenn die Rollen eine Neigung gegenüber der Axialebene der Maschine aufweisen und infolgedessen zu den Windungen des schraubenförmigen Teiles des Endlosbandes, der sich auf die Rollen stützt, senkrecht verlaufen. Dadurch ergibt sich eine besonders gute Unterstützung des Bandes durch die Rollen.

Es ist nach der Erfindung weiter vorgesehen, dass die Rollen mittels eines hohlen Axialelementes gelagert sind, das mit Fenstern für den Rücklauf des Endlosbandes durch sein Inneres zur Eingangsseite ausgestattet ist und quer angeordnete Trennelemente trägt, deren Umfang der Form der Formober-

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fläche entspricht und die mit Mitteln zur Lagerung und Drehung der Rollen versehen sind. Vorzugsweise sind die Rollen Jeweils über zwei Kardangelenke und eine ausziehbare Zwischenwelle angetrieben, welche sie mit Ritzeln verbinden, die Teil des im Kopf der Maschine derart montierten Mitnahmemechanismus sind, dass die Rollen in Übereinstimmung mit der gewünschten Form der Formoberfläche verteilbar sind. Der Antrieb der Ritzel erfolgt hierbei zweckmässig so, dass die Ritzel im Kopf der Maschine kreisförmig angeordnet sind und mit einem gemeinsamen Zahnrad kämmen, das von einem Motor über ein Reduktionsgetriebe angetrieben ist und allen Ritzeln bzw. Rollen die gleiche Drehgeschwindigkeit vermittelt. Es besteht also bei der erfindungs-gemässen Maschine, was ein weiteres, sehr wesentliches Merkmal ist, die Möglichkeit, die Form und die Abmessungen des Formquerschnittes innerhalb gewisser Grenzen zu verändern, wozu es lediglich erforderlich 1st, die zur Lagerung der Rollen dienenden, Zwischenstützen bildenden Trennelemente dem jeweiligen Umriss anzupassen. Eine Querverschiebung der Rollen ist dabei durch die Kardangelenke und die ausziehbaren Zwischenwellen möglich. Offensichtlich ist es sogar möglich, erfindungsgemäss Maschinen zu bauen, welche eine annähernd rechteckige Formoberfläche ergeben. Hierzu genügt es, das Mitnahmesystem abzuändern, ohne jedoch das Grundprinzip der Erfindung mit dem schraubenförmigen Endlosband zu verlassen.

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Eventuelle Verstärkungselemente in Form von Längssträngen aus Fasern und ebenfalls aus Fasern bestehenden schraubenförmigen Bändern werden im allgemeinen so angeordnet, dass sie der Bewegung der Form folgen, auf welcher kontinuierlich beispielsweise eine Polyesterschicht ausgebildet, beispielsweise aufgespritzt, wird. Zweckmässig besitzt die erfindungsgemässe Maschine ausserdem äussere und innere Erwä,rmungsvorrichtungen zur Erzielung der erforderlichen Erhärtung des Werkstoffes für die Hohlelemente, welche an. der Umkehrstelle des Bandes bereits mit ausreichender Konsistenz ankommen.

Das auf einer erfindungsgemässen Maschine hergestellte Rohr bzw. ein entsprechend gefertigter Schlauch kann auf eine Trommel gewickelt oder durch eine zusätzliche Schneidvorrichtung in Stücke geschnitten werden. Selbstverständlich muss sich beim Schneidvorgang eine Schneidvorrichtung mit dem Schlauch bewegen und anschliessend in ihre Ausgangsstellung zurückkehren.

Mit einer Maschine der vorstehend erläuterten Ausführung lässt sich eine kontinuierliche Fertigung eines Schlauches oder sonstigen Hohlelementes durchführen, welches unter Berücksichtigung der Drehbewegung der Formoberfläche, d.h. des endlosen Bandes, in Radialrichtung einwandfrei verstärkt werden kann. Eine Verstärkung in der Längsrichtung

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ist hingegen ohne besondere Mittel sehr schwer, da sich Lüngsstreifen völlig parallel zur Drehachse praktisch nicht anbringen lassen. Sie wurden aufgrund der Drehbewegung der Formoberfläche schraubenförmig zu liegen kommen, wodurch die Zugfestigkeit des Hohlelementes bzw. eines Schlauches beeinträchtigt würde.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wird nun nach der Erfindung weiter vorgeschlagen, die Maschine mit einer Vorrichtung zur Ausrüstung des Hohlelementes mit einer veränderbaren Anzahl von zugfesten Längssträngen, die parallel zueinander und zur Drehachse des Hohlelementes liegen, auszurüsten, welche sich dadurch auszeichnet, dass sie unmittelbar hinter dem Ausgang der Formmaschine so angeordnet ist, dass das Hohlelement sich koaxial durch das Innere eines Zahnkranzes bewegt, welcher durch einem unbeweglichen Rahmen zugeordnete Mittel in Drehbewegung gehalten ist und eine veränderbare Anzahl von den Strang aufnehmenden Spulen trägt, welche über den Umfang des Rahmens verteilt sind, sowie eine Anzahl von schrägradialen Armen,an denen vorstehend ein ringförmiger Fadenführer befestigt ist, dessen Innendurchmesser konzentrisch ist und der Aussenfläche des geformten Hohlelementes sehr nahe liegt. Zweckmässigerweise ist hierbei mit dem unbeweglichen Rahmen eine waagrechte Platte kraftschlüssig verbunden, auf der eine Kombination aus Motor, Reduktor und Regelgetriebe be-

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festigt ist, deren Ausgangswelle vorne herausragt und ein Antriebsritzel trägt, welches direkt oder über ein Zwischenritzel in den Zahnkranz eingreift und ihn mit einer Winkelgeschwindigkeit antreibt, die mit der Winkelgeschwindigkeit des Hohlelementes etwa übereinstimmt, so dass sich dieses relativ zum Zahnkranz nur axial verschiebt.

Aufgrund der Übereinstimmung der Winkelgeschwindigkeiten von Hohlelement und Zahnkranz werden die Fäden oder Stränge an der Oberfläche des Hohlelementes angebracht. Die Spulen geben dabei die Stränge entsprechend der Längsbewegung des Hohlelementes frei, wobei die Drehbewegungen des Hohlelementes und des Zahnkranzes übereinstimmen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Es zeigen;

Figur 1 in schematischer Darstellung das Arbeitsprinzip der erfindungsgemässen Maschine;

Figur 2 einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht der Form der Maschine;

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Figur 3 einen Querschnitt durch eine Form mit einem ovalen Profil;

Figur 4 eine Einzelheit des Systems zur übertragung der Bewegung auf die Rollen für das schraubenförmige Band;

Figur 5 ein Detail aus dem Mitnahmemechanismus für die Rollen;

Figur 6 eine Seitenansicht einer Maschine nach der Erfindung; '

Figur 7 eine Draufsicht auf die Ausgangsseite der Maschine der Figur 6;

Figur 8 eine Draufsicht auf die Maschine der Figuren 6 und 7;

Figur 9 in Vorderansicht und

Figur 10 in Seitenansicht die Vorrichtung zur Anbringung von in Längsrichtung des Hohlelementes verlaufenden Verstärkungssträngen.

Wie bereits erwähnt, besteht die Grundidee der Erfindung in der Formung des Hohlelementes auf einer Form, deren Oberfläche sich in kontinuierlicher, schraubenförmiger Bewegung befindet, so dass das geformte Material sich hinsichtlich

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- 9 dieser Oberfläche nicht verschiebt.

Die Formoberfläche wird, wie aus Figur 1 ersichtlich ist, von einem Endlosband aus biegsamem Werkstoff gebildet, welches der Formungstemperatur (falls eine besondere Formungstemperatür erforderlich ist) ohne Beeinträchtigung seiner mechanischen Eigenschaften standhalten kann. Der schraubenförmige Aussenteil des Endlosbandes wird von den Rollen, die es 'stützen, fortbewegt. Der zurückkehrende innere Teil des Bandes verläuft geradlinig. Die Bewegungen des Endlosbandes sind in Figur 1 mit Pfeilen gekennzeichnet. Bei der Normalausführung der Erfindung schliessen allerdings die Windungen des schraubenförmigen Aussen- bzw. Mantelteiles des Bandes aneinander so an, wie dies auf den übrigen Zeichnungsfiguren dargestellt ist.

Die Windungen 1 des Bandes bilden eine geschlossene Oberfläche, die einen runden, elliptischen oder sonstigen Querschnitt besitzen kann, wie ihn die Stützrollen 2 zulassen. Die Windungen bewegen sich kontinuierlich schraubenförmig vom einen Ende zum anderen. Das formbare Material, das auf die Elemente dieser Oberfläche aufgebracht wird, macht natürlich₍._;diese schraubenförmige Bewegung mit, die sich aus Vorschub und Umlauf zusammensetzt, wodurch eine kontinuierliche Formung von Rohren möglich ist·

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- ίο -

Die Stützrollen 2 sind in Längsrichtung der Maschine angeordnet und stützen sich ihrerseits auf Trennelementen bzw. Stützen 3, deren Umriss die Form des herzustellenden Hohlelementes bestimmt. In Figur 3 sind die Stützen z.B. elliptisch. Die Rollen weisen in derselben Richtung eine bestimmte Neigung zur Achsialebene auf und bilden eine veränderbare Oberfläche. Die Neigung der Rollen wird von der Breite des Endlosbandes bestimmt, weil es sich auf seiner ganzen Breite darauf abstützen soll, wobei die Windungen des Bandes 1 mit den Stützen einen rechten Winkel bilden. Daher gilt: je schmaler das Band ist, desto geringer wird die Neigung und desto mehr nähert sich die gebildete Oberfläche einem Zylindermantel.

Die Stützen 3 sind Ihrerseits an einer zentralen, festen Rohrstütze 4 der Maschine befestigt. Durch diese Rohrstütze und deren Fenster 6 an den beiden Enden läuft in Längsrichtung der zurückkehrende Teil 5 des Endlosbandes.

Der Antriebsmechanismus für die Rollen besteht aus den Ritzeln 7, die im Teller 8 kreisförmig verteilt sind und in das Zahnrad 9 eingreifen. Die Ritzel 7 sind kraftschlüssig mit den entsprechenden Wellen 10 verbunden, die zwischen den Tellern θ und 11 montiert sind, welche den Kopf der Maschine bilden, wobei die Enden der Wellen 10 an der Vorderseite des Tellers 11 herausragen und mittels der aus-

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ziehbaren Wellen 12 und der Kardangelenke 13 mit den entsprechenden Rollen 2 gekuppelt sind.

Diese Kupplung ermöglicht vor allem die Übertragung der Bewegung bei dem erforderlichen Neigungswinkel der Rollen und ausserdem die Anpassung der Rollenanordnung an den gewünschten Umriss der zu formenden Oberfläche. So ist z.B. in Figur 3 und 4 die . fortgebende Oberfläche elliptisch, die Anordnung der Antriebswellen 10 aber kreisförmig.

Der Antrieb der Maschine, der ,in Figur 6 dargestellt ist, besteht aus einem Elektromotor 14, welcher über mehrere Keilriemen das Reduktionsgetriebe 15 antreibt, dessen.Ausgangswelle über das Zahnrad 16 das auf der Welle 18 befestigte Zahnrad 17 . bewegt. Mit der Rolle 18 rotiert auch das darauf montierte Zahnrad. 9, in welches die Ritzel 7 eingreifen.

Es sei nun die in Figur 9, 10 dargestellte Vorrichtung zur Anbringung von in Längsrichtung des Hohlelementes verlaufenden Verstärkungssträngen beschrieben.

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass das Hohlelement am Ausgang der Formmaschine eine Drehbewegung kombiniert mit einer Längsbewegung gemäss Pfeil "F" vollführt, woraus eine schraubenförmige Bewegung in Richtung des Pfei-

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- 12 les "H" resultiert.

Das Hohlelement bzw. der Schlauch 19 bewegt sich koaxial durch das Innere eines Zahnkranzes 20, welcher durch geeignete Mittel am unbeweglichen Rahmen 21 in Drehbewegung versetzt wird und eine veränderliche Anzahl von Spulen 22 trägt, die über seinen Umfang verteilt sind. Der Zahnkranz trägt ferner einen Satz von schrägradialen Armen 23, an welchen in einer in Bewegungsrichtung des Hohlelementes vorgeschobenen Lage ein ringförmiger Fadenführer 24 befestigt ist, dessen Innendurchmesser konzentrisch ist und dessen innere Umfangsfläche der Aussenoberflache des Hohlelementes 19 sehr nahe kommt.

Mit dem unbeweglichen Rahmen 21 ist eine waagrechte Platte kraftschlüssig verbunden, auf welcher eine Kombination von Motor, Reduktor und Regelgetriebe 25 angeordnet ist, deren Ausgangswelle nach vorn herausragt und ein Antriebsritzel 26 trägt, welches direkt oder über das Zwischenritzel 27 mit dem Zahnkranz 20 in Antriebsverbindung steht und letzteren mit einer Winkelgeschwindigkeit antreibt, die nach eventuell erforderlichen Korrekturen mit der Winkelgeschwindigkeit des Hohlelementes bzw. des Schlauches 19 übereinstimmt, damit das Hohlelement sich relativ zu den Spulen 22 und dem Fadenführer 24 nur in Achsialrichtung (Pfeilrichtung "F") verschiebt.

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Die von den Spulen 22 kommenden zugfesten Fäden oder Schnüre werden vom ringförmigen Fadenführer 24 auf der Aussenflache des Hohlelementes bzw. Schlauches 19 verlegt. Sie sind voneinander durch jeweils etwa gleiche Abstände getrennt und verlaufen parallel zueinander.sowie zur geometrischen Achse des Hohlelementes, wie dies gewünscht ist.

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Claims

Patent-(Schutz-)Ansprüche:

1.j Maschine zur Herstellung von Ilohlelementen durch Aufbringen einer Masse auf eine Form, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Form von einem schraubenförmig gerollten Endlosband (1) gebildet ist, das von einem Rollensatz getragen ist, dessen Rollen (2) dem Umriss der Formoberfläche entsprechend verteilt drehbar an Trennelementen (3) gelagert sind, welche an einer hohlen Zentralstütze (4) befestig sind, durch deren Inneres der zurückkehrende Zweig (5) des Endlosbandes geführt ist, wobei die Rollen durch einen Mitnahmemechanismus (7 - 13) synchron angetrieben sind und dem die Oberfläche der Form bildenden Teil des Bandes eine schraubenförmige Bewegung von der Eingangs- zur Ausgangsseite der Maschine mitteilen, während das Band jeweils innen zur Eingangsseite zurückkehrt, und dass das gegebenenfalls mit einer auf die Oberfläche in Längsrichtung oder schraubenförmig aufgebrachten Verstärkung versehene, aufgespritzte Material während des gesamten Form- und Polymerisationsvorganges der Oberfläche folgt.

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2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (2) eine Neigung gegenüber der Achsialebene der Maschine aufweisen und infolgedessen zu den Windungen des schraubenförmigen Teiles des Endlosbandes (1), der sich auf die Rollen stützt,· senkrecht verlaufen.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (2) mittels eines hohlen Achsialelementes (4) gelagert sind, das mit Fenstern (6) für den Rücklauf (5) des Endlosbandes (1) durch sein Inneres zur Eingangsseite ausgestattet ist und quer angeordnete Trennelemente (11) trägt, deren Umfang der Form der Formoberfläche entspricht und die mit Mitteln (7, 9, 12, 13) zur Lagerung und Drehung der Rollen versehen sind.

4. Maschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (2) jeweils über zwei Kardangelenke (13) und eine ausziehbare Zwischenwelle (12) angetrieben sind, welche sie mit Ritzeln (7) verbinden, die Teil des im Kopf (8) der Maschine derart montierten Mitnahmemechanismus sind, dass die Rollen in Übereinstimmung mit der gewünschten Form der Oberfläche verteilbar sind.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Λ die Ritzel (7) im Kopf (8) der Maschine kreisförmig an-

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geordnet sind und mit einem gemeinsamen Zahnrad (9) kämmen, das von einem Motor (14) über ein Reduktionsgetriebe (15) angetrieben ist und allen Ritzeln bzw. Rollen (2) die gleiche Drehgeschwindigkeit vermittelt.

6. Maschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit einer Vorrichtung zur Ausrüstung des Hohlelementes mit einer veränderbaren Anzahl von zugfesten Längssträngen, die parallel zueinander und zur Drehachse des Hohlelementes liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung unmittelbar hinter dem Ausgang der Formmaschine so angeordnet ist, dass das Hohlelement (19) sich koaxial (F) durch das Innere eines Zahnkranzes (20) bewegt, welcher durch einem unbeweglichen Rahmen (21) zugeordnete Mittel (25) in Drehbewegung gehalten ist und eine veränderbare Anzahl von den Strang aufnehmenden Spulen (22) trägt, welche über den Umfang des Rahmens verteilt sind, sowie eine Anzahl von schrägradialen Armen (23), an denen vorstehend ein ringförmiger Fadenführer (24) befestigt ist, dessen Innendurchmesser konzentrisch ist und der Aussenfläche des geformten Hohlelementes sehr nahe liegt.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem unbeweglichen Rahmen (21) eine waagrechte Platte krrftr.chliiF-jg verbunden ist, auf der eine Kombiua-

3 u a β ζ υ / υ 7 b b

tion (25) aus Motor, Reduktor und RegeIgetriebe befestigt ist, deren Ausgangswelle vorn herausragt und ein Antriebsritzel (26) trägt, welches direkt oder über ein Zwischenritzel (27) in den Zahnkranz (20) eingreift und ihn mit einer Winkelgeschv/indigkeit antreibt, die mit der Winkelgeschwindigkeit des Hohlelementes (19) etwa übereinstimmt, so dass sich dieses relativ zum Zahnkranz nur achsial verschiebt.

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