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Kennwort: "Wickeltrieb"
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Vorrichtung zum Bewickeln von Schläuchen Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung zum Bewickeln von Schläuchen mit beim Bewickeln stationären
Wickelgutträgern und einem den Schlauch tragenden Dorn, welcher axial verschiebbar
ist und dabei im bestimmten Maß um seine Achse drehbar ist.
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Aus der GB-PS 848 524 ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher der
Dorn in einem Spannkopf eingespannt ist und von einem entsprechenden Antrieb sowohl
gedreht als auch gezogen wird.
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Diese Antriebsstelle ist ortsfest am Dornende angeordnet und bewegt
sich dabei von dem stationären Wickelgutträger weg.
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Durch diesen kontinuierlich veränderten Abstand sind die Wickel-Betriebsbedingungen
nicht konstant, z.B. durch die elastische Torsions- und Zugverformung des Dornes
und den Schlupf des Schlauches gegenüber dem Dorn. Dies birgt stets die Gefahr der
Ungleichmäßigkeit der Wicklung in sich.
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Darüber ersteckt sich der bekannte Dornantrieb mit Führungsteilen
über die ganze axiale Bewegungsstrecke des Spannkopfes und verlängert die axiale
Dimension der Vorrichtung durch das endseitige Antriebsaggregat beträchtlich. Es
liegt also beim Antrieb eine große räumliche Längenausdehnung vor. Außerdem soll
mit
dieser Vorrichtung nur in einer Richtung gewickelt werden, was vor allem produktionsbedingte,
umständliche Transportaktionen zur Folge haben kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache, raumsparende
Vorrichtung der oben genannten Art zu entwickeln; bei der die Wickel-Betriebsbedingungen
bezüglich des Dornantriebes und der Schlauchbewicklung über die ganze Dorn läge
hin unverändert gehalten werden und eine gleichmäßige Bewicklung des Schlauches
- auch im Hin- und Hergang - erreichbar ist Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß ein Längsabschnitt des Domes von einem Ringrotor umschlossen ist, und
daß der Ringrotor reibungsschlüssig an dem Dornmantel angreifende, radial anpressbare
Längstriebglieder besitzt, die von einem, am Ringrotor drehbar gelagerten gemeinsamen
Antriebsrad synchron antreibbar sind, und zusammen mit dem drehangetriebenen Ringrotor
um die Dornachse umlaufen Die Erfindung schlägt als Antriebsprinzip vor, den die
Drehung und die Axialverschiebung erzeugenden Antrieb des Dorn es ortsfest in der
Vorrichtung anzuordnen und allein den Dorn zu bewegen. Die Antriebsmotoren für die
Drehbewegung und die Längsbewegung des Dornes sind bei der Erfindung neben dem Dorn
angeordnet. So wird die Drehbewegung des Dornes durch einen stationären Antriebsmotor
über einen auf Rollen gelagerten Ringrotor erzeugt. Ein zweiter, ortsfest angeordneter
Antriebsmotor übernimmt über ein unabhängig von dem sich drehenden Ringrotor drehbar
gelagertes Antriebsrad den Antrieb der Längstriebglieder, die hier als Raupentriebe
ausgebildet sind. Der Dorn wird somit fortlaufend über seine gesamte Länge in einem
Längsabschnitt erfaßt und durch sein feststehendes Antriebsaggregat, ncmlich den
Ringrotor hindurchbewegt und dabei an den stationären Wickelgutträgern vorbeigeführt
und bewickelt. Der Antrieb wandert
also am Dorn entlang. Damit bleibt
der Abstand der Antriebsstelle von der Wickelstelle am Dornmantel über die gesamte
Dornlänge konstant. Die Konstanz dieser Betriebsbedingung wirkt sich auf die Gleichmäßigkeit
des Produktes besonders günstig aus. Die Bewicklungs-Fadenspannung bleibt z.B. über
die ganze Länge des Produktes gleich.
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Die Reibungskräfte, die durch die radiale Anpressung der Längstriebglieder
an den Dorn entstehen und die den Dorn an seinen Mantelpartien erfassen und ihn
sowohl in die Drehbewegung als auch in die Längsbewegung mitnehmen, sind tangential
in Verlaufsrichtung des gewendelten Fadens gerichtet. Diese Reibungskräfte ziehen
die auflaufenden Fäden in jedem Längsabschnitt des Dornes über den jeweiligen Untergrund
und erzeugen so eine gleichmäßig anliegende Wickellage. Ein Schlupf des Schlauches
gegenüber dem Dorn ist somit minimiert und soweit überhaupt auftretend, über die
gesamte Wickellänge gleichbleibend.
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Die axiale Dimension des Antriebsaggregates wird durch die erfindungsgemäße
feststehende Bauweise erheblich begrenzt.
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Vergleichbare, längs des Axialweges der Dornbewegung angeordnete Führungsteile,
wie Zahnstangen oder Leitspindeln, sind überflüssig. Die gesamte Vorrichtung braucht
damit erfindungsgemäß nicht länger als die Axialverschiebung des Dornes zu sein.
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Da der Antrieb bei dieser Erfindung einen wechselnden Längsabschnitt
des Dornes erfaßt, besteht die Möglichkeit, das Wickelgut beidseitig der Antriebsstelle
auf den Dorn auflaufen zu lassen. Damit ist eine wesentlich umfangreichere Zuführmöglichkeit
von Wickelgut bei ein und demselben Produktionsgang gegeben. Außerdem ist es auf
einfache Weise möglich, den Dorn im Hin und Hergang zu bewickeln, nämlich durch
Umkehr der Antriebsrichtung der Längstriebglieder. Dabei kann noch, während ein
bestimmtes Wickelgut auf der einen Seite des Antriebsaggregates auf den Dorn aufläuft,
auf der anderen Seite anderes Wickelgut auf den Wickelgutträgern vorbereitet werden.
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Damit bietet die Erfindung eine weitaus größere Gestaltungsmöglichkeit
für den Produktionsprozeß. Durch die Umkehr der Drehrichtung des Drehantriebes wird
zusätzlich auch eine abschnittsweise wechselnde Umwicklung des Dornes möglich.
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Diese große Variierbarkeit, die einhergeht mit einer hohen Gleichmäßigkeit
jeder Wickellage, wirkt sich besonders vorteilhaft aus auf die Bewicklung von Schläuchen
mit großen Durchmessern und Längen.
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Die bereits erwähnten, reibungsschlüssig am Dornmantel angreifenden
Längstriebglieder, die als achsparallel angeordnete Raupentriebe ausgebildet sind,
sind für die Dornbewegung besonders zweckdienlich. Da jeder Raupentrieb endseitig
des endlosen Raupenbandes jeweils ein Treibrad besitzt, ergibt sich ein über die
Berührungslänge gleichförmig wirksamer Trieb.
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Die zur Dreh- und Längsbewegung des Dornes erforderliche Anpressung
der Längstriebglieder an den Dornmantel läßt sich auf verschiedene Weise verwirklichen.
Eine besonders einfache Ausführung stellt die Verwendung von spannbaren Schwingen
dar, die am Ringrotor angelenkt sind. Dabei ist es nach einer weiteren Ausbildung
der Erfindung besonders vorteilhaft, Doppelschwingen zu verwenden, deren Koppelglied
als Träger des Längstriebgliedes ausgebildet ist. Durch sinnvolle Abstimmung der
Längen der Schwingenarme und der Anordnung der Anlenkpunkte im Ringrotor läßt sich
erreichen, daß die Längstriebglieder bei jedwedem Dorndurchmesser sich radial zum
Dorn angenähert längs einer solchen Bahn bewegen, die die Berührungs-Normale am
Dornmantel angenähert in der Mitte des Raupenbandes hält und damit die konstruktiv
erforderliche Breite des Raupenbandes auf ein Minimum begrenzt ist. Daneben bleiben
auch die Anpreßhebelmomente bei den verschiedenen Dorndurchmessern unverändert und
es wird die Gleichmäßigkeit des Produktes in den verschiedenen Wickellagen besonders
untersützt.
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Durch die Anlenkung je einer Doppelschwinge an den Gehäusen der Treibräder
des Raupenbandes ergibt sich ein optimaler Kraftschluß von der Raupe zum Dornmantel,
wodurch auch kleinere Dorndurchmesser-Veränderungen elastisch geschluckt werden.
Der Einsatz eines die beiden Doppelschwingen schwenkbewegenden Kraftspeichers bewirkt
eine weitgehend gleichbleibende Anpressung der Raupen.
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Der synchrone Antrieb der Längstriebglieder kann ebenfalls auf verschiedene
Weise erreicht werden. Ein sehr einfacher spielarmer Antrieb stellt ein koaxial
zur Dornachse am Ringrotor drehbar gelagertes Mittenrad dar, welches mit einer Verzahnung
versehen ist. An diesem Mittenrad rollen die gleichmäßig am Ringrotor verteilten
Zwischenräder für die Längstriebglieder synchron ab. Dieses Mittenrad ist erfindungsgemäß
als Hohlwelle ausgebildet, die von einem ortsfest neben dem Ringrotor angeordneten
Motor unabhängig von der Drehung des Ringrotors angetrieben wird. Dieser separate
Antrieb bietet besondere Vorteile darin, sowohl während des Produktionsprozesses
feinfühlige Korrekturen des Längstriebes des Dornes vorzunehmen, als auch aug einfache
Weise die Längstriebrichtung umzukehren Im übrigen könnte die Lösung der Aufgabe
erfindungsgemäß auch darin bestehen, daß der Antrieb des Dornes über reibungsschlüssig
in Wendelrichtung schwenkbare, radial anpreßbare Raupentriebe erfolgt, die in einem
feststehenden Gehäuse untergebracht sind und durch einen einzigen ortsfest angeordneten
Motor angetrieben sind.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Es zeigen: Fig.1 eine schematische Draufsicht auf die gesamte Vorrichtung mit den
wichtigsten Komponenten.
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Fig.2 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung längs der Schnittlinie
II-II in Fig.1, Fig.3 eine vergrößerte Detailansicht der Vorrichtung entsprechend
Fig.2 mit einem Längstriebglied und seinen Anlenkgliedern in zwei Arbeitspositionen,
Fig.4 eine schematisierte Ansicht eines Längstriebgliedes in Richtung IV von Fig.3zusammen
mit dessen Anlenkgliedern.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen Dorn 15, der in einem
Längsabschnitt umgeben ist von einem Ringrotor, bestehend aus den Seitenwänden 10
und den Distanzstangen 11.
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Innerhalb dieses Ringrotors (10,11) befinden sich drei in gleichem
Winkelversatz zueinander angeordnete Längstriebglieder, die hier als Raupentriebe
ausgebildet sind, wovon, der einfacheren Darstellung wegen in Fig.1, zwei Einheiten
14 am Dornmantel gegenüberliegend gezeigt sind. Wie insbesondere Fig.2 zeigt, ist
der Ringrotor 10,11 mittels Rollenböcken 31,32 am Umfang seiner Seitenwände 10 drehbar
gelagert und wird über einen Kettentrieb od.dgl. am Teilkreis 37 eines Rotorantriebesrades
60 von einem Motor 34 angetrieben. Der Antrieb der Raupentriebe 14 geschieht über
einen separaten Motor 33.
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Ringrotor 10,11 und Raupentriebe 14 stellen ein Antriebsaggregat dar,
das den Dorn 15 sowohl axial durch die Vorrichtung schiebt, als ihn auch um seine
Achse 16 dreht. Die vom Ringrotor 10,11 jeweils umfaßte Längszone des Dornes 15
stellt die maßgebliche Antriebsstelle 27 dar.
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Zu der Vorrichtung gehören auch an sich bekannte Wickelgutträger,
von denen lediglich in Fig.1 schematisiert die letzten Führungsrollen 17,18 dargestellt
sind. Die Wickelgutträger sind zu beiden Seiten des-Antriebsaggregates angeordnet,
weshalb Wickelgut zu beiden Seiten der Antriebs stelle 27 auf den Dornmantel auflaufen
kann. Die Führungsrollen 17, 18 sind schwenkbar um Drehpunkte 21,22 ausgebildet
für die Bewicklung des Dornes 15 im Hin- und Hergang. Der Dorn 15 ist beispielsweise
auf Lagerrollen 23,24 gelagert und geführt. Die Lagerrollen stehen entsprechend
der Abroll-Mantellinie unter einem bestimmten Winkel zur Dornachse 16 und sind zur
Anpassung an den Dorndurchmesser neigungsverstellbar.
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Der zur gleichmäßigen Längsbewegung des Dornes 15 erforderliche synchrone
Antrieb der Raupentriebe 14 geschieht über ein Mittenrad 59, das als Hohlwelle ausgebildet
ist und von dem Motor 33 beispielsweise über eine Kette angetrieben wird, wie insbesondere
in Fig.4 bzw. 2 gezeigt ist. Das Mittenrad 59 ist drehbar am Ringrotor, koaxial
zur Dornachse, gelagert. Das Mittenrad 59 trägt eine Verzahnung mit einem Teilkreis
36, auf dem Zwischenräder 38 abrollen, wie aus Fig.3 erkennbar. Diese Zwischenräder
sind gleichmäßig verteilt an der einen Ringwand 10 angeordnet und dort drehbar gelagert.
Die synchrone Drehung der Zwischenräder 38 wird jeweils über eine Zwischenwelle
58, wie in Fig.4 gezeigt, durch die Rotorseitenwand 10 hindurch übertragen.
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Im inneren des Ringrotors 10,11, zwischen den Seitenwänden 10 angeordnet,
befinden sich die Anlenkglieder und auch die Antriebsglieder der Raupenbänder 14.
Wie in Fig.4 bzw. Fig.3 an dem Beispiel eines Raupentriebes 14 gezeigt, umfaßt die
Anlenkung des Raupentriebes 14 zwei endseitig des Raupenbandes angeordnete Doppelschwingen
- bestehend aus den Schwingarmen 41 und 42 und den als Getriebegehäuse ausgebildeten
Koppeln 52 und 53 - sowie den Festpunkt-Achsen 43,44 und einer Schwenkachse 55.
Der eine Schwingenarm 41 der jeweiligen Doppelschwinge
ist an der
Festpunkt-Achse 43 sowie an einem Gelenkauge 49 am Treibradgehäuse 52 bzw. 53 angelenkt.
Der andere Schwingenarm 42 der Doppelschwinge ist jeweils über seinen Schwenklagerpunkt
an der Festpunkt-Achse 44 hinaus verlängert und wirkt als zweiarmiger Hebel zur
Anpressung des Raupenbandes 14 an den Mantel des Dornes 15. Am Ende seiner Verlängerung
sind die Schwingenarme 42 miteinander zu einer Gabel 47 verbunden und tragen dort
den einen Anlenkpunkt eines Kraftspeichers 46, dessen anderer Anlenkpunkt am Ringrotor
10,11 festsitzt. Anstelle dieses Kraftspeichers könnte auch eine Spanneinrichtung
verwendet werden, die z.B. in der Form eines koaxialen Spannringes alle übrigen
spannbaren Schwingenarm-Gabeln 47 mit erfaßt.
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Am anderen Ende dieser zweiarmig ausgebildeten Schwingenarme 42 ist
im Anlenkpunkt der als Gehäuse 52,53 ausgebildeten Koppel, die Schwenkachse 55 vorgesehen,
die die beiden Gehäuse 52,53 in der Flucht ihrer Achse ausgerichtet hält und für
ein gleichmäßiges Anliegen des Raupenbandes 14 am Mantel des Dornes 15 sorgt. Diese
Schwenkachse 55 ist zugleich auch Träger von zwei Hohlwellen 56,57, die zur Übertragung
der Längstriebkräfte dienen.
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Diese Hohlwellen 56,57 ragen in die Treibradgehäuse 52,53 hinein,
wo sie je ein Kegelrad tragen, das mit je einem Treibrad 50 bzw. 51 des Raupenbandes
14 im Eingriff steht. Die Achsen dieser Treibräder 50,51 sind in den Gehäusen senkrecht
zur Schwenkachse 55 gelagert und geführt, bedarfsweise in zwei Punkten, um die Anpresskräfte
des Raupenbandes 14 genügend sicher abzustützen. Der parallele Antrieb der Hohlwellen
56,57 geschieht über Zahnriemen oder Kette von einer Paralleltrieb-iiohlwelle 54
aus, die auf der Festpunkt-Achse 44 drehbar gelagert ist. Die Paralleltrieb-Hohlwelle
54 wird wiederum über Zahnriemen oder Kette 48 von der Zwischenwelle 58 aus angetrieben.
Die synchrone Drehung der drei gleichmäßig verteilt
in der Rotor-Seitenwand
10 gelagerten Zwischenwellen 58 wird somit parallel auf die Treibräder der Raupenbänder
14 übertragen. Die Raupenbänder selbst können dabei Schwenkbewegungen um die Festpunkt-Achsen
43,44 ausführen, um sich den unterschiedlichen Dorndurchmessern anzupassen.
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Die Anlenkpunkte der Festpunkt-Achsen 43 und 44 an den Seitenwänden
10 des Ringrotors sind nach den Regeln der Getriebelehre so gewählt, daß das Raupenband
14 in der Mitte seiner Bandbreite tangential auf der Berührungslinie längs des Mantels
des Dornes 15 bei den verschiedenen Dorndurchmessern zu liegen kommt, wie Fig. 3
zeigt. Hier ist in voll ausgezogenen Linien das Raupenband 14 .in einer Position
an einem großen Durchmesser des Dornmantels 35 dargestellt, in strichpunktierter
Linie ist das Raupenband 14' in einer Position an einem kleinen Durchmesser des
Dornmantels 35' dargestellt. In beiden Positionen verläuft die Berührungs-Normale
45 bzw. 45' in der Mitte der Raupenbandbreite auf die Dornachse 16 zu. Das Raupenband
liegt dabei in beiden Positionen tangential am Dornmantel 35 bzw. 35' an.
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Die Lage der Festpunkt-Achsen 43 und 44 an den Seitenwänden 10 sowie
die Länge der Schwingenarme 41 bzw. 42 zusammen mit den gewählten Abmessungen der
Koppel - das ist das Treibradgehäuse 52 bzw. 53 und der Abstand des Berührungspunktes
45 bzw. 45' am Dornmantel 35 bzw. 35' von der Schwenkachse 55 - bestimmen das tangentiale
Anliegen des Raupenbandes 14 bzw. 14'. Im übrigen könnten diese Bedingungen mittels
bekannter Geradführungen auch erreicht werden. Jedoch stellt die Lösung mit Doppelschwingen
die mechanisch solideste und am wenigsten aufwendige dar.