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Verfahren und Einrichtung zum Zerstückeln von
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nichtmetallischen Schläuchen zu Ringen Die Erfindung betrifft ein
Verfahren und eine Einrichtung zum Zerstückeln von nichtmetallischen Schläuchen
zu Ringen, mit zum Aufziehen der Schlauchstücke geeigneten rotierenden Dornen und
einer diesen zugeordneten Zerstücklungseinheit, sowie mit einem Schrittschaltwerk
zur Veränderung der Stellung der Zerstücklungseinheit gegenüber den Dornen.
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Bekanntlich werden Ringe aus nichtmetallischem Werkstoff, z.B. aus
Gummi, Leder, Plastikwerkstoffen und dergleichen, durch Zerstücklung von entsprechend
bemessenen Schläuchen gefertigt, wobei aus dem Schlauch Scheiben abgeschnitten werden,
deren Dicke der des gewünschten Ringes entspricht. Derartige Lösungen können nur
dort Anwendung finden, wo an die Ringe keine Spezialansprüche bezüglich der Maßgenauigkeit,
Formgenauigkeit bzw. Oberflächengüte wie z.B. bei Dichtungsringen gestellt werden.
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Einrichtungen und Geräte, die auf die oben beschriebene Weise arbeiten,
sind inden verschiedensten Ausführungen bekannt.
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Sie haben den Nachteil, daß nach beendeter Schlauchzerstückelung die
Dorne herausgenommen werden müssen, um die Ringe abzuziehen, bzw. neue Schlauchstücke
zwecks Zerstücklung aufzuziehen. Die Produktivität solcher Einrichtungen entspricht
dadurch nicht den derzeitigen Anforderungen. Die Herstellung und Bedienung solcher
Geräte ist kompliziert, und erfordert einen großen Aufwand an Material und physischer
Arbeit.
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Ziel der Erfindung ist, Mängel bekannter Verfahren und Einrichtungen
zu beseitigen und eine Einrichtung der oben beschriebenen Art derart weiterzuentwickeln,
daß die Schlauchaufgabe und das Aufziehen auf den Dorn, bzw.
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das Abziehen mit verhältnismäßig einfachen Mitteln automatisierbar
ist, die Zerstücklung aber mit wesentlich höherer Produktivität als bei den bisher
bekannten Lösungen erfolgen kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche
1 und 2 gelöst.
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Zweckmäßig ist eine solche Ausführungsform, bei welcher die Dorne
parallel zur Drehachse des Zerstücklungswerkzeugs von dieser in gleichem Abstand
angeordnet sind, wobei dieser Abstand höchstens derart groß ist, daß er der von
der Drehachse gemessenen größten Entfernung der Schneidkanten des Zerstücklungswerkzeuges
entspricht.
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Von Vorteil ist es ferner, daß vier Dorne vorgesehen sind, welche
um 900 zueinander versetzt angeordnet sind, und daß das Zerstücklungswerkzeug mit
vier um 900 zueinander
versetzten bogenartigen Zerstücklungsmessern
versehen ist, die gegenüber den Dornen versetzt angeordnet sind.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dorne mit einer elastischen
Hülle, vorzugsweise mit einer Gummihülle, überzogen. In diesem Falle kann der Abstand
der Schneide der Zerstücklungswerkzeuge von der Drehachse etwas größer als der Radius
der inneren Berührungskreise der Dorne sein. Zwar schneidet dabei die Schneide ein
bißchen auch in die Gummihülle ein, doch erreicht man damit ein vollkommenes Durchschneiden
des Schlauches.
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Zweckmäßig ist es ferner, daß die Dorne zur Erleichterung des Auf-
und Abziehens der Schlauchstücke mit einer an eine Preßluftspeisequelle anschließbaren
axialen Bohrung, wobei mindestens einer in diese einmündenden radialen Bohrung versehen
sind, wobei die radiale Bohrung in der Nähe des konischen Endes des Dornes angeordnet
ist. Auf diese Weise kann bei Anhaften des Schlauches am Dorn, zwischen diesem und
dem Schlauch ein Luftpolster hergestellt werden, so daß damit das Auf- oder Abziehen
des Schlauches erleichtert wird.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen
in ihren Einzelheiten näher erläutert, wobei in den Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel
der Einrichtung gemäß der Erfindung dargestellt ist.
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Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Einrichtung gemäß der
Erfindung, Fig. 1a zeigt ein Detail der Lösung in Fig. 1, gleichfalls im Vertikalschnitt,
Fig.
2 zeigt eine kinematische Skizze der Schlauchaufgabeeinheit der Einrichtung nach
Fig. 1, Fig. 2a zeigt ein Detail der Fig. 2, jedoch in anderer Stellung, Fig. 2b
zeigt eine Skizze eines Details der Schlauchaufgabeeinheit, Fig. 3 zeigt einen Schnitt
A-A der Fig. 1, und Fig. 4 zeigt einen Schnitt B-B der Fig. 1.
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Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, ist die Zerstücklungseinrichtung
mit Dornen 2 ausgestattet, die zur Aufnahme des in gleich lange Abschnitte geschnittenen
Schlauches 1 geeignet sind. Die Dorne 2 sind in an sich bekannter Weise um ihre
Achse verdrehbar gelagert.
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Im vorliegenden Fall besitzt die Einrichtung vier solcher Dorne 2,
die einer Zerstücklungseinheit 3 zugeordnet sind. Ferner hat die Einrichtung ein
Schrittschaltwerk 4, welches jeweils die relative Stellung der Zerstücklungseinheit
3 zu den Dornen 2 verändert. Das Schrittschalwerk hat die Aufgabe, die Zerstücklungseinrichtung
in einem Abstand, welcher der Dicke des vom Schlauchstück 1 abzuschneidenden Ringes
5 entspricht, axial zu verschieben.
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ErfindungsgemäB ist die Einrichtung auch mit einer Schlauchaufgabeeinheit
6 sowie mit einer Schlauchaufzieh- bzw. Abzieheinheit versehen. Die Schlauchaufyabeeinheit
6 weist einen Mechanismus 8 zur Einzelaufgabe der Schlauchabschnitte auf, während
ein Mechanismus 9 die Schlauchstücke 1 in die Achsenlinie der Dorne 2 gelangen läßt.
Die Schlauchaufgabeeinheit 6 (Fig. 2, 2a, 2b) ist mit einem Vertikalmagazin 10 versehen,
welches zur
Aufnahme und Vbereinanderlagerung der vorher auf bestimmte
Länge abgeschnittenen Schlauchstücke ausgebildet ist. Im vorliegenden Fall besitzt
die Schlauchaufgabe-Einheit 6 für jeden Dorn 2 je ein Magazin. Je zwei Magazine
10 sind zu beiden Seiten angeordnet, von denen je eines mit einem die Schlauchstücke
einzeln aufgebenden Mechanismus 8 gekoppelt ist. Der Mechanismus 8 hat Kippklappen
11, welche die unteren Enden der Magazine 10 verschließen können. Das Ende der Kippklappen
ist über eine Stange 13 gelenkig mit einem zweiarmigen Hebel 12 verbunden. Das eine
Ende des Hebels 12 ist gelenkig an einer Steuerstange 14 angeschlossen, während
das andere Ende des Hebels 12 mit einer Verriegelungsstange 15 verbunden ist, welche
im vorliegenden Fall gleich lang wie das Magazin 10 ist. Die Verriegelungstange
15 bringt von den im Magazin 10 befindlichen Schlauchstücken 1 stets das unterste
zum Anschlag. Die Kippklappe 11 ermöglicht in ihrer vertikalen, geöffneten Stellung,
daß sich das unterste Schlauchstück 1 auf der Verriegelungsstange 15 stützt. Wird
die Verriegelungsstange 15 in die in Fig. 2a dargestellte Stellung bewegt, so gestattet
die Kippklappe 11 nur das Herabfallen des untersten Schlauchstückes 1, während sie
die übrigen Schlauchstücke 1 zurückhält. Die Bewegung des Mechanismus 8 erfolgt
über die Steuerstange 14 mit Hilfe einer Steuerbahn 25, welche an der Auf- und Abzieheinheit
7 befestigt ist. Hierauf wird später noch näher eingegangen.
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In den Fig. 2 und 2a ist der Mechanismus 9 in seinen beiden Extremstellungen
dargestellt. Der Mechanismus 9, welcher die Schlauchstücke 1 in die Achsenlinie
der Dorne 2 gelangen läßt, hat eine mit der Anzahl der Dorne 2 übereinstimmende
Anzahl von - im vorliegenden Fall vier -
Rinnen 16. Von diesen
stehen jeweils zwei über eine Stange 17 miteinander in starrer Zwangsverbindung.
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An den Stangen 17 sind Bolzen 18 vorgesehen, die sich in Kulissen
19 mit Hilfe von Stangen 20 verschieben lassen. Die Stangen 20 sind miteinander
durch ein Gelenk 20a verbunden, welches im vorliegenden Fall mit der Kolbenstange
22 eines pneumatischen Arbeitszylinders 21 verbunden ist. Der Arbeitszylinder 21
ist ortsfest eingebaut. In Fig. 2 ist der Mechanismus 9 in jener Stellung dargestellt,
in welcher sich die Rinnen 16 in der Fortsetzung von Ablenkplatten 23 der Magazine
10 befinden, so daß die einzeln aufgegebenen Schlauchstücke 1 über die Ablenkplatte
23 direkt in die Rinnen 16 rollen können. In Fig. 2 ist auch die andere Extremstellung
des Mechanismus 9 zu sehen, in welcher die Mittellinie des in der Rinne 16 befindlichen
Schlauchstückes 1 mit der Mittellinie des Dornes 2 übereinstimmt. In dieser Lage
gelangt der Mechanismus 9 durch das Hochfahren der Kolbenstange des Arbeitszylinders
21, wobei sich die Rinne 16 in der Pfeilrichtung 24 verschiebt (Fig. 2).
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Das Gestell der Einrichtung wurde mit der Bezugsnummer 26 bezeichnet
(Fig. 1). Es ist hier mit zwei horizontalen Führungen 27 versehen, an denen ein
Rahmen 28 der Schlauchauf- und Abzieheinheit 7 gemäß der Erfindung verschiebbar
angebracht ist. Zum horizontalen Fortbewegen des Rahmens 28 dient im vorliegenden
Falle ein pnetimati#ciier Arveitszylinder 29, dessen Zylinder 3G am Gestell 26 befestigt
ist, während dessen Kolbenstange 31 am Rahmen 28 anschließt. Die Einheit 7 ist erfindung
gemäß mit Elementen versehen, die das Schlauchstück 1 beim Auf- bzw. Abziehen ergreifen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind diese Elemente in oeffnungen 32
des
Rahmens 28 verschiebbar angeordnet, und an beiden Enden mit Schultern versehene
Ringe 33, sowie eine in Öffnungen 34 des Rahmens 28 verschiebbar angeordnete, mit
Führungen 35 verbundene Stützscheibe 36. Die Stützscheibe 36 ist aus Gummi gefertigt.
Ihr Innendurchmesser stimmt mit dem des Schlauches 1 überein.
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Die Führung 35 ist über eine Platte 37 mit einem Zylinder 39 eines
Arbeitszylinders 38 verbunden, während eine Kolbenstange 40 eines Arbeitszylinders
38 am Rahmen 28 angeschlossen ist. Mit dem Arbeitszylinder 38 kann die Stützscheibe
36 gegenüber dem Rahmen 28 horizontal verschoben werden. In Sitzen 41 des Rahmens
28 sind in die Achsenlinie der Dorne 2 fallende Stützspitzen 42 in an sich bekannter
Weise verdrehbar gelagert. Die Stützspitzen haben die Aufgabe, während des Zerstücklungsvorgangsdie
Dorne 2 zu halten.
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Erfindungsgemäß hat die Zerstücklungseinheit 3 ein Zerstücklungswerkzeug
43, das mit einem Drehwerk verbunden ist. In der dargestellten Ausführungsform sind
die Dorne 2 parallel zur Drehachse des Zerstücklungswerkzeuges, und von dieser in
gleichem Abstand angeordnet.
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Aus Fig. 3 ist zu ersehen, daß die Dorne 2 um 900 zueinander versetzt
angeordnet sind. Das Zerstücklungswerkzeug 43 wiederum besitzt Zerstücklungsmesser
44, die ebenfalls um 900 zueinander und gegenüber den Dornen 2 versetzt angeordnet
sind. Die Zerstücklungsmesser 44 sind im vorliegenden Fall bogenartig ausgestaltet,
wobei der größte Halbmesser ihrer Schneidkanten so groß ist, wie der Radius der
inneren Berührungskreise der Dorne 2.
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Dieser Abstand ist in Fig. 3 mit dem Bezugszeichen 45 bezeichnet.
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Aus den Fig. 1 und Fig. 3 ist zu ersehen, daß die Zerstücklungsmesser
44 an einer Nabe 46 befestigt sind.
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Diese Nabe 46 kann auf einer mit der Drehwelle des Zerstücklungswerkzeuges
43 koaxialen Rohrwelle 47 in horizontaler Richtung verschoben werden. Hierzu ist
die Rohrwelle 47 mit einem längsgerichteten Pfeil 48 versehen. Die Nabe 46 ist mit
einer zentralen Gewindespindel 49 an einer anschließenden Mutter 50 in an sich bekannter
Weise mit einem Fixierbolzen befestigt.
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Die Rohrwelle 47 ist im Gestell 26 und die Spindel 49 in der Rohrwelle
47 in an sich bekannter Weise verdrehbar geführt. Für die Durchführung der Rohrwelle
47 ist der Rahmen 28 mit einer Öffnung 52 versehen.
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Die Rohrwelle 47 ist an dem einen Ende mit einem Zahnrad 53 versehen,
das in ein auf der Welle 54 vorgesehenes Zahnrad 55 eingreift (Fig. 1). Auf der
Welle 54 befindet sich im vorliegenden Falle ein Kettenrad 56, das über eine Kette
von einem Elektromotor 57 angetrieben wird.
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Mit der Rohrwelle 47 rotiert demnach zwangsläufig auch die Zerstücklungseinheit
3, deren Drehzahl im vorliegenden Ausführungsbeispiel 40 Umdrehungen pro Minute
beträgt.
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Jeder Dorn 2 ist an seinem einen Ende mit einem Zahnrad 58 versehen
(Fig. 1). Diese Zahnräder 58 werden von einem auf der Welle 59 befestigten Zahnrad
60 bzw. über ein zentrales Zahnrad 61 angetrieben. Die Drehzahl der Zahnräder 58
und damit auch der Dorne 2 beträgt 1600 U/min. Die Drehrichtung ist in Fig. 3 mit
einem Pfeil bezeichnet. Die Welle 59 ist mit dem Elektromotor 62 durch einen Keilriemenantrieb
verbunden (Fiq. 1).
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Aus Fig. 3 ist zu ersehen, daß die Kreisbahn des rotierenden Zerstücklungswerkzeugs
in je vier Zerstücklungsabschnitte 63 und je vier Schreitabschnitte 64 unterteilt
ist. Die Länge des Zerstücklungsabschnittes 63 und der Schneidkanten der Zerstücklungsmesser
44 wurde so gewählt, daß sie zum sicheren kreisförmigen Durchschneiden des Schlauchstückes
1 ausreichend ist.
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Die Schrittschaltung des Zerstücklungswerkzeuges 43 erfolgt in Abschnitten
64. Hierzu dient ein Schrittschaltwerk 4.
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Das Schrittschaltwerk 4 besitzt eine auf der Welle 54 aufgekeilte
Formscheibe 65. An den Rand der Formscheibe 65 preßt sich eine Rolle 66, welche
an einem mit einem Ende gelenkig fixierten Hebel 67 angebracht ist.Der Hebel 67
ist mit der in der Pfeilrichtung 68 einstellbaren Rolle versehen und arbeitet mit
einem zweiarmigen Hebel 71 zusammen, der um einen Bolzen 70 verdrehbar ist.
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Das eine Ende des Hebels 71 ist mit einem Zahnbogen 72 versehen, während
das andere Ende durch eine Feder, im vorliegenden Falle durch die pneumatische Feder
73, abwärts gelenkt wird. Der Zahnbogen 72 greift intermittierend in ein Zahnrad
74 ein. Das Zahnrad 74 kann sich über die auf der Spindel 49 angebrachten, an sich
bekannte elektromagnetische Wellenkupplung 75 nur in einem Drehsinn verdrehen. Hierbei
bewegt sich die Mutter 50 auf der Spindel 49 und damit auch die Zerstücklungseinheit
nach links (Fig. 1). Die Größe dieser Fortbewegung kann durch Einstellung einer
Rolle 69 reguliert werden (Fig. 4). Die Wellenkupplung 75 ist in an sich bekannter
Weise mit einem Freilauf 76 kombiniert (Fig. 1).
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Der Freilauf 76 wird dann benötigt, wenn beispielsweise die Zerstücklungseinheit
3 aus der in Fig. 1a dargestellten linksseitigen Endstellung in die rechtsseitige
Endstellung zurückgebracht werden soll. Hierzu ist die Spindel 49 im vorliegenden
Fall über den Keilriemenantrieb mit einem Elektromotor 77 verbunden.
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Mit dem Elektromotor 77 wird dann die Spindel 49 im entgegengesetzten
Drehsinn gedreht, wobei der Freilauf 76 die Wellenkupplung 75 ausschaltet.
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Im unteren Teil der Einrichtung ist ein Trog 78 vorgesehen, in welchen
die abgeschnittenen Ringe hineinfallen (Fig. 1).
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In Fig. 1a ist eine solche Variante des Dornes 2 dargestellt, bei
der dieser mit einer axialen Bohrung 79 und einer in diese einmündenden radialen
Bohrung versehen ist. Die radiale Bohrung ist nahe dem unteren konischen Ende des
Dornes 2 angeordnet, während die axiale Bohrung 79 an eine in der Zeichnung nicht
besonders dargestellte Preßluftspeiseeinheit angeschlossen ist.
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Durch Preßluft, die über die Bohrungen 79 und 80 eingeblasen wird,
kann zur Erleichterung des Auf- und Abziehens des Schlauches zwischen dem Dorn 2
und dem Schlauchstück 1 ein Luftpolster hergestellt werden. Der Dorn 2 kann selbstverständlich
auch ein beliebig anderer, beispielsweise ein expandierender, Dorn sein.
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In Fig. 1a ist die Zerstücklungseinheit 3 und die Schlauchaufzieheinheit
7 in ihren linksseitigen Endstellungen dargestellt. Der Dorn 2 wird hier von der
Stützspitze 42 gehalten. In dieser Stellung kann das Schneiden durchgeführt werden.
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Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels ist folgende:
Durch die Bewegung des Rahmens 28 aus seiner in Fig. 1a dargestellten Stellung nach
der keilförmigen Steuerbahn 25 wird das Ende der Steuerstange 14 aufwärts bewegt,
wobei sich der Mechanismus 8 in die aus Fig. 2a ersichtliche Stellung verschiebt.
Hierbei läßt die Verriegelungsstange 15 das unterste Schlauchstück 1 herabfallen,
das in die Rinne 16 rollt. Gleichzeitig hält die Kippklappe 11 die übrigen Schlauchstücke
1 zurück. Auf diese Weise gelangt immer nur ein Schlauchstück 1 in die Rinne 16.
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Hiernach wird durch Betätigung des Motors die Einheit 7 in die Stellung
gemäß Fig. 1 gebracht. Nun wird mit der nicht besonders dargestellten Preßluftspeiseeinheit
der Mechanismus 9, d.h. dessen Arbeitszylinder 21, betätigt, wobei die Schlauch
stücke 1 in die Achsenlinie der Dorne 2 gebracht werden (Fig. 2b).
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Hiernach kann das Erfassen der Schlauchstücke 1 und ihr Aufziehen
auf die Dorne 2 erfolgen. Das Schlauchstück 1 wird zwischen dem Ring 33 und der
Stützscheibe 36 durch Betätigung des Arbeitszylinders 38 eingesetzt. Nach dem Einsetzen
wird durch Betätigung des Arbeitszylinders 29 der Rahmen 28 in seine linksseitige
Endstellung gebracht und die Schlauchstücke 1 auf die stehenden Dorne 2 aufgezogen.
Die Endstellung ist durch an sich bekannte und nicht besonders eingezeichnete Endschalter
geregelt.
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Nach dem Aufziehen der Schlauchstücke 1 folgt nun der wirkliche Zerstücklungsprozeß.
Hierzu werden die Elektromotoren 57 und 62 eingeschaltet. Die Zerst(1cklungseinheit
3 zerschneidet dann im Zerstücklungsabschnitt
63 ringsum das Schlauchstück
1, welches sich im Abschnitt 64 mit Hilfe des Schrittschaltwerks 4 axial und intermittierend
um den mit der Rolle 69 eingestellten Wert nach links bewegt (Fig. 1). Wenn das
ganze Schlauchstück 1 zerstückelt ist (Fig. la), werden die Elektromotoren 57 und
62 abgestellt und der Arbeitszylinder 30 zum Ausstoßen betätigt. Hierbei werden
von den Dornen 2 die zu Ringen zerschnittenen Schläuche 1 abgezogen, wobei die Ringe
in die Tasse 78 fallen, und der Vorgang zyklisch wiederholt werden kann.
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Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Einrichtung kann die Produktivität
des Zerstücklungsprozeßes auf ein Mehrfaches erhöht werden. Die Schlauchstückaufgabe
und das Auf- und Abziehen der Schläuche kann vollkommen automatisiert werden, wobei
sich die Tätigkeit des Bedienungsmannes nur auf die Steuerung der Einrichtung und
auf das Einlegen der Schlauchstücke 1 in die Maqazine 10 beschränkt. Dadurch, daß
die Zerstücklungseinheit 3 beim Zerstücklungsvorgang fortlaufend rotiert, erübrigen
sich die bei intermittierender Arbeitsweise erforderlichen komplizierten Mechanismen.
Aufgrund dessen ist auch die konstruktive Ausgestaltung der Einrichtung verhältnismäßig
einfach.
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