DE2632283C2 - Vorrichtung zum Vorformen von Drähten für bewickelte Schläuche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorformen von Drähten für bewickelte Schläuche nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Hochdruckschläuche werden mittels Drähten bewehrt, die in nebeneinanderliegenden Wicklungen um den Schlauch gewendelt werden. Dabei stellt sich das Problem, daß die Drähte nach dem einfachen Wickeln einen natürlichen Widerstand gegenüber der Helixform beibehalten, was zu einer Beeinträchtigung der Festigkeit des drahtbewährten Schlauches führt.

Aus der US-PS 31 87 494 ist eine Vorrichtung zum Vorformen von Drähten bekannt, bei der der auf den Schlauch aufzubringende Draht derart vorgeformt wird, daß die der Helixform entgegenwirkenden Kräfte weitgehend verschwinden. Dabei ist eine Platte mit einer Anzahl von Löchern vorgesehen, durch die die aufzubringenden Drähte hindurchgeführt werden. Derartige Vorrichtungen lassen sich jedoch auf den Schlauch und den verwendeten Draht nur schwer anpassen, die erforderlichen Einstellungen sind umständlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Vorformen von Drähten für bewickelte Schläuche zu schaffen, die in einfacher Weise entsprechend der Beschaffenheit des Schlauches und des mit diesem zu bewickelnden Drahtes eingestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ίο die im Kennzeichnen des Hauptanspruchs angeführten Merkmale. Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen dererfindungsgemäßen Vorrichtung.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt

Fig. I die erfindungsgemäße Vorrichtung in seitlicher Schnittdarstellung mit wesentlichen Merkmalen der Erfindung.

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Teiles der in F i g. I gezeigten Vorrichtung in vergrößertem Maß-Stüu.

F i g. 3 eine Ansicht entlang der Linie 3-3 von F i g. 2, F i g. 4 eine Ansicht des Drahtes entlang der Linie 4-4 von F i g. 3.

F i g. 5 eine Darstellung des Drahtes entlang der Linie 5-5 von F i g. 2.

Fig. 6 eine Schniaansicht eines Teiles der in Fig. 1

jo dargestellten Vorrichtung in vergrößertem Maßstab, wobei das erfindungsgemäße Abstandsrohr gezeigt ist und

F i g. 7 eine Ansicht entlang der Linie 7-7 von F i g. 6. Wie in Fig. 1 erkennbar ist. ist bei dem gezeigten.

J5 bevorzugten Ausführungsbeispiel die Vorrichtung 10 fest auf einem Drahtzufuhr-Drehtisch 12 montiert, der um einen Schlauch 14 rotiert.

Um eine ständige Relativbewegung zwischen der Drahtzufuhr und dem Schlauch 14 zu bewirken, wird der Schlauch 14 in der durch den Pfeil A gezeigten Richtung ohne jede Drehung um sei. i~ Achse nach links gezogen. Es ist natürlich auch möglich, den Drehtisch 12 ortsfest zu halten und den Schlauch 14 relativ zu diesem zu drehen. Bei einer derartigen Relativbewegung wird der Draht 18 um den Schlauch 14 gewickelt. Dabei ist der Durchmesser der Helixform durch den Durchmesser des Schlauches 14 bestimmt, während die Steighöhe der Helix durch die Länge der Verschiebung des Schlauches pro Umdrehung definiert ist.

Die Vorrichtung zum Vorformen von Draht weist einen vorderen Rahmen 20 und einen hinteren Rahmen 22 auf. Die Rahmen 20, 22 sind mi' hohlen Naben 24, 26 ausgestattet, die mit der Achse 16 ausgerichtet sind. Weiterhin weist jeder Rahmen 20, 22 eine Anzahl von Speichen 28, 30 auf, mittels derer die Vorrichtung 10 durch Bolzen 31 fest an dem Drehtisch 12 montiert ist und an denen andere Elemente der Vorrichtung 10 befestigt sind.

Jeder Draht 18, von denen in F i g. I nur einer gezeigt ist. wird von einer Spule 32 auf dem Drehtisch 12 zugeführt und gelangt zwischen dem Rahmen 20 und 22 mit anderen Drähten 18 zum Schlauch 14. wobei der Draht 18 simultan Seite an Seite parallel zu den anderen Drähten in helixförmigen Windungen, wie bei 34 gezeigt, um

b5 das Schlaucherzeugnis gewickelt wird. Der in F i g. 1 gezeigte Schlauch 14 weist einen zentralen Kern 36, einen Innenschlauch 38, ein Satz von Windungen 40 und ein Isolierband 42 auf. Der Kern 36 dient dazu, die auf

den Schlauch 14 einwirkenden Kräfte aufzunehmen, die den Schlauch 14 beschädigen könnten. Der Kern 36 wird also nach Fertigstellung des Schlauches 14 wieder entfernt. Der Satz von Windungen 40 wird durch Rotation in entgegengesetzter Richtung gegenüber derjenigen der Windungen 34 gebildet.

Ein erster Wickelring 44 ibt an dem hinteren Rahmen 22 mittels eines Bolzens 46 an jeder der Speichen 30 angebracht. Da Spulen 32 mit unterschiedlichen Radien auf dem Drehtisch 12 angeordnet sind, weist der erste Wickelring 44 eine fortschreitend gekrümmte Fläche 47 auf. über die jeder Draht 18 laufen muß. so daß sämtliche Drähte in Richtung auf das Innere der Vorrichtung 10 mit denselben Näherungswinkel geleitet werden können. Ein zweiter Wickelring 48. der ebenfalls eine fortschreitend gekrümmte Fläche 50 aufweist, ist an dem vorderen Rahmen 20 mittels Bolzen 51 angebracht und ist im wesentlichen in Richtung auf die Fläche 47 des ersten Wickelrings 44 gerichtet. Der zweite Wickelring 48 hat einen kleineren Durchmesser als der erste Wickelring 44. so daß die Drähte 18 in gleichmäßiger Weise von ihren Spulen 32 in Richtung auf den Bereich zwischen den Naben 24, 46 des vorderen Rahmens 20 und des hinteren Rahmens 22 spiralförmig geformt werden können.

Ein Vorformrohr 52 ist zentral an der Nabe 26 des hinteren Rahmens 22 angebracht und erstreckt sich nach vorne zum Rahmen 22 in einen Bereich innerhalb dessen Nabe 24. Das Vorformrohr 52 dient dazu, eine Fläche zu bilden, über welcher der Draht 18 iii einer im wesentlichen heüxförmigen Bahn ausgerichtet werden kann. Das Vorformrohr 52 weist einen hinteren Abschnitt 54 auf. der mit einem Gewinde versehen ist. das eine Einstellmutter 56 zur Einstellung des Rohres 52 relativ zu den Rahmen 20, 22 trägt. Eine Gegenmutter 58, die auf die entgegengesetzte Seite des Rahmens 22 einwirkt, stellt sicher, daß das Rohr 52 in der eingestellten Position verbleibt.

Wenn der Draht 18 fortschreitend um die Fläche 50 des zweiten Wickelringes 48 gebogen wird, wird er natürlich um einen vorderen Abschnitt 60 des Vorformrohres 52 gewunden, und zwar infolge des Zugeffektes, welcher durch den Schlauch 14 ausgeübt wird. Nur aus Gründen der Darstellung wird in Fig. 1 der Draht 13 von der Spule 32 zum Schlauch 14 gezeigt, tatsächlich verläuft der Draht 18 nicht in der Bildebene.

Ein Gleitkragen 62 ist innerhalb der Nabe 24 des vorderen Rahmens 20 angebracht und umgibt dicht den vorderen Abschnitt 60 des Vorformrohrs 52. Die Breite des Spaltes 63 zwischen dem Gleitkragen 62 und dem vorderen Abschnitt 60 cies Vorformrohres 52 und die Dicke des Drahtes 18 sind in F i g. 1 zur Verdeutlichung der Darstellung übertrieben dargestellt. Der Spall 53 ist durch den Innendurchmesser des Kragens 62 und den Außendurchniesser des vorderen Abschnitts 60 definiert und liegt hinreichend nahe bei dem Durchmesser des Drahtes 18 um sicherzustellen, daß die Drähte nicht doppelt um die Fläche des vorderen Abschnitts 60 liegen und sämtlich in parallelen, helixfö'migen Bahnen darauf angeordnet sind. Die schwimmende Anordnung des Gleitkragens 62 gibt die Möglichkeit, einen einheitlichen Spalt 63 zwischen dem Gleitkragen 62 und dem vorderen Abschnitt 60 einzuhalten, wodurch sichergestellt ist. daß der Draht gleichmäßig hindurchgezogen wird.

Von der Fläche >s vorderen Abschnittes 60 läuft der Draht 18 über eine Vorformkante 64 des Rohres 52 /um Schlauch 14. Der Schhui.h 14 mit den darauf gewickelten Drähten bewegt sich dann durch eine an der Nabe 24 des vorderen Rahmens 20 befestigte Stützbuchse 66. deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser dss Schlauches 14 entspricht. Eine Rückhaltekappe 68 ist an der Nabe 24 des vorderen Rahmens 20 angeschraubt zum leichten Einsetzen unterschiedlicher Stützbuchsen 66.

Anhand der Fig.2 bis 5 soll eine eingehende Beschreibung des Vorformvorganges erfolgen. Der in F i g. 2 wiedergegebene Draht 18 verläuft entlang einer Helixbahn 70 um die Innenfläche des vorderen Abschnittes 60 des Vorformrohres 52 zur Vorformkante 64 auf der Oberseite des Vorformrohres 52. Die Helixbahn 70 wird für jeden Draht 18 während des Wickeins erzeugt, so daß die einzige Relativbewegung zwischen der Oberfläche des vorderen Abschnittes 60 und dem Draht 18 auftritt, während der Draht 18 sich in Längsrichtung entlang der erzeugten Helixbahn 70 bewegt.

Der Draht 18 wird über der Vorformkante 64 gekrümmt, während er von der Helixbahn 70 in Richtung auf den Schlauch 14 gezogen wird. F.^: .·,- Schlauch kommt zunächst mit dem Schlauch 14 bei /2 ·η Kontakt und vereinigt sich mit den anderen Drähten, wodurch die Helixwicklungen 34 mit einer Helixform 74 erzeugt werden, die durch die oben beschriebene Relativbewegung vorgegeben ist.

Wenn der Draht 18 die Vorformkante 64 \ erläßt, läuft er frei durch eine Ablenklippe 76 am vorderen Abschnitt des Gleitkragens 62 hindurch. Wenn der Schlauch 14 einen Durchmesser hat. uer sich von dem Durchmesser des Vorformrohres 52 nur wenig unterscheidet, ist die Ablenklippe 76 ggf. nicht erforderlich, um das ordnungsgemäße Biegen des Drahtes 18 an der Kante 64 zu gewährleisten.

J5 Sieht man wie in F i g. 3 von oben, so läßt sich erkennen, daß der der Helixbahn 70 folgende Draht 18 unter einem Winkel an die Kante 64 gelangt. Da die Helixbahn 70 den Draht 18 so ausrichtet, daß er helixförmig auf den Schlauch 14 aufgewickelt wird, enclgt ι !so das Biegen um die Vorformkante 64 nicht in einer Ebene senkrecht zur Vorformkante 64. sondern in einer Ebene, die eher mit der effektiven Krümmung des Drahtes ausgerichtet ist. wenn dieser sich in der vorgegebenen Helixform befindet.

In F i g. 4 ist ersichtlich, daß die Reibungskraft, die auf den Draht 18 ausgeübt wird, während er die Helixbahn 70 entlanggleitet, und die Zugkraft, die auf den Draht 18 durch das Aufwickeln auf den Schlauch 14 ausgeübt wird, dazu führen, daß der Draht 18 an der Vorformk;.ite 64 durch eine Kurve 80 mit einem Radius R] verformt wird. Da der Draht 18 an dem Schlaucherzeugnis 14 in der Helixform 74 anliegt, weist die Kurve 42 des Drahtes 18 einen Radius /?i auf. wie dies in F i g. 5 gezeigt ist. Fs h". r.ich herausgestellt, daß bei richtiger Einstellung der Vorrichtung entsprechend dem jeweiligen Durchmesser des Schlautherzeugnisses urd seiner Helixloim. der Biegeradius R] kleiner ist als der effektive Radius /?.· für diese spezifische Helixform. Da weiterhin die Helixbahn 70 durch die Helixform erzeug! wird und dazu

bo tendiert, mit dieser ausgerichtet zu sein, nämlich entsprechend dem jeweiligen Durchmesser und der Steigung der Helixform 74. hat es sich weiter gez<-igt. daß die Kurve 80 in geeigneter Weise mit der effektiven Kurve 82 der jeweiligen Helixform ausgerichtet wird.

ο5 Das Biegen des Drahtes 18 an der Vorformkante 64 mit dem Radius Ri prägt eiern Draht 18 eine »Erinnerung« auf. welche da/u führt, daß der Draht 18 in entspanntem Zustand den effektiven Radius R₁ der Helix-

ϊοππ 74 ;iiinimmi. Die Deformation des Drahtes 18 bewirkt ;iIs(i einen inneren Widerstand ties Drahtes gegen das Wiederausriehten, so daß dieser die I lelixfoim 74 beibehalt.

Wenn ein Umwickeln eines Schlaueher/eugnisses er- > folgt, welches einen Durchmesser hat. der deutlich kleiner ist als derjenige des vorderen Abschnittes 60 des Vorformrohres 52. ist es schwierig, den Ratlins R, kiel tier als den effektiven Radius R2 zu erhallen, wenn der Draht allein über die Vorformkunte 64 gezogen wird. n> Aus diesem Grunde wird, um den gewünschten Radius R< /u erhalten, das Vorformrohr 52 in Längsrichtung auf die Ablenklippe 76 des schwimmenden Kragens 62 hin eingestellt. Dadurch. daß der Draht 18 mit der Ablenklippe 76 in Berührung gebracht wird, ergibt sieh eine r> feinere Konirolle des Biegens, wobei ein kleinerer Radius R, geschaffen wird. Der Winkel und die Erstreekung der Ablenklippe 76 werden so gewählt, daß die Ablenklippe 76 sich nicht soweit in die Bahn ties Drahtes 18 ..ι-ιιι-.-.'Ι.·! Λ·ι|1 A^r rV'iht I 8 rii<*L· u.iirl t um /Ii," Λ hl.^nL-Un. >,, — .... * ...... *... *.·.. .^...... ...... ^.......... ..... —. _..„._ j. —

pe 76 herumgebogen werden könnte.

Es ist ersichtlich, daß. obwohl bei dem beschriebenen, bevorzugten Ausfiihrungsbeispiel der Vorrichtung 10 tlas Vorformrohr 52 hinsichtlich der Ablenklippe 76 längsbeweglich angeordnet ist. dieselbe gew ünschte Re- :> laiivbeweglichkeii natürlich durch eine Einrichtung erreicht werden könnte, welche eine Bewegung des Kragens 62 in Richtung auf das Vorformrohr 52 ermöglicht. Zur Inbetriebnahme wird das Vorformrohr 52 von dem Bereich des Kragens 62 zurückgezogen, während die Drahtenden an dem Schlauch befestigt werden. Nach einigen Umdrehungen der Drähte um den Schlauch beginnen die Drähte spiralenförmig von den Spulen abzulaufen. Nachdem der Abstand in dieser Weise geschaffen worden ist. wird das Vorformrohr 52 3ϊ in Längsrichtung bewegt und hierdurch in den schwimmenden Kragen 62 eingeführt. Sobald dies erfolgt ist. werden die Drähte einzeln so positioniert, daß sie einander nicht kreuzen und nicht einer auf dem andern liegen. Das Rohr 52 kann dann in dem Kragen 62 aufgenommen werden und die Drähte in ihren Relativstellungen halten. Wenn das Rohr 52 zum Vorformen korrekt eingestellt ist. werden die gleichmäßig auf Distanz liegenden Helixbahnen automatisch durch den Entwicklungsvorgang gebildet.

Es hat sich gezeigt, daß häufig eine erhebliche Schlauchmenge gleichen vorgegebenen Durchmessers und mit gleicher, vorgegebener Anzahl von Drähten herzustellen sind. Dementsprechend ist. wie in Fig. 6 und 7 dargestellt, der Vorrichtung 10 ein Abstandsrohr 90 hinzugefügt worden. Das Abstandsrohr 90 wird dazu verwendet, ein r-.sches. gleichmäßiges Auf-Abstand-Gehender Drähte 18 um das Vorformrohr 52 und damit um den Schlauch 14 zu erreichen. Hierdurch wird die Anzahl der Umdrehungen zu Beginn verringert, die erforderlich sind, um den natürlichen Abstand aufzubauen, wie dies oben beschrieben wurde. Das Abstandrohr ist weiter dann besonders nützlich, wenn nur eine teilweise Bedeckung des Schlauches mit Draht erwünscht ist. In diesem Fall gewährleistet das Abstandsrohr 90 einen gleichmäßigen Abstand der Drähte 18 auf dem Schlauch 14. der auf das Vorformrohr 52 zurückwirkt, da der Draht den Weg des geringsten Widerstandes sucht. Nachdem einmal ein gleichmäßiger Abstand auf dem Rohr 52 geschaffen ist. hat der Draht die Tendenz, sich kontinuierlich nur entlang der Bahn 70 zu bewegen, so daß das Abstandsrohr 90 meist erst bei dem Einfügen eines Drahtes, etwa bei Bruch oder bei Verbrauch einer Spule. /11 ersei/en.

Ein \ ortleres Ende ties Abslandsrohres 90 weist eint Anzahl von Schlitzen 54 auf. und /war einen Schlitz fü jeden der Drähte 18. Die Schlitze 94 sind um don Um lang des vorderen Endes 92 mit gleichem Abstand ange ordne! um sicherzustellen, daLi der gewünschte Absiant erreich! und aufrechterhalten w irtl. leder Schiit/ 94 lieg parallel zur Achse des Rohres 90. erstreckt sich abc durch das vordere Ende 92 unier dem Winkel, der durcl den vorgegebenen Durchmesser des Schlaucher/eug nisses bestimmt ist. Die Schlitze 94 definieren eine Ebe nc. die im wesentlichen tagential zur Oberfläche de: Schlaucher/eugnisses liegt, leder Schulz 94 weist eine Breite auf. die etwas größer ist als die Dicke des Drahte· 18, um einer Störung des Vorformens vorzubeugen.

L'm das Einsetzen und das Montieren des Abstands rohres 90 /u erleichtern, ist sein hinteres Ende 96 mil einem Gewinde versehen. Eine Einsiellmulter 98 mil Innengewinde kann auf das hintere Ende % aufge ,hr

VVi.>

Hallering 100 mittels einer Bolzenverbindung mit den hinteren Ende 54 des Vorformrohres 52 verbunden Während der Einstellung ermöglicht der Haltering IOC eine Drehung und ein Spiel der Einstellmutter 58 da durch, daß bei 102 und 104 Spielräume vorgesehen sind Das Abstandsrohr 90 wird dadurch in Längsrichtung verschoben, daß es bei Drehung der Einstellmutter 9f gegen Drehung gehalten wird. Die richtige Stellung wird erreicht, wenn das vordere Ende 92 sich leicht übei die Drähte 18 hinauserstrecki, die von den Schlitzen 94 aufgenommen werden. Die Drähte 18 sollen dabei ir Axialrichtung mit dem Abstandrchr 90 nicht in Kontaki kommen: die Berührung an den Seiten des Schlitzes 94 wird dadurch deutlich verringert, daß die Helixbahner 70 einmal um das Vorformrohr 52 verlaufen. Nachderr bei der anfänglichen Einstellung die richtige Einführung hergestellt worden ist. wird eine Daumenschraube 106 die an dem Haltering 100 angebracht ist, gegenüber dei Einstellmutter 98 angezogen, um deren weitere Drehung zu verhindern.

Bei der vorstehenden beschriebenen Befestigung wird das Abstandsrohr 90 also derart eingeführt, daß sich der geringste Widerstand gegenüber der Drahtformung ergibt. Selbst dann, wenn die Daumenschraube 106 angezogen worden ist, kann das Abstandsrohr 90 sich frei drehen, wenn die Drähte 18 auf dieses bei det Suche nach ihren mit gleichem Abstand zueinander angeordneten Helixbahnen auf dieses einwirkten. Diese Drehung schiebt das Abstandsrohr 90 leicht nach innen oder außen aus der stationären Einstellmutter 98 heraus. Die dadurch verursachte leichte axiale Verschiebung ist ohne Bedeutung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Vorformen von Drähten, die in He'ixform in nebeneinanderliegende Wicklungen um einen Schlauch gewendelt werden, wobei die Drähte von Spulen zugeführt werden, die auf einem Drehlisch angeordnet sind, der relativ um die Längsachse des Schlauches gedreht und relativ entlang der Längsachse des Schlauches verschoben wird, mit einer fest an dem Drehtisch angebrachten Abstützung, an der ein Vorformrohr angebracht ist. das sich axial zur Längsachse des Schlauches erstreckt und eine öffnung für den Schlauch aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorformrohr (52) einen koaxial zu dem Schlauch (14) verlaufenden zylindrischen Abschnitt (60) aufweist, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Helixform (74). wobei der zylindrische Abschnitt (60) eine Vorformkante (64) aufweist, die sich von diesem nach innen erstreckt, und daß ein Abstandsrohr (90) zum Auf-Abstand-K Jten der Drähte um das Vorformrohr (52} und cniiang des Schlauches (!4) vorgesehen ist. das koaxial mit dem Schlauch 14 und dem Vorformrohr (52) verlaufend zwischen diesem angeordnet ist und an seinem vorderen Ende (92) eine bestimmte Anzahl von mit gleichmäßigem Abstand um seinen Umfang angeordneten, parallel zur Längsachse des Schlauches 14 liegende Schlitze 94) zur Aufnahme der Drähte (18) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsrohr (90) an seinem hinteren Ende ein eine Einstellmutter (98) tragendes Gewinde (96) zum Verschieben des Abstandsrohres (90) relativ zu dem Vorformrohr aufweist, wobei die Einstellmutter (98) durch ein MiupI gegen eine axiale Verschiebung relativ zu dem Vorformrohr (52) gesichert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2. gekennzeichnet durch ein von Hand einstellbares Mittel (106) zum Sichern der Einstellmutter (98) gegen Drehung relativ zu dem Vorformrohr (52).

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abslandsrohr (90) relativ zu dem Vorformrohr (52) drehbar gelagert ist.