DE2700056B1

DE2700056B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines duennwandigen Schlauches mit wendelfoermiger Bewehrung

Info

Publication number: DE2700056B1
Application number: DE2700056A
Authority: DE
Inventors: Glanstaetten Tassilo Alber Von
Original assignee: Vohran Kunststofferzeugnisse GmbH
Current assignee: Vohran Kunststofferzeugnisse GmbH
Priority date: 1977-01-03
Filing date: 1977-01-03
Publication date: 1978-06-22
Also published as: IT1088376B; DE2700056C2; GB1555301A; FR2375977B1; JPS5636050B2; US4180429A; JPS5385869A; FR2375977A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines dünnwandigen Schlauches, insbesondere Kunststoffschlauches, mit wendeiförmiger Bewehrung, die der an ihrem Umfang geführten unter Innendruck stehenden Schlauchseele nach dem Verlassen einer Führung zugeführt wird, wobei kontinuierlich mehrere Windungen der Bewehrung auf der Führung angesammelt werden. Weiter betrifft die Erfindung eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Der Trend bei der Entwicklung von Schläuchen geht in der letzten Zeit dahin, möglichst dünnwandige oder stark bewehrte sehr leichte und äußerst flexible Schläuche herzustellen, wie sie beispielsweise in der DE-PS 22 61 126 beschrieben sind.

Derartige Schläuche mußten bislang auf Produktionshilfsdornen, auch Stützdorne genannt, hergestellt werden. Diese Arbeitsweise war notwendig, damit die weiche und empfindliche Schlauchseele beim Aufbringen der kräftigen Bewehrung unter der herrschenden Wickelspannung nicht eingeschnürt wurde.

Die Nachteile der Fertigung mit Produktionshilfsdornen sind gravierend. Es können nur Schläuche mit endlicher Länge gefertigt werden, wobei die Grenze heute bei ca. 15 m liegen dürfte. Die Technik verlangt jedoch größere Längen, beispielsweise 100 bis 150 laufende Meter. Ein weiterer Nachteil der Dornfertigung geht aus der DE-OS 26 08 948 hervor. Hier wird deutlich, welch großer Aufwand getrieben werden muß, um eine derartige Fertigung zu rationalisieren. Abgesehen vom Aufwand einer solchen Fertigung ist auch der notwendige Platzbedarf dieser Anlage zu berücksichtigen. Ein weiterer Nachteil der Dornfertigung ist die mögliche Art der Bewehrung, die aufgebracht werden kann. Schläuche mit gegenläufigen Windungen können kaum oder nur sehr schwer von den Produktionshilfsdornen befreit werden. Eine gegenläufige Bewehrung

hat jedoch den großen Vorteil bei Druckbeaufschlagung der Schläuche, daß diese sich unter dem herrschenden Innendruck nicht verwinden. Einseitig verlaufende Radialbewehrungen gehen unter dem herrschenden Innendruck nach und führen somit zur Verwindung der -, Schläuche in sich, was bei losen Schläuchen bis zur Bildung von Schlaufen führen kann. Dies ist z. B. bei langen Schlauchleitungen für Druckluft ein großer Nachteil. Ferner ist auch das Umrüsten einer derartigen Anlage auf andere Schlauchdurchmesser sehr aufwendig, da Anlagenteile geändert bzw. ausgetauscht werden müssen, wie z. B. Zug- und Ablängvorrichtungen, Magazine und Dorne.

Es ist bekannt, daß relativ starkwandige Schlauchseelen heute beispielsweise mit dünnen textlien Bewehrun- i-, gen, meist in Form von Polyesterfäden, ohne Stützdorne gefertigt werden, wie aus der DE-PS 14 35 237 hervorgeht, und daß man aus Bändern gewickelte und verschweißte Schläuche vereinzelt ebenfalls ohne Produktionshilfsdorne produziert. >o

Geht man aber von dünnwandigen Schlauchseelen aus, die axial vorextrudiert werden, und davon, daß diese heute meist aus thermoplastischem Kunststoff mit Shore-Härte A von ca. 70 oder auch vergleichbarem Gummi bestehen, so war bislang darauf das Aufbringen 2~> einer kräftigen Bewehrung ohne Hilfe von Stützdornen nicht möglich.

Die Grenze der produktionshilfsdornlosen Fertigung dürfte bisher beispielsweise bei einem fertigen Schlauch von 15 mm Außendurchmesser und einer Bewehrung jo aus PA oder Hart-PVC von 1,5 mm 0 selbst in Verbindung der obengenannten Maßnahmen, die Wickelspannungen auf ein Minimum abzubauen, bei einer Schlauchseele von ca. 1,5 mm Wandstärke liegen, die zuvor jedoch mindestens auf Raumtemperatur ^ abgekühlt werden muß. Dieses spezifische Beispiel gilt nur dann, wenn die Schläuche mit den heute verbesserten Wickelmaschinen gefertigt werden, die zusätzlich zum Hauptantrieb elektronisch gestuerte Spulantriebe besitzen, und nicht, wenn andere Schlauchdurchmesser betrachtet werden. Hier muß stets die Relation der Bewehrung zur zu bewehrenden Schlauchseele betrachtet werden.

Schläuche, wie sie beispielsweise in der vorgenannten DE-PS 22 61 126 beschrieben werden, erfordern in der Regel geringere Wandstärken ihrer Schlauchseele und Ummantelung. Ein solcher fertiger Schlauch mit ca. 15 mm Außendurchmesser erhält vorteilhafterweise für sein günstiges Verhalten eine Schlauchseele und Ummantelung von nur 0,5 mm Stärke. -₎₀

Bei der Herstellung von Schläuchen mit einer wendeiförmigen Bewehrung wurde versucht, die Wikkelspannung dadurch abzubauen, daß das Bewehrungsmaterial auf eine Führung, auch Zugentlastungselement genannt, durch welche der Schlauch geführt wird, gewickelt und die zuletzt aufgebrauchte Lage der Bewehrung die vorderste verdrängt und diese wiederum vom Schlauch mitgenommen wird, wie dies in der DE-PS 14 35 257 und DE-OS 25 02 363 geschildert ist. Diese Art der Reduzierung von Wickelspannungen ist _bo aber stark von der Zugspannung des aufzubringenden Bewehrungsmaterials, dessen Reibungsverhältnissen zum Zugentlastungselement sowie von der Reibung der aneinanderliegenden Windungen auf dem Zugentlastungselement abhängig, was durch ein in der DE-OS 02 363 angedeutetes drehbares Vorschubelement nur noch nachteilig beeinflußt wird. Allein schon aus der Gegebenheit, daß das von einer Spule ablaufende Bewehrungsmaterial schwankenden Abzugsspannungen unterworfen ist, ergeben sich unterschiedliche Reibungsverhältnisse auf dem Zugentlastungselement. Durch diese Umstände lassen sich insbesondere bei Verwendung starrer Bewehrungsmaterialien, welche zudem federnde Eigenschaften aufweisen sollen, keine gleichmäßigen wendeiförmigen Bewehrungen, wie sie gerade die DE-OS 25 02 363 hervorhebt, herstellen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und Vorrichtungen zu schaffen, die selbst dünnwandige Schläuche mit Schlauchseelen aus weichen und elastischen Kunststoffen auch unter 0,5 mm Stärke und kräftiger Bewehrung in Form von Monofilamenten und Bändern bis zu einigen mm Stärke zu fertigen ermöglichen, ohne daß im Fertigungsprozeß Produktionshilfsdorne benötigt werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen gelöst Dadurch ergibt sich eine Anzahl von Vorteilen. Die empfindliche Schlauchseele erhält durch den Innendruck eine Stütze. Durch das Ansammeln mehrerer Windungen wird die jeweils vorderste Windung vom Tangentialzug der Bewehrung entlastet und damit deren Tendenz zum Einschnüren der Schlauchseele herabgesetzt Schließlich erfolgt das Abstreifen der vordersten Windung unter Druck in axialer Richtung, wodurch die bei einer rotierenden Abstreifbewegung mögliche Tangentialspannung unterbunden wird. Die vorderste Windung der Bewehrung wird dabei auf den Schlauch geschoben und durch dessen Vorwärtsbewegung gespreizt

Weitere Vorteile ergeben sich aus der in Anspruch 2 gekennzeichneten Maßnahme, die es ermöglicht, eine selbst noch plastische Schlauchseele unter einem sonst für sie nicht erträglichen Innendruck selbst auf weite Strecken hin weitgehend reibungsfrei und maßhaltig zu transportieren. Die Schlauchseele wird somit pneumatisch geführt, und mit der Reibung entfällt auch jede Gefahr einer Verformung durch unterschiedlichen Reibungsangriff an der Wandung der Schlauchseele.

Zweckmäßig kann der Außendruck auch innerhalb der Führung zur Herabsetzung der Reibung aufrechterhalten werden. Der weiter aufrechterhaltene Innendruck wirkt nicht nur als eine Art pneumatischer Stützdorn, sondern er bewirkt darüber hinaus ein Anschmiegen der Schlauchseele an die Bewehrung. Die geringe Aufweitung der Seele an dieser Stelle bewirkt gleichzeitig eine gute Abdichtung eines zwischen der die Windungen aufnehmenden Führung und der Schlauchseele eventuell bestehenden Ringraums, bis in den hinein sich der Außendruck fortsetzen kann.

Eine Vorrichtung für das erfindungsgemäße Verfahren ist in Anspruch 4 gekennzeichnet. Um mehrere Windungen der Bewehrung anzusammeln, bevor die vorderste Windung an die Schlauchseele abgegeben wird, muß eine die Schlauchseele vor der Aufnahme der Bewehrung umgebende Führung von einer Stelle, wo die Bewehrung auf diese Führung aufläuft, bis zu der Stelle, wo die vorderste Windung an die Schlauchseele abgegeben wird, eine ausreichende Länge besitzen, um mehrere Windungen hintereinander ansammeln zu können, und es ist dann weiter wichtig, daß diese Windungen durch einen axialen Schub vorwärts bewegt werden, wodurch in der Bewehrung tangentiale Spannungen, die Einschnürungen der Schlauchseele hervorrufen können, vermieden werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine besonders vorteilhafte und raumsparende, gedrungene Vorrichtung wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, daß eine die Schlauchseele umgebende Druckkammer durch das Zentralrohr und die Schlauchseele selbst gebildet wird und diese Druckkammer eingangsseitig abdichtend an den Spritzkopf eines die Schlauchseele erzeugenden Extruders angeschlossen ist. Auf diese Weise kann die frisch extrudierte und noch warme Schlauchseele sofort schonend, auch schon mit hohem Innendruck und, gewünschtenfalls über einen Bereich mit einer Temperiervorrichtung, dem Zentralwickler für die Bewehrung zugeführt werden.

Ein sehr- wesentlicher Vorteil der pneumatischen Führung der Schlauchseele liegt auch in der Tatsache, daß sehr leicht und mit geringen Kosten auf ₎₅ verschiedene Durchmesser des zu fertigenden Schlauchs bzw. der Seele umgerüstet werden kann, weil im Gegensatz zu mechanischen Außenführungen bei der pneumatischen Führung kein Durchmesser festgelegt ist.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die in Zeichnungen veranschaulicht sind, näher erläutert, und zwar zeigt

F i g. 1 schematisch den Aufbau einer Gesamtvorrichtung zum Herstellen bewehrter Schläuche, ausgehend von einem Extruder für die Schlauchseele,

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Ansicht für den Fall, daß von einer vorgefertigten Schlauchseele ausgegangen wird,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch den in F i g. 1 und 2 verwendeten Zentralwickler,

Fig.4 einen Längsschnitt durch die Verbindung zwischen Extruder und Zentralwickler der F i g. 1 und

Fig.5 abgebrochen und teilweise im Längsschnitt den vorderen Bereich des Zentralwicklers der F i g. 3. j5

In F i g. 1 wird schematisch der Aufbau dieser Anlage dargestellt. Im einzelnen erkennt man einen ersten Extruder 1 mit Geradeausspritzkopf 2 und darunter eine Abspulvorrichtung 3 für eventuelle axiale Verstärkungsfäden, eine Druckkammer 4 und einen Zentralwickler 5. Es folgen ein zweiter Extruder 6 mit Querspritzkopf 7, eine axial kurze Kühleinrichtung 8 und eine Abzugseinheit 9 sowie ein Fertigschlauchwickler 10, an dessen Stelle auch eine Ablängvorrichtung stehen kann. Eine elastische Verbindung 4' ist zwischen zwei Abschnitten der Druckkammer 4 eingeschaltet.

Die Anlage nach F i g. 1 funktioniert nach dem folgenden Prinzip: Der erste Extruder 1 extrudiert die Schlauchseele 12, die eventuell noch in der Extrusionsdüse axiale Verstärkungsfäden 3' erhalten kann. Gleichzeitig wird die Schlauchseele 12 sowohl von innen durch den Geradeausspritzkopf 2 in bekannter Weise als auch von außen durch die Druckkammer 4 mit dem gleichen Luftdruck beaufschlagt. Die Schlauchseele 12 befindet sich somit bis zum Austritt aus dem Zentralwickler 5, und zwar an der Stelle, wo unmittelbar die Bewehrung 13 aufgebracht wird, unter einem relativen Druck von Null. Die Beaufschlagung der Schlauchseele 12 mit dem Innendruck ist notwendig als Stütze des Extrudats und bewirkt außerdem, daß die w> Schlauchseele 12 sich an der Auflauf stelle U der Bewehrung 13 sich an diese anschmiegt. Würde man im Bereich vor der Auflaufstelle U ohne Gegendruck arbeiten, so würde die noch plastische Schlauchseele 12 sich durch den herrschenden notwendigen Innendruck beim Austritt aus der Extrusionsdüse bis zum Platzen aufblähen. Es sind zwar Kalibrierungen in Form von Stützröhren bekannt, die die Schlauchseele 12 an ihrem äußeren Umfang abstützen. Diese haben jedoch den Nachteil, daß sie nur relativ kurz gehalten werden können, da sonst die Reibungswerte zu stark anwachsen und die Fertigung beeinträchtigen. Es kommt zu Stockungen, im ungünstigsten Falle überschreitet die Reibung die Festigkeit des Extrudats. Deshalb werden derartige Kalibrierungen stark gekühlt und nur so lang ausgeführt, daß sie gerade ausreichen, um das zu fertigende Profil abzukühlen, damit dieses dem für die weiteren Fertigungsschritte notwendigen Arbeitsdruck standhält.

Versuche haben laufend gezeigt, daß ein sicheres Arbeiten mit derart empfindlichen Schlauchseelen 12 nur dann gewährleistet ist, wenn jegliche Reibung vermieden wird. Wird aber der Innendruck der Schlauchseele 12 mit einem äußeren und gleich starken Gegendruck bis zum Aufbringen der Bewehrung 13 ausgeglichen, so vermeidet man jegliche Reibung und kann störungsfrei produzieren. Die hier besprochene Arbeitsweise mit einer relativen Druckbelastung der Schlauchseele 12 bis zur Auflaufstelle 11 von Null ermöglicht weiterhin den Transport der ungekühlten Schlauchseele 12 bis zur Auflaufstelle 11, was sehr vorteilhaft ist, weil die Haftung der einzelnen Schlauchaufbauten aufeinander begünstigt wird. Je nach Bedarf kann die Druckkammer 4 zusätzlich temperiert werden. Dadurch wird in einfacher Weise eine gewünschte Temperaturführung der Schlauchseele 12 selbst auf relativ langen Strecken ermöglicht.

Der notwendige Arbeitsdruck in der Schlauchseele 12 bewegt sich je nach Schlauchmaterial, Arbeitstemperatur und Innendurchmesser zwischen 0,2 und 3 bar. Der Gegendruck wird mit Hilfe der heute üblichen Meß- und Regelungseinheiten gesteuert, wobei der Arbeitsdruck im Inneren der Schlauchseele 12 den Sollwert bildet und auf den geforderten Wert konstant eingestellt wird. Der Sollwert kann sowohl durch den Geradeausspritzkopf 2 direkt in der Schlauchseele 12 oder indirekt durch Abtasten ihres äußeren Umfangs (vgl. Fig.4 bei 29) abgenommen und an die Regelungseinheit weitergegeben werden.

Nach dem Austritt aus dem Zentralwickler 5 durchläuft die nun durch die Bewehrung 13 gestützte Schlauchseele 12 beim zweiten Extruder 6 den Querspritzkopf 7 und erhält die Ummantelung 14. Unmittelbar danach folgt ein kurzer Durchlauf durch die Kühleinrichtung 8, die lediglich die Funktion hat, die Ummantelung 14 so weit abzukühlen, daß sie von der nun folgenden Abzugseinheit 9 nicht beschädigt wird. Im letzten Abschnitt kann der nun fertige Schlauch 15 mit Hilfe des Fertigschlauchwicklers 10 zu Bündeln aufgewickelt werden, wie in F i g. 1 dargestellt, oder es kann anstelle des Wicklers eine Ablängvorrichtung treten, auf die hier nicht weiter eingegangen wird.

Für den Fall, daß Schläuche ohne Ummantelung hergestellt werden sollen, entfällt der Extruder 6 mit dem Querspritzkopf 7, während die folgenden Einrichtungen 8,9 und 10 erhalten bleiben.

F i g. 1 zeigt weiter am Geradeausspritzkopf 2 einen Zuführstutzen 17 für ein Druckmedium zum Aufbringen des Innendrucks in der Schlauchseele 12 und an der Druckkammer 4 einen Zuführstutzen 18 für ein Druckmedium zum Aufbringen des Außendrucks.

Mit der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung ist eine einheitlich geschlossene Fertigung aufgezeigt, die sämtliche notwendigen Arbeitsgänge der Reihe nach kontinuierlich bis zum fertigen Schlauch ausführt. In der Praxis kann auch der Fall eintreten, daß z. B. für die

Fertigung von Schläuchen mit geringem Querschnitt die vorhandenen Extruder nur zum Teil ihrer Ausstoßleistung ausgenützt werden können oder daß man einen aus verschiedenen Materialien komplex aufgebauten Schlauch, z. B. Weichgummiseele, Bewehrung und Ummantelung mit Weich-PVC herstellen will. In solchen Fällen kann die Schlauchseelenfertigung aus der Anlage von F i g. 1 getrennt werden. Im erstgeschilderten Fall kann dann der Schlauchseelen-Extruder die Schlauchseelen für mehrere Anlagen liefern und somit rationeller arbeiten. Beim zweiten Fall besteht gemäß F i g. 2 die Möglichkeit, von vorgefertigten Weichgummiseelen auszugehen, die von entsprechenden gummiverarbeitenden Firmen mit den für die Gummiverarbeitung notwendigen Anlagen vorgefertigt wurden. Im |₅ wesentlichen ist bei F i g. 2 die Anlage von F i g. 1 erhalten geblieben bis auf den ersten Extruder 1. An die Stelle des ersten Extruders ist eine Abwickelvorrichtung 20 für die vorgefertigte Schlauchseele 12' getreten. Auch in diesem Falle wird vorteilhafterweise mit einer Druckkammer 4 gearbeitet.

Diese und alle anschließenden Einrichtungen stimmen mit denen der F i g. 1 überein. Die Druckkammer 4 ermöglicht das reibungslose Durchwandern der Schlauchseele 12' an den Engstellen sowie ein eventuell notwendiges Erwärmen. Der Druckaufbau im Inneren der Schlauchseele 12' kann sowohl durch den fertigen Schlauch 15 von vorn als auch durch das Ende der vorgefertigten Schlauchseele 12' von hinten mittels handelsüblicher drehbarer Zuführeinrichtungen über die Achse 19 der Abwickelvorrichtung 20 mit Druckluft über den Zuführstutzen 17' erfolgen. Die Sollwerterfassung für die Regelung des Gegendruckes wird in diesem Falle vorteilhafterweise indirekt durch Abtasten des äußeren Schlauchseelenumfanges in der Druckkammer 4 vorgenommen. Falls die freie noch vor der Druckkammer 4 befindliche Schlauchseele 12' den inneren notwendigen Arbeitsdruck nicht aushalten sollte, so erfolgt der Druckaufbau ausschließlich von der Seite des fertigen Schlauches 15 aus, wobei die Schlauchseele 12' dann unmittelbar beim Eintritt in die Druckkammer 4 z. B. durch Klemmwalzen 39 gequetscht wird, so daß die Fortpflanzung des Druckes in die ungestützte Schlauchseele 12' vermieden wird. Selbstverständlich muß in allen Fällen das offene Schlauchende entsprechend verschlossen werden.

F i g. 3 zeigt den Aufbau des Zentralwicklers 5 im einzelnen. Die Wandung der Druckkammer 4 wird von einem ortsfesten Zentralrohr 21 gebildet, das sich axial durch den Zentralwickler 5 bis in die Nähe seines vorderen Endes erstreckt. Auf dem Zentralrohr 21 drehbar gelagert ist eine Hohlwelle 22, die von einem elektrischen Antrieb 23 mit konstanter Drehzahl angetrieben wird. Auf der Hohlwelle 22 sind zwei Vorratsspulen 24 für die Bewehrung 13 drehbar gelagert. Die Vorratsspulen 24 haben einzelne gesonderte elektrische Antriebe 25, die über an den Rotoren angebrachte Tänzerschlitten von der abzuspulenden Bewehrung 13 gesteuert werden. Hierdurch wird von vornherein mit minimaler Wickelspannung gearbeitet, da die für den Abspulvorgang sowie den Hoch- und Auslauf des Zentralwicklers 5 notwendige Kraft von den Antrieben 25 selbst übernommen wird, um nicht mehr, wie früher üblich, von der Bewehrung 13 selbst aufgebracht werden muß. Restwickelspannungen bleiben jedoch auch hier weiterhin erhalten und werden erst im vorderen Bereich des Zentralwicklers 5 gänzlich abgebaut, bevor die Bewehrung 13 die Schlauchseele 12 erreicht. Diese Restwickelspannung ist bedingt durch die Reibung von mehreren Umlenkungen bis zur Auflaufstelle 11 sowie durch die Verformungsarbeit, die benötigt wird, um die Bewehrung 13 umzulenken, und im kleineren Maße durch die Bewegung des Tänzerschlittens für die elektronische Steuerung des einzelnen Antriebs 25 der Vorratsspulen 24.

In F i g. 5 ist die Funktionsweise und der Aufbau dieses vorderen Bereichs mit einer Führung 27, hier als Vorwickelhülse bezeichnet, und einem nur in axialer Richtung beweglichen Stößel 28 dargestellt Die Vorwickelhülse ist feststehend angeordnet und bildet den Auslauf des Zentralrohres 21, das ebenfalls feststehend ausgeführt ist. Die zylindrische Vorwickelhülse nimmt mehrere Windungen 30 der Bewehrung 13 auf. Erfahrungsgemäß sind sechs bis zehn Windungen 30 jeder einzelnen Bewehrung 13 zweckmäßig, damit durch die entstehende Reibung die noch vorhandene Wickelspannung ausgeglichen wird. Sobald die gesamte Länge der Vorwickelhülse mit den eng aneinanderliegenden Bewehrungswindungen ausgefüllt ist, schiebt der pulsierende und nicht rotierende Stößel 28 die in radialer und tangentialer Richtung völlig spannungsfreien Windungen 30 auf die durch die Vorwickelhülse austretende Schlauchseele 12 auf. Der erst an dieser Stelle allein wirkende Innendruck in der Schlauchseele 12 preßt diese an die jeweils frei werdenden Windungen 30 an. Der Windungsabstand wird durch die Abzugsgeschwindigkeit der Einrichtung 9 und die Wicklerdrehzahl bestimmt. Wesentliche Merkmale sind die axial intermittierende Arbeitsweise des Stößels und seine nicht rotierende Anordnung.

Mit dem pulsierenden bzw. axial intermittierend arbeitenden und nicht rotierenden Stößel 28 werden die abzustreifenden Windungen 30 in tangentialer Richtung durch den Anpreßdruck des Stößels 28 gegen die erste Windung 30 und die dadurch entstehende Reibung gegen diese absolut geradlinig geführt. Es ist somit möglich, eine tangential und radial völlig spannungsfreie Bewehrungswendel zu fertigen und somit selbst empfindliche Schlauchseelen 12 ohne Hilfe von Stützdornen mit kräftiger Bewehrung 13 zu versehen.

Fig.4 zeigt schematisch die Anordnung und den Aufbau der Druckkammer 4. Sie ist hermetisch und gut isoliert am Geradeausspritzkopf 2 des ersten Extruders 1 angebracht und wird vorteilhafterweise aufklappbar gestaltet, um das Anfahren der Vorrichtung zu erleichtern. Ferner erkennt man die elastische Verbindung 4' zum Zentralrohr 21 des Zentralwicklers 5. Sie ist vorteilhaft; denn Schwingungen der einzelnen Vorrichtungsteile werden dadurch nicht auf andere übertragen. Weiter erkennt man eine Temperierkammer 13', die für eine konstante Temperierung der Schlauchseele 12 sorgt und die über Zu- und Ableitungen T bzw. T mit einem geeigneten Medium versorgt werden kann.

Anhand von F i g. 5 wird nachstehend eine der vielen möglichen Antriebsarten für den Stößel 28 erläutert Ein mit der rotierenden Hohlwelle 22 verbundenes als Taumelring ausgebildetes Steuerelement 31 bildet die Laufbahn von zwei Kurvenrollen 33. Die Kurvenrollen sitzen am äußeren Umfang um 180° versetzt auf einem weiteren Ring 34, der an seiner Achse senkrecht zu den Kurvenrollen 33 am Zentralrohr 21 gelagert ist Auf diesem Ring 34 sind weiter zwei Kniehebel 35 starr befestigt, die ihrerseits beim Rotieren des Ringes 34 eine Führungsbuchse 36, an deren in Fertigungsrichtung liegendem Ende der Stößel 28 sitzt axial pulsierend betätigen. Mit dieser Vorrichtung werden pro Wellen-

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drehung zwei Hübe vollzogen. Die Hublänge muß in diesem Falle mindestens die Hälfte der Breite der pro Wellendrehung abzustreifenden Windungen 30 betra gen. Die Hublänge darf dieses Maß über-, jedoch nicht unterschreiten. Ein größerer Hub bedingt lediglich, daß die Gesamtlänge der Vorwickelhülse um den Mehrhub weniger ausgenützt wird. Bei sehr steifen Bewehrungen 13 und bei solchen mit sehr geringem Reibungskoeffizienten kann es weiter vorteilhaft sein, die Vorwickelhülse mit schwachen, an ihrem äußeren Umfang axial verlaufenden scharfkantigen Erhebungen auszubilden, damit noch zusätzliche Sicherheit gegen einen tangen- tialen Schlupf der Windungen 30 entsteht.

Wie oben beschrieben wurde, ermöglicht es eine derartige Vorwickelhülse mit axial bewegbarem Stößel 28 Bewehrungsspiralen herzustellen, die völlig frei von tangentialen und radialen Kräften sind und dadurch die Fertigung von Schläuchen in den heute üblichen Toleranzbereichen ohne Stützdorn ermöglichen. Es kann außerdem mit Hilfe der Winkelfunktionen der äußere Durchmesser der Vorwickelhülse theoretisch genauestens ermittelt werden.

Die Bewehrungswindungen 30 liegen auf der Vorwkkelhülse dicht aneinander und haben somit einen von der Bewehrungsbreite abhängigen spezifischen Steigungswinkel. Nach dem Verlassen der Vorwickelhülse werden die Windungen durch die sich an sie schmiegende und mit höherer Geschwindigkeit in Produktionsrichtung bewegende Schlauchseele 12 bzw. 17 erfaßt und axial gestreckt Die hierzu erforderliche axiale Kraft wird von der Schlauchseele 12 selbst oder, falls mit den eingangs erwähnten axialen in oder auf der Schlauchseele 12 befindlichen Verstärkungsfäden 3' gearbeitet wird, von diesen aufgebracht. Durch diese Streckung der vorgefertigten Wendel verringert sich ihr Durchmesser im Verhältnis von Kosinus des Steigungs winkels beim dicht aneinanderliegenden Zustand zum Kosinus des neuen Steigungswinkels im gestreckten Zustand.

cos X₁ _ D|

cos λ₂ D₂

= Steigungswinkel der dichtanliegenden Windungen.

= Steigungswinkel der gestreckten Windungen.

= Außendurchmesser der Vorwickelhülse.

= Außendurchmesser der Schlauchseele des fertigen Schlauches.

ίο D₂

Somit ist D₁ =

D₂ cos λ,
COSa₂

Praktische Versuche bestätigen die Richtigkeit dieser Formel.

Für die Fälle, wo in der Praxis <%₂ gegenüber αϊ nur unwesentlich größer ist, wird es nicht mehr möglich sein, die Schlauchseele 12 in ihrem eigentlichen fertigen Durchmesser vorzufertigen, da sich der zentrale Durchlaß der Vorwickelhülse nunmehr kaum von ihrem äußeren Durchmesser unterscheiden müßte und somit ihre aus obiger Formel theoretische Wandungsstärke aus Materialfestigkeitsgründen nicht eingehalten werden kann. Trotzdem kann die Vorwkkelhülse mit der für ihre Festigkeit notwendigen Wandstärke auf Kosten ihres zentralen Durchlasses ausgeführt werden, da sich die hierbei verwendeten Schlauchseelen 12 unter dem besprochenen Innendruck spielend auf das erforderliche Maß dehnen lassen. Bei Verwendung von thermoplastischen Schlauchseelen 12, die an der Auflaufstelle U unter den vorgenannten Bedingungen nur eine elastische Verformung eingehen, können in einem weiteren kontinuierlichen, hier nicht näher erläuterten Arbeitsgang nach der Abzugseinheit mittels Heizkanal im gedehnten Zustand thermofixiert werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines dünnwandigen Schlauches, insbesondere ι Kunststoffschlauches, mit wendeiförmiger Bewehrung, die der an ihrem Umfang geführten unter Innendruck stehenden Schlauchseele nach dem Verlassen einer Führung zugeführt wird, wobei kontinuierlich mehrere Windungen der Bewehrung ι ο auf der Führung angesammelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß durch intermittierenden Druck in axialer Richtung gegen die jeweils letzte Windung die jeweils vorderste Windung der Schlauchseele zugeführt wird. ι ^r>

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchseele mindestens bis zu der Führung unter einem den Innendruck kompensierenden Außendruck gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendruck auch innerhalb der Führung zur Herabsetzung der Reibung aufrechterhalten wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 mit einem Zentralwickler, der ein feststehendes Zentralrohr für den Durchgang einer Schlauchseele aufweist, sowie eine auf dem Zentralrohr drehbar gelagerte Hohlwelle, die ihrerseits mindestens eine Spule für die Bewehrung drehbar lagert, wobei am Wickelpunkt jo des Zentralwicklers gleichfalls eine feststehende Führung für die Schlauchseele vorgesehen ist, über die die Bewehrung an die Schlauchseele von einer mit der Spule rotierenden Zuleitung abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (27) r> in einer axialen Länge, die der Dicke mehrerer Windungen (30) der Bewehrung (13) entspricht, über die Auflaufstelle (11) der Bewehrung vorragt, und daß hinter der Auflaufstelle (11) ein intermittierend axial hin und ner bewegbarer Stößel (28) vorgesehen ist, mittels dessen die auf der Führung (27) befindlichen Windungen (30) axial verschiebbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (17) zum Zuführen von Druckluft in die Schlauchseele (12) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Schlauchseele (12) umgebende Druckkammer (4) durch das Zentralrohr (21) und die Schlauchseele (12) selbst gebildet wird, wobei die Druckkammer (4) eingangs- und/oder ausgangsseitig durch die Schlauchseele (12) ringförmig umgebende Führungen abgeschlossen ist, gegen die die Wandung der Schlauchseele (12) unter Innendruck abdichtend anliegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (4) eingangsseitig abdichtend an den Spritzkopf (2) eines die Schlauchseele (12) erzeugenden Extruders (1) angeschlossen ist. bo

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die intermittierende Axialbewegung des Stößels (28) vom Antrieb (23) der Hohlwelle (22) über ein mit dieser umlaufendes Steuerelement (31) abgeleitet ist, das axial unterschiedlich vorspringende Bereiche aufweist, die von mit dem Stößel in Verbindung stehenden Kurvenrollen (33) abgetastet werden.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 — 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teilstück des Zentralrohrs (21) von einer Temperiereinrichtung (13') umgeben ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperiereinrichtung (13') eine dem Zentralwickler (5) vorgeschaltete Temperierkammer mit Zu- und Ableitung (T, T') für ein strömendes Medium aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6 sowie 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Zuführen von Druckluft in eine vorgefertigte Schlauchseele (12') wahlweise an deren Ende über die Achse (19) einer Abwickelvorrichtung (20) oder an den Anfang des fertigen Schlauchs (15) anschließbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zufuhr der Druckluft vom fertigen Schlauch (15) her am Eingang der Druckkammer (4) Klemmwalzen (39) vorgesehen sind, durch die die Schlauchseele (12') gegen Druckverlust zusammendrückbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralrohr (21) vor dem Zentralwickler (5) eine durch eine elastische Verbindung (4') überbrückte Unterbrechung aufweist.