DE3035974A1 - Vorrichtung und verfahren zum herstellen gekruemmter rohrverbindungsstuecke - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung faserverstärkter Kunststoffgegenstände, wie z.B. Rohre und Rohrverbindungsstücke.

Faserverstärkte, wärmehärtende Kunststoffrohre und Verbindungsstücke, wie z.B. Krümmer, werden nach verschiedenen Verfahren hergestellt, die in zwei Hauptkategorien einteilbar sind, nämlich in Formverfahren und in Auftragverfahren.

Bei Formverfahren wird normalerweise eine Mischung aus zerkleinerten, mit einem wärmehärtenden Harz imprägnierten Glasfasern formgepreßt. Der resultierende Gegenstand besitzt eine relativ kleine Festigkeit und benötigt relativ dicke Wände, um die gewünschte Festigkeit zu verwirklichen. Der Fluß der Glasfaser/ Harzmischung innerhalb der Form hat oftmals -"gewirkte" oder "gestrickte" Bereiche zur Folge, in denen die Glasfasern nicht ineinandergreifen, und dies hat zur Folge, daß die Festigkeit in diesen "gestrickten" Bereichen ' kleiner ist als in anderen Abschnitten des Gegenstands. Die durch Formpressen erzeugten Gegen-

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stände müssen in den Formen vollständig ausgehärtet werden. Dies bedingt insbesondere für große Teile lange Formzykluszeiten. Da die Formdrücke hoch sind, werden teuere, mit großen Kräften arbeitende Formpressen und Formen für hohe Belastung benötigt. Die innere Form von formgepreßten Rohrkrümmern sind z.B. durch praktische Beschränkungen der Formkern-Abmessungen begrenzt. Formgepreßte Krümmer besitzen daher mehrere Nachteile, so z.B. eine beschränkte Variabilität hinsichtlich der Abmessung, relativ große Kosten und eine geringe Festigkeit=

Bei' den Auftrag- oder Aufbauverfahren zur Herstellung von verstärkten Rohrkrümmern werden wärmehärtendes Kunstharz und Glasfasern auf Dorne aufgebracht, welche die innere Oberfläche der Krümmer darstellen. Nach der Aufbringung des Harzes und der Fasern wird das Harz durch Wärme oder irgendeine entsprechende Energie ausgehärtet. Die verschiedenen Auftrag- oder Aufbauverfahren, welche zur Zeit bekannt sind, enthalten folgende Verfahren:

1. von Hand aufgebrachte, mit Harz imprägnierte gewobene oder mattenförmige Verstärkungslagen;

2. mit einer Zerkleinerungspistole aufgebrachte kurze, zufallsorientierte Fasern;

3. von Hand aufgebrachte fortlaufende Stränge aus Glasfaser-Verstärkungsmaterial;

4. Kombination von mit Hand aufgebrachten fortlaufenden Faserverstärkungen und gewobenen oder mattenförmigenVers tärkungen; und

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5. maschinell aufgebrachte fortlaufende Verstärkungen .

Die Hand-Aufbringverfahren liefern aufgrund der großen Arbeit- und Materialkosten relativ teuere Produkte, die aufgrund der Schwankungen von Teil zu Teil bei den Fasermengen und Faserorientierungen eine relativ geringe Qualität besitzen.

Maschinelle Auftrag-Verfahren sind normalerweise beschränkt auf die Aufbringung von fortlaufenden Fasern oder gewobenen Bändern im Umlaufrichtung. Aus der US-PS 3765 979 ist eine Vorrichtung zur maschinellen Aufbringung von fortlaufenden Verstärkungsmaterialien bekannt, um Rohrstücke herzustellen, die zwei sich schneidende Rohrabschnitte besitzen. Die in Umfangsrichtung aufgebrachten fortlaufenden Fasern liefern eine ausreichende Umfangsfestigkeit, jedoch eine ungenügende axiale Festigkeit, sie müssen daher mit von Hand oder maschinell aufgebrachten Verstärkungen in Längsrichtung ergänzt werden. Maschinell aufgebrachte Bänder können eine befriedigende Umfangsfestigkeit und axiale Festigkeit liefern, sie sind jedoch im Vergleich zu Verstärkungen aus fortlaufenden Fasern relativ teuer.

Bei gewickelten, faserverstärkten Rohren werden oftmals schraubenförmige Wicklungen aus fortlaufenden Glasfasern aufgebracht, die mit Kunstharz imprägniert sind, wobei die Fasern unter einem spitzen Winkel zur Rohrachse verlaufen, um sowohl eine angemessene Festigkeit in Längsrichtung und in Umfangsrichtung zu verwirklichen. Eine derartige Vorrichtung zur Herstellung derartiger Rohre ist aus der US-PS

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3 363 849 bekannt.

Die bekannten Maschinen zur Aufbringung schraubenförmiger fortlaufender Wicklungen aus fortlaufenden Glasfasern bei aufgebauten Rohrverbindungsstücken mit ungeraden Längsachsen sind nicht besonders praktisch, obwohl es seit langem bekannt, daß diese Maschinen einen hohen Ausstoß an hochfesten Teilen mit minimalen Material- und Arbeitskosten liefern. Eine bekannte Maschine ist in dem Aufsatz "Filament-Winding Machine for High Pressure Pipe Elbows", May 1967, in"Reinforced Plastics" beschrieben. Die Fertigungsrate an Verbindungsstücken mit dieser Maschine ist dadurch begrenzt, daß sie einen Tisch besitzt, der die Spulen aus Verstärkungsfasern trägt und in einer horizontalen Ebene um einen ellbogenförmig gekrümmten Kern oder Dorn rotiert, um die Fasern um den Dorn herumzuwickeln, während dieser um eine horizontale Achse oszilliert. Diese aufwendige Anordnung liefert Verbindungsstücke mit einem relativ geringen Ausstoß, und dies gilt insbesondere für Verbindungsstücke mit relativ kleinem Durchmesser.

Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung und ein Verfahren angegeben, um ein Band aus harzbeschichtetem fortlaufenden Glasfaser-Verstärkungsmaterial mit großer Geschwindigkeit schraubenförmig um zylindrische Dorne oder Kerne - und um Kerne mit nicht geraden Achsen herumzuwickeln, um RohrVerbindungsstücke, wie z.B„. Krümmer, mit maximaler Festigkeit in Umfangsrichtung und in axialer Richtung bei geringen Arbeits- und Materialkosten zu erzeugen. Das Verfahren und die Vorrichtung lassen sich vollständig maschinell durch-

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führen, um den Ausstoß zu erhöhen und die Arbeitskosten zu verringern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung von Rohrverbindungsstücken mit nicht geraden Achsen enthält eine Spindel, die sich um eine Längsachse dreht. Ein nach außen gerichteter Arm ist an der Spindel befestigt und trägt einen Kernhalter sowie Einrichtungen zum Befestigen eines Kerns in dem Kernhalter= Es sind ferner Einrichtungen vorgesehen, um den Arm und den Kernhalter gleichzeitig seitlich und in Längsrichtung vorwärts und rückwärts zu bewegen, während sich die Spindel dreht. Der Kernhalter kann sich bevorzugt relativ zu dem Arm vorwärts und rückwärts um eine Achse drehen, die quer zur Drehachse der Spindel verläuft, so daß der Kern geschwenkt oder oszilliert werden kann, um die Längsachse des Kerns im wesentlichen tangential zur Drehachse der Spindel an einer WicklungsFtation zu halten während der Kern sich mit der Spindel um die Spindel-Längsachse dreht. Es sind ferner Einrichtungen vorgesehen, um harzbeschichtete Fäden in Schraubenform um den Kern in einer Wxcklungsstation herumzuwickeln, während sich die Spindel dreht, der Kernhalter sich seitwärts.und in Längsrichtung vor und zurück bewegt, und der Kern oszilliert. Der Kern kann über seine gesamte Länge beim Passieren der Wxcklungsstation vorwärts und rückwärts oszillieren oder schwingen, um die Längsachse des Kerns an der Wxcklungsstation im wesentlichen tangential zur Drechachse der Spindel zu halten. Dieser Betrieb wird solange wie nötig fortgesetzt, um sich überlappende Schichten von harzbeschichteten Fasern aufzubauen, bis das auf dem Kern erzeugte Verbindungsstück die gewünschte Wandstärke besitzt. Die Fäden

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werden dann abgeschnitten, der Kern wird von dem Kernhalter heruntergenommen und das Harz ausgehärtet. Anschließend wird der Kern, der aus zerbrechbarem, oder wasserlöslichem Formmaterial bestehen kann, zerbrochen oder aufgelöst und damit aus dem ausgehärteten Verbindungsstück entfernt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt der Arm zwei Parallelogrammverbindungen, die miteinander und mit der Spindel so verbunden sind, daß die Parallelograinmverbindungen bei Betätigung einen Kernhalter längs eines bogenförmigen Pfads bewegen, dessen Krümmungsradius demjenigen der Längsachse des Kerns oder des zu formenden Rohrverbindungsstücks entspricht. In einer ersten Ausführugnsform ist ein erster Winkelhebel mit zwei an einer Ecke miteinander verbundenen Armen mit dem einen Ende des einen Arms schwenkbar mit der Spindel verbunden. Ein zweiter Winkelhebel mit zwei an einer Ecke verbundenen Armen ist an dieser Ecke mit der Ecke des ersten Winkelhebels schwenkbar verbunden. Ferner ist ein Ende einer ersten Verbindungsstange mit dem anderen Arm des ersten Winkelhebels verbunden. Das andere Ende der ersten Verbindungsstange ist schwenkbar mit dem Ende einer zweiten Verbindungsstange verbunden, die einen Kernhalter trägt. Das andere Ende der zweiten Verbindungsstange ist schwenkbar mit einem Arm des zweiten Winkelhebels verbunden. Es sind ferner Mittel vorgesehen, um den Kern am Kernhalter zu befestigen. Ein Ende einer dritten Verbindungsstange ist schwenkbar an der Spindel befestigt. Das andere Ende der dritten Verbindungsstange ist mit dem anderen Arm des zweiten Winkel- ■ hebeis verbunden so daß zwei miteinander verbundene

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Parallelogramm-Verbindungen gebildet werden, wobei eine Seite einer Parallelogrammverbindung mit der Spindel verbunden ist.

Alle mittels Schwenkbolzen miteinander verbundenen Teile des Arms sind relativ zueinander um Achsen drehbar, die sich durch die Schwenkbolzen erstrecken und quer zu der Längsachse der Spindel verlaufen.

Es sind Einrichtungen vorgesehen, um die dritte Verbindungsstange und den ersten Winkelhebel um entsprechende Schwenkbolzen zu schwenken, damit die Parallelogrammverbindungen den Kernhalter bezüglich der Längsachse der Spindel seitwärts und in Längsrichtung bewegen und dadurch den Kernhalter auf der zweiten Verbindungsstange um den entsprechenden fünften Schwenkbolzen hin und her schwingen, während sich die Spindel dreht.

Bevorzugt sind zwei in Längsrichtung beabstandete, bogenförmige Führungsfinger um die Längsachse der Spindel an der Wicklungsstation angebracht, durch die hindurch die harzbeschichteten Fäden hindurchlaufen, wenn sich die Spindel dreht, um die Fäden schraubenförmig um den Kern zu wickeln. Je nach der Richtung, in der sich der Kern längswärts bewegt, gleiten die Fäden über den einen oder den anderen der beiden Finger. Die Position des Fadenbands auf den gekrümmten Fingern bewegt sich relativ zu den Längsachsen der Fäden wärend eines Wicklungsvorgangs seitwärts, um das Maß zu ändern, mit dem die Fäden gegen die gekrümmten Finger versetzt werden. Mit "Versetzung" wird derjenige Abstand bezeichnet, der

zwischen den gekrümmten Fingern und derjenigen Stelle liegt, an der das Fadenband den Kern berührt. Eine Änderung dieser Versetzung ändert die tatsächliche Oszillationsfrequenz des Kerns auch bei konstant eingestellter Soll-Oszillationsfrequenz. Zusätzlich verändert die Verschiebung des Fadenbands seitwärts auf den gekrümmten Fingern während eines Wicklungsvorgangs die tatsächliche Drehgeschwindigkeit des Kerns relativ zur Position des Fadenbands auf den Fingern. Diese beide Effekte haben eine überraschende automatische Kompensation zur Folge, welche einen nahezu geodätischen Fadenpfad auf dem Kern erzeugt, selbst wenn der Kern mit konstanten Frequenzen hin- und herschwingt und gedreht wird. Das die gekrümmten Finger enthaltende Äbgabesystem variiert auch automatisch die Fadenbandbreite in Abhängigkeit von einem sich ändernden Schraubenwinkel während das Band zuerst auf die Innenkrümmung und dann auf die Außenkrümmung des Kerns aufgebracht wird. Dadurch wird eine vollständige Bedeckung des Torusabschnitts des Kerns ohne übergroße Überlappung erzielt, die von einem Band erzeugt würde, welches um den vollen Umfang des Kerns eine . konstante Breite besitzen würde.

Wenn ein Rohrverbindungsstück mit im allgemeinen zylinder förmigen Enden benötigt wird, werden die Enden schraubenförmig dadurch gewickelt, daß die Schwingoder Oszillationsbewegung des Kerns gestoppt wird während seine Drehbewegung um die Längsachse der Spindel fortgesetzt wird; dabei werden die Faden-Führungsfinger parallel zur Drehachse bewegt, um den schraubenförmigen Fadendraht vom gekrümmten Abschnitt des Kerns auf und und längs des zylindrischen

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Abschnitts fortzusetzen. Beim Erreichen des äußeren Endes des Zylinderabschnitts halten die Führungsfinger an und bewegen sich zu ihrer ursprünglichen Position zurück, so daß die Wicklung um den gekrümmten Abschnitt des Kerns fortgesetzt werden kann. Dieser Vorgang kann auch zur Herstellung von Rohren eingesetzt werden.

Der Kernhalter ist bevorzugt als Ausleger am Arm befestigt und enthält eine Basis mit einem auswärts
weisenden Stutzen, der sich durch einen hohlen Kern erstreckt. Eine mittels Feder vorgespannte Kappe ist am äußeren Ende des Stutzens befestigt und spannt den Kern gegen die Basis, so daß das von der Basis entfernt liegende Ende des Kerns frei ist.

Die Bewegung der Spindel und der verschiedenen Verbindungselemente, welche den Gesamtmechanismus bilden, kann mechanisch synchronisiert sein, oder diese Elemente können durch numerische Steuereinheiten angetrieben werden. Eine numerische Steuerung liefert
eine größere Flexibilität und eine bessere Möglichkeit der Umrüstung als dies bei mechanischer Synchronisation der Fall ist. Die Parallelogrammverbindungen, welche den Arm bilden, sind bevorzugt so dimensioniert, daß sie ausreichend Spiel um den Kern herum besitzen, so daß die Materialien von einer gemeinsamen Quelle zu Kernen verschiedener Durchmesser und Radien abgegeben werden können. Das maximale Spiel wird dadurch gesichert, daß der Kern nur an einem Ende gehalten wird, und daß die Verbindungselemente so
stark wie möglich nur auf einer Seite des Kerns angeordnet sind. Die Verbindungselemente der Parallelogrammverbindungen sind bevorzugt einstellbar, um
eine Anpassung an Krümmerkerne verschiedener Größen

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und Radien zu ermöglichen. Diese Einstellung wird durch Drehung der Verbindungselemente relativ zu anderen Verbindungselementen sowie durch eine Änderung der Konfiguration des Kernhalters bewirkt. Die gewählte Gestaltung der Verbindungselemente ermöglicht es, die Verbindungsstellen so anzutreiben, daß sie beim Hin- und Herbewegen von Kernen aller Größen und Radien identische Rotationsbewegungen durchmachen, wodurch die auf die Verbindungsstellen wirkenden Kräfte und Momente ein Minimum werden. Ein einfaches, starres Gegengewicht verringert die auf die Verbindungselemente einwirkenden dynamischen und statischen Kräfte auf ein Minimum.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Rohrverbindungsstücken mit nicht geradlinigen Längsachsen wird ein Ende des Kerns an einem Ausleger befestigt, wobei ein Ende des Kerns einer Wicklungsstation benachbart liegt. Der Kern besitzt eine äußere Form, welche mit der äußeren Oberfläche des zu erzeugenden Rohrverbindungsstücks übereinstimmt. Der Kern wird um eine Achse gedreht, die im wesentlichen an der Wicklungsstation tangential zu der nicht geradlinigen Achse verläuft, und der sich drehende Kern wird durch die Wicklungsstation hindurch vorwärts und rückwärts bewegt, während die nicht geradlinige Achse sich an der Wicklungsstation im wesentlichen tangential zur Drehachse verbleibt. Harzbeschichtete Fäden werden schraubenförmig um den Kern herumgewickelt, während der Kern sich vorwärts und rückwärts bewegend durch die Wicklungsstation läuft. Der Schraubenwinkel der Fäden liegt bevorzugt zwischen etwa 30° und etwa 70°. Unter dem Schraubenwinkel wird derjenige Winkel verstanden,

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der zwischen der Längsachse der Fäden und der Längsachse des Rohrverbindungsstücks auftritt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele·der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer"ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Ansicht längs der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht längs der Linie 3-3 der Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine Ansicht längs der Linie 5-5 der Fig. 4;

Fig. 6 eine· Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6A eine vergrößerte Ansicht des Bereichs 6A-6A der Fig. 6;

Fig. 7 eine Ansicht längs der der Linie 7-7 der Fig. 6;

Fig. 8 eine Ansicht längs der Linie 8-8 der Fig. 6;

Fig. 9 eine Endansicht einer Wagenanordnung zur Bewegung der Führungsfinger, um einen Zylinderabschnitt eines Rohrverbindungsstücks herzustellen;

Fig. 10 eine Ansicht längs der Linie 10-10 der Fig. 9;

Fig. 11 eine Ansicht längs der Linie 11-11 der Fig. 10;

Fig. 12 eine Ansicht längs der Linie

12-12 der Fig. 6"der Anordnung zur Befestigung eines Kerns auf einem Kernhalter;

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Fig. 13 eine Ansicht längs der Linie 13-13 der Fig. 12;

Fig. 14 eine Ansicht längs der Linie 14-14 der Fig. 12;

Fig. 15 eine Ansicht längs der Linie 15-15 der Fig. 8;

Fig. 16 eine Ansicht längs der Linie 16-16 der Fig. 8; und

Fig. 17
und

Fig. 18 Ansichten weiterer Ausfuhrungsformen der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 ist eine Spindel 10 in geeigneten Lagern (nicht dargestellt) drehbar um eine horizontale Längsachse 12 gelagert. Die Spindel wird in geeigneter Weise durch ein an der Spindel befestigtes getriebenes Stirnrad 14 angetrieben, welches in ein antreibendes Stirnrad 16 auf einer Welle 18 eingreift, die ihrerseits durch einen Elektromotor 20 angetrieben wird.

Ein Ende eines hohlen Kerns 22, der zum Beispiel ein Segment eines Toroides sein kann, wird an einem Kernhalter 24 befestigt, der auf dem äußeren Ende eines Arms 26 getragen wird, welcher an der Spindel befestigt ist und um die Längsachse 12 gedreht wird.

Der Arm 26 enthält einen ersten Winkelhebel 28 mit einem ersten Arm 30 und einem zweiten Arm 32, die an einer Winkelspitze 34 ineinander übergehen. Ein erster Schwenkbolzen 36 verbindet das Ende des ARms 30 von der Winkelspitze des ersten Winkelhebels entfernt so mit der Spindel 10, daß der Arm um den

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ersten Schwenkbolzen um eine Achse oszillieren oder schwingen kann, die senkrecht zur Längsachse oder Drehachse der Spindel ist. Ein zweiter Schwenkbolzen 40 verbindet die Winkelspitze eines zweiten Winkelhebels 42 mit der Winkelspitze 34 des ersten Winkelhebels 28, so daß die beiden Winkelhebel 28, 42 sich relativ zueinander um eine Achse drehen können, die senkrecht zur Längsachse der Spindel 10 verläuft. Ein dritter Schwenkbolzen 44 verbindet ein Ende einer ersten Verbindungsstange 46 mit dem Ende des zweiten Arms 32 des ersten Winkelhebels 28 entfernt von dessen Winkelspitze, so daß die erste Verbindungsstange und der zweite Arm 32 relativ zueinander um eine Achse drehbar sind, die senkrecht zur Längsachse TO verläuft.

Ein vierter Schwenkbolzen 48 verbindet das andere Ende der ersten Verbindungsstange 46 mit einem Ende einer zweiten Verbindungsstange 50 derart, daß die beiden Verbindungsstangen relativ zueinander um eine Achse drehbar sind, die senkrecht zur Längsachse der Spindel 1O verläuft. Ein fünfter Schwenkbolzen 52 verbindet das andere Ende der ζweitenVerbindungsstange 5O mit einem Ende eines ersten Arms 54 des zweiten Winkelhebels 42 derart, daß sich die zweite Verbindungsstange und der erste Arm 54 des zweiten Winkelhebels 42 relativ zueinander um eine Achse drehen können, die senkrecht zur Längsachse der Spindel 10 verläuft. Ein sechster Schwenkbolzen 60 verbindet ein Ende einer dritten Verbindungsstange 62 mit einem auswärts gerichteten Steg 64, der integral an die Spindel 10 angeformt ist. Die dritte Verbindungsstange ist um den sechsten Schwenkbolzen 60 herum um eine Achse drehbar, die ebenfalls senk-

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recht zur Längsachse der Spindel 10 verläuft.

Ein siebter Schwenkbolzen 66 verbindet das andere Ende der dritten Verbindungsstange mit dem äußeren Ende eines zweiten Arms 68 des zweiten Winkelhebels derart, daß sich der zweite Arm 68 und die dritte Verbindungsstange relativ zueinander um eine Achse drehen können, die ebenfalls senkrecht zur Längsachse der Spindel 10 ist. Ein Kernhalter 24 ist fest mit seineminneren Endender zweiten Verbindungs-

stange 50 dem fünften Schwenkbolzen 52/ Das äußere Ende des Kernhalters ist mittels geeigneter Einrichtungen/ von denen einige in Verbindung mit den Figguren 12 bis 14 beschrieben sind, fest mit einem Ende des Kerns 22 verbunden.

Die oben beschriebenen Verbindungselemente bilden den Arm 26, der zwei miteinander verbundene Parallelogrammverbindungen aufweist, wobei die erste Parallelogrammverbindung mit einer Seite an der Spindel mittels des ersten und des sechsten Schwenkbolzens bzw. 60 verbunden ist. Der restliche Teil der ersten Parallelogrammverbindung enthält den ersten Arm des ersten Winkelhebels, den zweiten Arm 68 des zweiten Winkelhebels, und die dritte Verbindungsstange 62. Die zweite Parallelogrammverbindung enthält den zweiten Arm 32 des ersten Winkelhebels, die erste Verbindungsstange 46, die zweite Verbindungsstange 50, und den ersten Arm 54 des zweiten Winkelhebels

Der Kernhalter 24 gemäß Fig. 1 bewegt sich relativ zur Längsachse der Spindel 10 um ein künstliches Zentrum 70 herum längs eines Bogens 71 mit Radius R seitwärts und längswärts. Der Bogen fällt mit der

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gekrümmten Längsachse des Kerns zusammen, dessen äußere Oberfläche ein Segment eines Tornides darstellt, dessen innerer Radius R„, und dessen äußerer Radius R_ ist. Das künstliche Zentrum 70 liegt im Schnittpunkt einer Linie, die durch den fünften Schwenkbolzen 52 parallel zum ersten Arm 30 des

//läuft,
ersten Winkelshebels 28// mit einer Linie, die durch den ersten Schwenkbolzen 36 parallel zum ersten Arm 54 des zweiten Winkelhebels läuft. Das künstliche Zentrum 70 befindet sich somit an einer Ecke eines Parallelogramms,dessen drei weitere Ecken durch die Schwenkzapfen 36, 40 und 52 gebildet werden.

Die den Arm 26 bildenden Verbindungselemente können durch irgendwelche geeigneten Einrichtungen betrieben werden. So erstreckt sich z.B. gemäß Fig. 2 der erste Schwenkbolzen 36 durch die Spindel 10 und ist mit einem angetriebenen Stirnrad 72 verbunden, welches in ein antreibendes Stirnrad 74 eingreift, das von einer Antriebswelle 76 eines Elektromotors 78 angetrieben wird, dem über Schleifringe (nicht dargestellt) elektrische Energie zugeführt wird.

Die Motoren 2O und 78 sind bevorzugt durch dreiachsige numerische Steuereinheiten (nicht dargestellt) in bekannter Art und Weise angetrieben, so daß die Spindel ständig in einer Richtung dreht, der Kern um das Zentrum 70 und an der Wickelungsstation^8O vorbei hin und her oszilliert, wo zwei gekrümmte und in Längsrichtung beabstandeteFührungsfinger 82 angeordnet sind, wie in Verbindung mit den Figuren 9 bis 11 noch näher erläutert wird. Ein Band 84 aus.harzbeschichteten Glasfasern läuft zwischen den Fingern und wird um den Kern in sich überlappenden Schrauben-

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gangen gewickelt während sich der Kern um die Längsachse der Spindel dreht und im Bereich der Wickelungsstation hin und her schwingt oder oszilliert. Die den Arm 26 bildenden Parallelogrammverbindungen und der Kernhalter sind so dimensioniert und miteinander verbunden, so daß die gekrümmte Längsachse des Kerns an der Wicklungsstation im wesentlichen tangential.zur Drehachse Spindel verläuft, während der gesamten Zeit während der der Kern an den Führungsfingern vorbei hin und her schwingt.

Gemäß Fig. 2 wird der Schwenkzapfen 36 integral am ersten Arm 30 des ersten Winkelhebels angeformt, so daß bei Drehung des Motors 78 in einer ersten Richtung und dann in einer anderen Richtung der Arm 30 des ersten Winkelhebels um einen Winkel "A" um den ersten Schwenkzapfen 36 oszilliert und dabei von der ausgezogen dargestellten Position in die gestrichelt dargestellte Position gemäß Fig. 1 bewegt. Die dritte Verbindungsstange 62 oszilliert mit demselben Winkel, wenn sie um den sechsten Schwenkbolzen 60 geschwenkt wird. Sofern erwünscht, kann ein Antriebsmotor zum Antreiben der dritten Verbindungsstange 62 gleichzeitig mit dem ersten Arm 30 des ersten Winkelhebels vorgesehen werden.

Die mit der Spindel verbundene Parallelogrammverbindung dreht sich zuerst im Uhrzeigersinn um die Schwenkbolzen 36 und 60 bis in die gestrichelt dargestellte Position in Fig. 1. Dadurch wird die zweite Parallelogrammverbindung bis in die gestrichelt dargestellte Position der Fig. 1 nach oben gebracht. Während dieser Bewegung drehen sich der zweite Arm 32 des ersten Winkelhebels und die zweite Verbindungsstange 50 im Uhrzeigersinn um den dritten bzw. vierten

Schwenkbolzen 44 und 48 bis in die gestrichelt dargestellte Position in Fig. 1, und der Kern läuft von links nach rechts (gemäß Fig. 1) durch die Führungsfinger 82,während der Kern sich um die Spindelachse 12 dreht. Dadurch wird das Fadenband in einer Schraubenlinie um den Kern herum gewickelt.

Nachdem der Arm 26 die in Fig. 1 gestrichelte Position erreicht hat, und nach der gewünschten Verweilzeit in dieser Position wird die Drehrichtung des Motors 78 umgekehrt,und der Arm 26 kehrt in die ausgezogen dargestellte Position zurück. Der Kern führt also gleichzeitig eine Drehbewegung um die Spindelachse und eine Oszillationsbewegung um dis künstliche Zentrum 70 zwischen der ausgezogenen Position und der gestrichelten Position gemäß Fig. 1 aus.

Eine genaue Synchronisation der Drehzahl der Spindel und der Oszillationsbewegung des Kerns an der Wicklungsstation vorbei hat zur Folge, daß die harzgetränkten Glasfasern in der gewünschten Weise, bevorzugt mit einem Schraubenwinkel zwischen etwa 3O und 70 herumgewickelt werdenDurch Steuerung der Verweilzeit des Kerns am Endpunkt jedes Oszillationsausschlages können die Schraubenlinien so abgelegt werden, daß sie den Kern mit gleichförmiger Dicke bedecken, wobei die Dicke von der Anzahl der Vorbeiläufe des Kerns vorwärts und zurück, an der Wicklungsstation vorbei, abhängt.

Wie sich der Fig. 1 entnehmen läßt, ermöglicht es das Gestänge des Arms 26 und die Form des Kernhalters , daß die Wicklungsstation weit von dem

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Gestänge entfernt angeordnet werden kann, wodurch ein Abtropfen von Kunstharz auf das Gestänge während eines Wicklungsvorganges verhindert wird. Insbesondere ist auch reichlich Raum zur Montage der Führungsschiene und zur Abgabe der harzgetränkten Fasern an die Wicklungsstation vorhanden.

Auf dem Weg zur Wicklungsstation läuft das Glasfaser-Band um Führungsstäbe 85, die in ein Flüssigkeitsbad 86 aus wärmehärtendem Kunstharz, z.B. Epoxyharz, Polyester, Phenol-Formaldehyd oder dgl., oder aus thermoplastischem Kunststoff, z.B. Polyvinylchlorid od. dgl. eingetaucht wird. Ein vor dem Band angeordneter Kamm (nicht dargestellt) richtet die trockenen Vorgespinste in ein ebenes Band, bevor diese in das Harzbad eintreten. Die angefeuchteten Vorgespinste verlassen das Bad beschichtet und mit flüssigem Harz imprägniert unter einem Neigungswinkel (B) vergl. Fig. 3. Während sich der Kern aus der ausgezogenen Position in die gestrichelte Position bewegt, gleitet das Band aus harzbeschichteten Vorgespinsten über den unteren Bereich eines vorderen Führungsfingers, der in Fig. 1 rechts angeordnet ist, vergl. Fig. 3. Die beiden Führungsfinger sind identisch. Jeder Führungsfinger stellt ein Kreissegment von etwa 180 dar und besteht bevorzugt aus einer Stange mit Kreisquerschnitt, die in die Form gemäß Fig. 3 geboten ist, so daß die Führungsfinger an derWicklungsstation eng und konzentrisch um die untere Hälfte des Kerns herumliegen. DieFinger sind auf einem Abgabearm 87 befestigt, vergl. die Fig. 9 bis 11.

Gemäß Fig. 1 enthält der Kern an beiden Enden je einen Abschnitt 89 mit reduziertem Durchmesser, um

eine Umlaufschulter 90 auszubilden, um die herum das Padenband umgelegt wird, wenn der Kern seine Richtung umkehrt. Die Führungsfinger konzentrieren die Vorgespinste, so daß diese unter einem Winkel B zusammenlaufen, welcher gleich dem Winkel ist, der von der Vorderkante und der Rückkante des Bandes um die Längsachse des Kerns aufgrund der konzentrischen Anordnung der Führungsfinger, des äußeren Durchmessers des Kerns und des äußeren Durchmessers des reduzierten Abschnitts 89 eingeschlossen wird. Wenn z.B. der Radius des reduzierten Abschnitts 89 etwa 2,0 , derjenige des Kerns 2,3 und der des Führungsfingers 2,8 beliebige Einheiten ist, so bildet das Band denselben Winkel auf dem Führungsfinger, dem Kern und dem reduzierten Abschnitt. Wenn sich die Wicklungsrich jng umkehrt, so geht das Band vom vorderen zum hinteren, d.h. in Fig. 1 dem linken, Führungsfinger über und es bildet sich eine Konfiguration aus, welche dem Spiegelbild der gerade anhand Fig. 3 beschriebenen Konfiguration entspricht.

Nachdem der Kern mit der erforderlichen Menge an Vorgespinsten umwickelt ist, werden die Vorgespinste abgeschnitten, der Kern wird entfernt, und das Harz wird durch Anwendung von Wärme oder anderer geeigneter Energie ausgehärtet. Anschließend wird der Kern, der aus wasserlöslichem, zerbrechlichem Form- oder Beschichtungsmaterial besteht, durch Auflösung oder Zertrümmerung entfernt.

Bei den meisten Umwickelvorgängen liefern die harzbeschichteten Fasern überschüssiges Harz an den Kern. Die Drehung des Kerns schleudert das überschüssige

Harz weg, welches durch Leitelemente, nicht dargestellt, gesammelt und in das Harzbad zur erneuten Verwendung zurückgeführt werden kann. Dies ist bei bekannten Maschinen, bei denen sich der Kern nicht dreht, nicht ausführbar.

Um den Arm für Kerne mit unterschiedlichen Abmessungen einzustellen, ist ein bogenförmiger Ansatz 91 (Fig. 1) integral mit dem äußeren Ende des zweiten Arms 68 des zweiten Winkelhebels verbunden und enthält mehrere quer verlaufende Löcher 92 auf einem Kreisbogen, dessen Mittelpunkt am zweiten Schwenkbolzen 40 liegt. Der Ansatz ermöglicht es, daß der Ort des siebten Schwenkbolzens 66 verändert werden kann, um Kerne unterschiedlicher Abmessungen aufzunehmen. Wenn z.B. ein Krümmer mit einer Längsachse mit kleinerem Krümmungsradius als R erzeugt werden soll, wird der siebte Schwenkbolzen 66 herausgenommen, der zweite Winkelhebel wird im Gegenuhrzeigersinn, vergl. Fig. 1, um den zweiten Schwenkbolzen 40 in die gewünschte Position gedreht, wodurch das künstliche Zentrum 70 an diejenige Stelle verlegt wird, die einem Kern mit geringerem Krümmungsradius angepaßt ist. Anschließend wird der siebte Schwenkbolzen 66 in ein neues Loch 92 eingesetzt, und es wird ein Kernhalter geeigneter Größe anstelle des in Fig. 1 dargestellten Kernhalters angebracht, und die Vorrichtung ist dann zur Herstellung eines Krümmers mit reduziertem Krümmungsradius bereit. Wenn die Winkel zwischen benachbarten Seiten der Parallelogrammverbindungen die gleichen wie in Fig. 1 sein sollen, dann wird der erste Arm des ersten Winkelhebels am ersten Schwenkbolzen 36 mit einem integralen bogenförmigen Ansatz mit öffnungen 94 versehen, die auf einem Kreisbogen

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liegen, dessen Mittelpunkt am zweiten Schwenkbolzen 40 liegt, damit der erste Winkelhebel um den zweiten Schwenkbolzen 40 gedreht werden kann und die Winkel zwischen den benachbarten Seiten der Parällelogrammverbindungen die ursprüngliche Konfiguration zu erhalten. Die Winkel zwischen benachbarten Seiten können auf diese Weise optimiert werden, um die Beanspruchung des Gestänges der Parallelogrammverbindungen zu minimieren während der Arm 26 betätigt wird.

In den Fig. 4 und 5 ist eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung dargestellt. Eine Spindel oder Kurbelwelle 100 dreht sich um eine horizontale und in Längsrichtung erstreckende Achse 102. Ein seitwärts verlaufender Steg 1O4 ist mit seinem inneren Ende fest an der Spindel befestigt und trägt an seinem äußeren Ende ein in Längsrichtung verlaufendes Joch 106, welches eine Basis 108 senkrecht zur Längsachse der Spindel, und zwei Seitenplatten 110 enthält, die mit ihrem einen Ende - dem linken Ende in den Fig. 4 und 5 - an gegenüberliegenden Enden der Basis 108 auf sich gegenüberliegenden Seiten der Längsachse der Spindel befestigt werden.

Ein U-förmiger Rahmen 112 innerhalb des Jochs 106 dreht s'ich um Lagerzapfen 114, die in den anderen Enden - den rechten Enden in den Fig. 4 und 5 der Seitenplatten 110 um fluchtende Achsen drehbar gelagert sind, welche senkrecht zur Längsachse der Spindel verlaufen. Zwei Rahmenarme 116 sind mit ihren linken Enden (gesehen gemäß Fig. 4 und 5) fest mit gegenüberliegenden Enden einer quer verlaufenden Basis 118 des Rahmens 112 auf gegenüberliegenden Seiten der Spindelachse befestigt, verlaufen parallel

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zu dieser Achse und sind mit ihren rechten Enden (gesehen gemäß den Fig. 4 und 5) an je einem Lagerzapfen 114 befestigt. Ein Kernhalter 119 auf der Mitte der Basis 118 ist am linken Ende eines Kerns

120 befestigt, der durch gekrümmte Führungsfinger

121 an einer Wicklungsstation 122 jenseits des rechten Endes (gesehen gemäß Fig. 4 und 5) des Jochs durch einen Motor 124 in eine Hin- und Herbewegung gebracht wird, der an der Außenseite einer Platte des Jochs befestigt ist. Eintreibendes Stirnrad 126 an einer Motorwelle 128 wirkt auf ein angetriebenes Stirnrad 130, welches mit einem der Lagerzapfen 114 verbunden ist, die in derjenigen Platte des Jochs gelagert ist, auf der der Motor sitzt. Während die Spindel durch irgendeine geeignete Antriebseinrichtung (nicht dargestellt) um ihre Längsachse gedreht wird, oszilliert der Kern zwischen den ausgezogenen und gestrichelten Positionen der Fig. 4 an der Wicklungsstation vorbei, welche eine schraubenförmige Umhüllung aus harzimprägnierten Glasfasern (nicht * dargestellt) auf dem Kern ablegt. Nachdem das Rohrverbindungsstück geformt ist, werden die harzbeschichteten Glasfasern abgeschnitten, der Kern wird vom Kernhalter genommen, das Harz wird durch Wärme oder eine andere Energie ausgehärtet, so daß sich ein festes Kunststoffrohr bildet und anschließend wird der Kern durch Auflösung oder Zerkleinerung beseitigt.

Obwohl sich die Vorrichtung gemäß den Fig. 4 und 5 zur Herstellung von Rohrverbindungsstücken gut eignet, besitzt sie den Nachteil, daß der Mittelpunkt, um den herum der Kern hin— und herbewegt wird, relativ

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eng an der Wicklungsstation liegt, wodurch eine bestimmte Menge an Harz auf dieVorrichtung abtropft oder gespritzt wird.

In den Fig. 6, 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Eine Spindel 201, die in einer senkrecht stehenden Halterung 202 gelagert ist, dreht sich um eine horizontale Längsachse 204. Ein Elektromotor 206 ist mit dem Eingang (nicht dargestellt) eines Getriebes 108 auf dem oberen Ende der Halterung 202 verbunden. Die Ausgangswelle 209 des Getriebes ist mit einem Antriebsritzel 210 verbunden,welches über eine Kette 212 ein Ritzel 214 am linken Ende (gesehen gemäß den Fig. 6 und 7) der Spindel antreibt.

Ein in Längsrichtung .erstreckter Baum 220 ist mit seinem linken Ende (gesehen gemäß Fig. 6 und 7) an der Spindel befestigt und ist gegenüber der Drehachse der Spindel seitwärts versetzt. Das innere Ende eines auswärts gerichteten ersten Arms 222 eines ersten Winkelhebels 223 ist um einen Achsstutzen 224 drehbar gelagert, der am rechten Ende (gemäß Fig. 7) des Baums befestigt ist und sich senkrecht und über die Spindelachse hinaus erstreckt. Der Achsstutzen 224 dient als Drehpunkt, um den herum der erste Arm 222 relativ zur Spindel hin- und herschwingen kann.

Schrauben 225 durch einen Spannring 225A und bogenförmige Schlitze 225B (Fig. 15) im äußeren Ende des ersten Arms 222 des ersten Winkelhebels 223 befestigen das äußere Ende des ersten Arms 222 an einem Ende eines hohlen zweiten Schwenkbolzens 230. Schrauben 225C befestigen das innere Ende eines zweiten Arms 226 am anderen Ende des zweiten Schwenkbolzens 230,

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der die Winkelspitze des ersten Winkelhebels 223, und eines zweiten Winkelhebels 232 bildet, der am zweiten Schwenkbolzen 230 zwischen den Armen des ersten Winkelhebels angebracht ist, so daß der erste und der zweite Winkelhebel relativ zueinander um eine Achse drehbar sind, die senkrecht zur Spindelachse verläuft.

Ein dritter Schwenkbolzen 234 verbindet das linke Ende (gesehen gemäß Fig. 6 und T) einer horizontalen und in Längsrichtung verlaufenden ersten Verbindungsstange 236 mit dem Ende des zweiten Arms 226 des ersten Winkelhebels von der Winkelspitze entfernt, so daß die erste Verbindungsstange und der zweite Arm des ersten Winkelhebels relativ zueinander frei um eine Achse drehbar sind, die senkrecht zur Spindelachse verläuft. Ein vierter Schwenkbolzen 237 verbindet das rechte Ende (gesehen gemäß Fig. 6) der ersten Verbindungsstange 236 mit einem Ende einer zweiten Verbindungsstange 238, so daß die beiden Verbindungsstangen relativ zueinander um eine Achse des vierten Schwenkbolzens drehbar sind, die senkrecht zur Spindelachse verläuft. Ein fünfter Schwenkbolzen 240, der integral am anderen Ende der zweiten Verbindungsstange 23 8 angeformt ist, ist im rechten Ende (gesehen gemäß Fig. 6 und 7) eines horizontal und in Längsrichtung verlaufenden ersten Arms 242 des zweiten Winkelhebels 232 gelagert, so daß die zweite- Verbindungsstange 238 und der Arm 242 relativ zueinander um eine Achse drehbar sind, die senkrecht zur Spindelachse liegt.

Ein sechster Schwenkbolzen 244 verbindet ein Ende einer dritten Verbindungsstange 246 mit einer Platte 248, die mittels Schrauben 249 (Fig. 8) fest mit dem

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äußeren Ende des Achsstutzens 224 verbunden ist. Ein siebter Schwenkbolzen 250 befestigt das andere Ende der dritten Verbindungsstange 246 mit dem zweiten Arm 252 des zweiten Winkelhebels 232 von der Winkelspitze des Winkelhebels beabstandet. Der sechste und der siebte Schwenkbolzen verlaufen senkrecht zur Spindelachse. Die dritte Verbindungsstange 246 kann sich daher bezüglich der Platte und dem zweiten Arm des zweiten Winkelhebels um entsprechende Achsen drehen, die senkrecht zur Spindelachse verlaufen.

Wie sich am besten der Fig. 8 entnehmen läßt, ist der Schwenkbolzen 230 durch die Enden der Arme 242 und 252 hindurch in der Winkelspitze des zweiten Winkelhebels 232 gelagert. Schrauben 254 erstrecken sich durch den Spannring 255 und bogenförmige Schlitze 256 (Fig. 16) im Arm 242 und befestigen die benachbarten Endender Arme 242 und 252 aneinander, um den zweiten Winkelhebel 232 zu bilden.

Ein Kernhalter 260 (Fig. 7 und 12)in Form eines Auslegers ist an einem Flansch 261 am Ende des fünften Schwenkbolzens 240 befestigt, der im Arm 242 gelagert ist.Ein hohler Kern 262, um den herum die kunstharzbeschichteten Fasern 264 zur Bildung eines Kunststoff-Rohrkrümmers herumgewickelt werden sollen, ist am Kernhalter in einer schon beschriebenen Weise befestigt. Die äußere Oberfläche des Kerns stellt ein 90°-Segment eines TorOides dar, welches kurze, vergrößerte Zylinderabschnitte 266 den kurzen zylindrischen "Umkehr"-Enden 267 mit reduziertem Durchmesser benachbart besitzt.

Die Arme, Verbindungsstangen und Schwenkbolzen bilden einen Arm 268, der in der Position gemäß den Fig. 6

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und 7 ein Ende eines Kerns zwischen zwei vertikalen, in Längsrichtung beabstandeten bogenförmigen Führungsfingern 269 hält, die am oberen Ende eines aufwärts gerichteten Abgabearms 270 angeordnet sind, vergl. insbesondere die Fig. 9 bis 11. DieFiihrungs finger bilden eine Wicklungsstation 272, in der harzbeschichtete Glasfasern um den Kern in einem Schraubenpfad herumgewickelt werden, während der Kern um die Drehachse der Spindel rotiert und in der geschilderten Weise an der Wicklungsstation vorbei oszilliert. Die Längsachse des Kerns ist in der Wicklungsstation tangential zur Drehachse der Spindel.

Das rechte Ende (gesehen gemäß Fig. 6 und 7) einer im wesentlichen horizontalen Schubstange 280 ist mittels eines Universalgelenks 282 mittels eines Schwenkbolzens 283 an ein Ende eines Schubhebels angeschlossen, dessen anderes Ende integral an das Ende des ersten Arms 222 des ersten Winkelhebels

,drehbar angeformt ist, der um den Achsstutzen 224/gelagert ist. Das linke Ende der Schubstange ist mittels eines zweiten Universalgelenks 286 und eines Schwenkzapfens 288 mit dem Umfang einer Teilscheibe 290 verbunden, die auf einer Halterung 292 angeordnet ist und um eine horizontale Achse hin- und herbewegbar ist, welche senkrecht zur Drehachse der Spindel verläuft. Ein Antriebsmotor 294 für die Scheibe sitzt auf der Halterung 292 und bewegt die Scheibe dadurch hin und her, daß dieser Motor die Scheibe zuerst im Uhrzeigersinn um einen Winkel von 90° dreht (gesehen gemäß Fig. 6), anschließend die Scheibe momentan stoppt und dann die Scheibe um 90 im Gegenuhrzeigersinn dreht. Nach einer kurzen Pause wird dieser Zyklus wiederholt.

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Eine Scheibenbremse 296 am unteren Umfang der Scheibe wird betätigt, um die Scheibe und das Gestänge des Arms 268 in einer festen Lage zu halten, wenn die Vorrichtung nicht in Betrieb ist. Die Scheibenbremse und deren Betätigung ist bekannt.

Die Oszillation der Scheibe schiebt die Schubstange hin und her, welche das Gestänge des Arms 268 betätigt, um den Kernhalter 260 um einen künstlichen Mittelpunkt 297 herum längs eines Bogens zu oszillieren, der mit der Längsachse des Kerns zusammenfällt. Gemäß Fig. 6 liegt der künstliche Mittelpunkt 297 im Schnittpunkt einer Linie, die durch den Achsstutzen 224 parallel zum Arm 242 verläuft, mit einer Linie, die durch den Schwenkbolzen 240 parallel zum Arm 222 läuft.

Gemäß den Fig. 9 bis 11 werden die Führungsfinger 269 am oberen Ende des Abgabearms 27o angeordnet, der sich nach unten und nach außen erstreckt und mit seinem unteren Ende an einem horizontalen Wagen 312 befestigt ist, der parallel zur Drehachse der Spindel vorwärts und rückwärts verschiebbar ist. Ein erstes Paar kolinearer Buchsen 304 (Fig. 11) auf dem inneren Ende des Wagens 302 ist an gegenüberliegenden Seiten des Wagens 302 befestigt und bildet eine enge Gleitpassung um eine innere horizontale Schiene 305, die an gegenüberliegenden Enden in senkrechten Blöcken 306 auf einer horizontalen Basis 308 befestigt ist. Ein zweites Paar kolinearer Buchsen 310. am äußeren Ende des Wagens 302 bilden eine enge Gleitpassung um eine äußere horizontale Schiene 312 die parallel .zur inneren Schiene 305 verläuft und an ihren Enden von vertikalen Blöcken 314 auf der Basis 308 gestützt ist.

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Eine Antriebskette 320, die an einem Ende mittels einer ersten Klemme 322 an einer Seite des Wagens befestigt ist, erstreckt sich horizontal tun ein erstes Hilfsritzel 324 am rechten Ende (gesehen-gemäß Fig. 11) der Basis 308 und dreht sich um eine horizontale Welle 326 senkrecht zu den Führungsschienen. Die Kette verläuft um ein zweites Hilfsritzel 328 auf einer Halterung 329 unter dem Wagen, um ein Antriebsritzel auf einer Antriebswelle 332 eines Getriebekastens herum und zurück zur gegenüberliegenden Seite des Wagens, wo die Kette durch eine zweite Klemme 336 befestigt ist. Ein Schrittmotor 338 ist mit der Eingangsquelle 339 eines Getriebes verbunden und bewegt den Wagen und die Führungsfinger zwischen den beiden in Fig. 10 gestrichelt dargestellten Positioned-Zwei Schockabsorber 340 befinden sich an gegenüberliegenden Enden der Basis in dem Pfad des Wagens, um eine Beschädigung der Einrichtung zu verhindern, falls der Wagen seine beabsichtigte Position überschreiten sollte. Im Pfad des Wagens sind Grenzschalter 342 angebracht, die den Impuls- oder Schrittmotor ausschalten, wenn der Wagen in der einen oder der anderen Laufrichtung das Ende seiner Bewegung erreicht hat.

Gemäß Fig. 9 dreht sich der Kern 262 im Uhrzeigersinn, und die gekrümmten Führungsfinger folgen eng dem Außendurchmesser des Kerns um den unteren 180 Abschnitt. Das Glasfaserband wird mit Harz beschichtet und auf den Kern aufgebracht, wie dies in Verbindung mit Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde.

Gemäß den Fig. 12 bis 14 enthält der-Kernhalter 260 eine quer verlaufende horizontale Welle 350 mit einem auswärts laufenden Flansch 352 an einem Ende,

das mittels Schrauben 354 mit dem Flansch 261 auf dem fünften Schwenkbolzen 240 verbunden ist. Eine Abstandsscheibe 355 zwischen Flanschen 261 und korrigiert alle Fertigungstoleranzen bis' zu dieser Stelle, gemessen von der Spindel aus. Eine vertikale Platte 356 ist an das andere Ende der Welle 350 angeschweißt und trägt eine horizontalePlatte 357 mit einer zentralen Bohrung 358, vergl. Fig. 12. Ein nach unten verlaufendes kreisrundes Auge 360 auf der Unterseite der horizontalen Basis 362 bildet eine enge Gleitpassung in der Bohrung 358, so daß die horizontale Basis 362 auf Scheiben 359 zwischen der Basis und der Platte 357 ruht. Ein aufwärts gerichtes kreisrundes Auge 364 auf der Oberseite der Basis 362 bildet eine enge Gleitpassung in einer zentralen Bohrung 366 eines kreisrunden Halterings 368, der auf Scheiben 369 zwischen dem Ring und der Basis ruht. Der Haltering 368 besitzt eine aufwärts gerichtete Umfangswand 370. Schrauben 372, die sich durch kölineare Schraubenlöcher 374 und 376 in den Scheiben, der Platte 357 und der Basis 362 erstrecken, werden in Gewindelöcher 368 im Haltering eingeschraubt, um die Basis in die in Fig. 12 gezeigte Position festzusetzen. Die Scheiben zwischen der Platte und der Basis und der Basis sowie dem Haltering ermöglichen eine sehr genaue Positionierung des Kerns 262.

Wie sich am besten aus den Fig. 12 und 13 entnehmen läßt, besitzt ein Spannfutter 380 aus Nylon einen Kreisumfang, der eine enge Gleitpassung innerhalb der senkrechten Wand 370 des Halterings bildet. Das Spannfutter besitzt eine zentrale quadratische Öffnung 382, welche den unteren Abschnitt 383 (gesehen

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gemäß Fig. 12) des Kerns aufnimmt. Der Abschnitt 383 besitzt eine quadratische Peripherie,die eine enge Gleitpassung innerhalb der quadratischen Öffnung des Spannfutters eingeht. Gemäß Fig. 12 besitzen die quadratische Öffnung 382 des Spannfutters 380 und der quadratische Endabschnitt 383 beide abwärts und einwärts geneigte Wände, so daß der Kern fest um den gesamten Umfang des Futters herum gehalten wird, wobei der unterste Abschnitt des Kerns unmittelbar über der oberen Oberfläche des Halterings 368 liegt. Das Spannfutter aus Nylon besitzt vier Bohrungen 384, vergl. Fig. 13, die durch das Spannfutter in 90°- Intervallen hindurchlaufen, um vier aufwärts laufende Paßstifte 385 auf dem Haltering aufzunehmen, die verhindern, daß das Spannfutter relativ zum Kernhalter verrutscht.

Ein aufwärts gerichteter Hohlstutzen 390, der einen quadratischen Querschnitt besitzt, ist mit seinem unteren Ende auf der oberen Oberfläche des oberen Auges 364 auf der Basis angeschweißt. Der Stutzen verläuft gekrümmt und folgt im wesentlichen der Längsachse des Kerns. Der Stutzen endet in einem horizontalen Ende 392, vergl. Fig. 12, der von einem quadratischen, aufgeschweißten Stopfen 394 geschlossen ist. Ein äußerer Gewindenippel 396 ist mit einer Preßpassung in eine Bohrung 398 im Zentrum des Stopfens 394 eingesetzt.

Eine Ringkappe 400 mit einer ringförmigen Umfangslippe 402, die eine enge Passung um das rechte Ende (gesehen gemäß Fig. 12) des Kerns bildet, besitzt eine Bohrung 404. Das linke Ende (gesehen gemäß Fig. 12) der Bohrung 404 ist auf einen reduzierten Durchmesser 406 abgestuft, um eine einwärts gerichtete Schulter 408

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zu erzeugen. Ein Bolzen 410 sitzt mit einer Gleitpassung innerhalb der Bohrung durch die Kappe 400. Das linke Ende des Bolzens enthält einen vergrößerten Querschnitt 412 mit einem Innengewinde 414, welches das rechte Ende (gesehen gemäß Fig. 12) des mit Außengewinde versehenen Nippels 396 aufnimmt. Eine Druckfeder 416 in dem vergrößerten Abschnitt der Bohrung 404 wirkt gegen die Schulter 408 und wird von einer Scheibe 418 hinter einem Kopf 420 gehalten, der integral am Bolzen angeformt ist. Der Bolzen kann somit auf den Gewindenippel durch Drehung des Bolzenkopfes 420 aufgeschraubt und wieder abgenommen werden. Wenn die Kappe 400 durch Lösen des Bolzens vom Nippel abgenommen wird, entspannt sich die Druckfeder und drückt den Bolzen nach rechts (gemäß Fig. 13), bis eine auswärts verlaufende Schulter 422 im vergrößerten Querschnitt 412 des Bolzens gegen das linke Ende (gesehen gemäß Fig. 13) einer ringförmigen Nabe 423 auf der Kappe anliegt.

Um den Kern in eine Position zu bringen, in welcher harzbeschichtete Glasfasern um den Kern gewickelt werden, wird die Kappe und der Bolzen entfernt, der Kern wird über den Stutzen 390 in die in Fig. 13 gezeigte Position geschoben, bis das quadratische Ende des Kerns eine enge, feste Verbindung in dem Spannfutter des Kernhalters eingeht. Die Kappe wird über das rechte Ende (gemäß Fig. 13) des Kerns gesetzt, und der Bolzen auf den Nippel aufgeschraubt, bis der Bolzen auf der Schulter 424 in einer kegeligen Ausnehmung 425 des Stopfens 394 anliegt. Dadurch wird die Kappe in eine enge Anlage an den Kern gebracht, der auf diese Weise fest in dem Spannfutter mit einer durch die Feder bestimmten Kraft eingespannt ist.

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Bei dem nur einseitig auf dem Kernhalter angeordneten Kern, vergl. die Fig. 6, 7 und 13, wird ein Krümmer dadurch hergestellt, daß das Band 264 aus harzbeschichteten Glasfasern um den Umkehr-Endabschnitt am Ende des Kerns befestigt wird, und dabei liegt dieses Ende zwischen den beiden Führungsfingern 269. Eine numerische Steuereinheit (nicht dargestellt) wird betätigt, um den Motor 206 einzuschalten und die Spindel, den Arm und den Kern um die Längsachse 204 zu drehen. Gleichzeitig wird der Schrittmotor 338, vergl. Fig. 11, eingeschaltet, um den Wagen 302 mit den Führungsfingern 269 nach links (gesehen gemäß Fig. 6) zu bewegen. Dadurch wird das Band aus beschichteten Glasfasern in ein schraubenförmiges Muster um das Umkehr-Ende 267 des Zylinderabschnittes 266 des Kerns herumgeschlungen. Das Band aus harzbeschichteten Glasfasern wird vom rechten Führungsfinger (gemäß Fig. 6) während dieses Teils des Betriebs geführt, um die Fasern zu sammeln und zu konzentrieren, wie anhand Fig. 3 erläutert wurde.

Wenn der rechte Führungsfinger das innere Ende des Zylinderabschnitts 266 des Kerns erreicht, hält der Schrittmotor 338 an, und gleichzeitig wird der Motor 29 4 für die Scheibe eingeschaltet, der die Teil-

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scheibe im Uhrzeigersinn um 90 dreht, vergl. Fig.6.

Das Stoppen des Schrittmotors 338 und das Starten des Motors 294 für die Teilscheibe werden so synchronisiert, daß die relative Längsbewegung des hinteren Führungsfingers 269 und des Kerns im wesentlichen konstant bleibt, während der Schrittmotor 338 stoppt und der Antriebsmotor 294 der Scheibe seine volle Geschwindigkeit erreicht. Die Drehung der Teilscheibe

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bewegt die horizontale Schubstange 280 nach rechts (gesehen gemäß Fig. 6), wodurch der Schubhebel 284 den Arm 222 im Uhrzeigersinn um den Achsstutzen224 um einen Winkel von 90 herum dreht. Dadurch wird die dritte Verbindungsstange 246 um den Schwenkbolzen um 90° im Uhrzeigersinn gedreht. Der Schwenkbolzen und der daran angeordnete erste und zweite Winkelhebel werden während dieses Betriebsintervalls ebenfalls angehoben. Die Arme 242 und 252 des zweiten Winkelhebels 232 verbleiben parallel in ihrer ursprünglichen Richtung, während sie angehoben werden. Der zweite Arm des ersten Winkelhebels dreht sich relativ zum zweiten Arm 252 des zweiten Winkelhebels im Uhrzeigersinn, wodurch die Verbindungsstange 236 sich relativ zum horizontalen Arm 242 des zweiten Winkelhebels 232 horizontal nach rechts bewegt. Dadurch wird die zweite Verbindungsstange 238 im Uhrzeigersinn um die Achse des fünften Schwenkbolzens 240 gedreht, der integral am unteren Ende der Verbindungsstange 238 angeformt ist. Der Flansch 261 auf dem Schwenkbolzen 240 dreht sich ebenfalls im Uhrzeigersinn mit dem Schwenkbolzen 240 und hat eine Drehung des Kernhalters zur Folge, während der Arm 268 angehoben wird. Der Kernhalter bewegt sich auf diese Weise bei Bewegung der Schubstange seitwärts und längswärts zur Spindel. Die Arme und Verbindungsstangen, welche das Gestänge 268 bilden, sind so bemessen, daß sich der Kern an den Führungsfingern 269 so vorbeibewegt, daß die Längsachse des Kerns stets tangential zur Drehachse 204 der Spindel ist.

Wenn der Zylinderabschnitt 266 am linken Ende (gemäß Fig. 6) des Kerns die Wicklungsstation zwischen den

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beiden Führungsfingern erreicht, wird der Motor 294 gestoppt und hält die horizontale Schubstange 280 in einer Lage, in der diese durch die Drehung der Teilscheibe 290 um 90 im Uhrzeigersinn aus der Position gemäß Fig. 6 bewegt wurde. Der Motor 294 stoppt, der Schrittmotor 338, vergl. Fig. 11, wird wieder eingeschaltet und bewegt die Führungsfinger von rechts nach links, wenn der Zylinderabschnitt 266 des Kerns in die Wicklungsstation einläuft. Der Schrittmotor 338 nimmt Geschwindigkeit auf, während der Motor 29 Geschwindigkeit verliert, so daß die relative Längsbewegung zwischen dem Kern und den Führungsfingern konstant bleibt. Nachdem der rechte Führungsfinger 269 (gesehen gemäßFig. 6) die harzbeschichteten Fasern auf den reduzierten Umkehr-Abschnitt 297 des Kerns aufbringt, stoppt der Schrittmotor 338 und kehrt seine Drehrichtung um, wodurch sich die Führungsfinger dann von rechts nach links bewegen. Die harzbeschichteten Fasern berühren nun den linken Führungsfinger, wenn der Wagen und die Führungsfinger von rechts nach links laufen. Wenn der linke Führungsfinger sich dem inneren Ende des -Zylinderabschnitts 266 des Kerns annähert, verlangsamt sich der Schrittmotor bis hin zu einem Stillstand, und der Motor 294 für die Teilscheibe wird eingeschaltet und dreht die Teilscheibe 290 im Gegenuhrzeigersinn zurück zu der in Fig. 6 dargestellten Position. Das Anhalten des Schrittmotors 338 und des Wagens der Führungsschiene ist wiederum mit der Beschleunigung des Motors 294 für die Teilscheibe synchronisiert, so daß die relative Längsbewegung zwischen Kern und den Führungsfingern im wesentlichen konstant bleibt.

Während die Teilscheibe im Gegenuhrzeigersinn rotiert, bewegt sich die Schubstange 280 nach links in die in Fig. 6 dargestellte Position zurück, und die Arme und Verbindungsstangen des Gestänges kehren die geschilderten Bewegungen um, so daß das Gestänge in die in Fig. 6 dargellte Position zurückkehrt. Der Kernhalter dreht sich dabei im Gegenuhrzeigersinn um den künstlichen Mittelpunkt 297 zurück zu der in Fig. 6 dargestellten Position. Wenn das innere Ende des Zylinder-, abschnitts 266 des rechten Endes des Kerns die Wickelstation erreicht, verlangsamt sich der Motor 294 bis hin zumStillstand, der Schrittmotor 338 wird eingeschaltet und bewegt die Führungsfinger von rechts nach links (gesehen gemäß Fig. 6), um das Band aus harzbeschichteten Fasern um den Zylinderabschnitt 266 und um den Umkehrabschnitt 267 am rechten Ende des Kerns herumzuwickeln.

Der beschriebene Zyklus wird so oft wiederholt wie notwendig, um die erforderte Anzahl an Lagen aus beschichteten Fasern in schraubenförmigen Bahnen um den Kern herumzuwickeln. Die Verweilzeit in der Wickelstation an den Enden des Kerns kann verändert werden, damit die schraubenförmigen Bahnen sich in gewünschter Weise überlappen. Das numerische Steuersystem kann so eingestellt werden, daß sich die Fäden unter jedem gewünschten Schraubenwinkel, der sich während eines Wickelvorgangs verändern kann, um den Kern wickeln lassen. Der Schraubenwinkel liegt bevorzugt zwischen etwa 30° und 70 , und die Fäden folgen im Idealfall eng einem geodätischen Pfad, der bei einem Torus einen Schraubenwinkel am außenseitigen Radius von etwa 60° und am innenliegenden Radius von etwa 40° besitzt.

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Nachdem der Kern vollständig umwickelt ist, werden alle Motore abgeschaltet und bringen den Kern zur Ruhe in die in Fig. 6 dargestellte Position. Der umwickelte Kern wird aus dem Kernhalter genommen und in einen Ofen gelegt, um das Harz auszuhärten und einen Rohrkrümmer aus glasfaserverstärktem Kunststoff zu erzeugen. Anschließend wird der Kern durch Auflösung oder Zerkleinerung ohne Beschädigung des Rohrverbindungsstücks entfernt.

Das beschriebene Verfahren kann statt zur Erzeugung von Verbindungsstücken mit nicht geradlinigen Achsen auch zur Herstellung von Rohren eingesetzt werden. Bei der Herstellung von Rohren ist der Kern im wesentlichen über seine gesamte Länge zylinderförmig und wird um seine Längsachse gedreht. Es ist dann keine Oszillationsbewegung erforderlich. J.e nach Länge des Rohres können das Harzbad und der Fadennachschub während eines Wickelvorgangs vorwärts und rückwärts längs der Kernachse bewegt werden, oder es kann der Kern längs seiner Längsachse an dem Harzbad und dem Fadennachschub vorbei vorwärts und rückwärts bewegt werden.

Die Lage des künstlichen Mittelpunkts 297 kann verschoben werden, um eine Anpassung an Kerne verschiedener Abmessungen zu verwirklichen; zu diesem Zweck müssen die Schrauben 254, vergl. Fig. 8, gelöst werden, welche den ersten Arm 242 und den zweiten Arm 252 des zweiten Winkelhebels 232 miteinander verbinden,Der erste Arm 242 kann dann entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn um den zweiten Schwenkbolzen 230 so gedreht werden, daß die Schrauben^54 in den Bogenschützen 256, vergl. Fig. 16, neue Lagen einnehmen. Wenn der erste Arm 242 in der neuen gewünschten

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Position liegt, werden die Schrauben 254 festgezogen, um den ersten Arm 242 in der gewünschten Position relativ zum zweiten Arm 252 zu befestigen. Wenn die neue Position des Arms 242 eine unerwünschte Beanspruchung innerhalb der durch Arm 226 und Verbindungsstangen 236, 238 und 242 gebildeten Parallelogrammverbindung hervorruft, kann der relative Winkel zwischen den Armen 226 und 222 durch Lösung der Schrauben 225, vergl. Fig. 8, und durch Drehung des Arms 226 um den zweiten Schwenkbolzen 2 30 im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn eingestellt werden, bis die Schrauben 225 neue Lagen in den Bogenschützen 225B einnehmen, vergl. Fig. 15. Die Schrauben 225 werden festgezogen, wenn der Arm 226 in der neuen Position liegt, um diesen Arm 226 relativ zum Arm 222 unbewegbar fest zu ziehen. Die Winkel zwischen den Armen und Verbindungsstangen, welche die Parallelogrammverbindung zwischen den. Schwenkbolzen 230, 234, 237 und 240 bilden, können auf diese Weise konstant oder innerhalb beliebiger gewünschter Grenzen gehalten werden, während der künstliche Mittelpunkt 297 eingestellt wird, um an Kerne verschiedener Größen angepaßt zu werden.

Um eine statische und dynamische Balance herzustellen, kann ein geeignetes Gegengewicht (nicht dargestellt) an dem Gestänge des Arms 268 befestigt werden, welches sich in die entgegengesetzte Seite der Längsachse der Spindel erstreckt.

Fig. 17 ist eine schematischeAnsicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der Spindel 501 in Lagern 502 um eine horizontale Längsachse 512 rotieren kann. Die Spindel wird in irgendeiner geeigneten Art und Weise, z.B. gemäß den Fig. 1 oder 6 angetrieben. Ein Ende eines hohlen Kerns 522, der ein

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Segment eines TorOides ist, ist am äußeren Ende eines Arms 526 angeordnet, welcher an der Spindel befestigt ist und sich um die Längsachse 512 dreht.

Der Arm 526 enthält einen ersten Winkelhebel· 528 mit einem ersten Arm 530 und einem zweiten Arm 532, die an einer Verbindungssteile 534 miteinander verbunden sind. Ein erster Schwenkbolzen 536 verbindet das Ende des Arms 530 von der Stelle 534 des ersten Winkelhebel·s entfernt mit der Spindel derart, daß der Arm um den ersten Schwenkbolzen um eine Achse hin und her oszillieren kann, die senkrecht zur Längsachse der Spindel ist. Ein zweiter Schwenkbolzen 540 verbindet die Verbindungs-

stelle' 541 eines zweiten Winkelhebels 542 mit der Verbindungsstelle 534 des ersten Winkelhebels, äo daß die zwei Winkelhebel relativ zueinander um eine Achse drehbar sind, die senkrecht zur Längsachse der Spindel verläuft. Ein dritter Schwenkbolzen 544 verbindet ein Ende einer ersten Verbindungsstange 546 mit dem Ende des zweiten Arms 532 des ersten Winkelhebels entfernt von der Verbindungsstelle 534, so da die erste Verbindungsstange und der zweite Arm 532 relativ zueinander um eine Achse drehbar sind, die senkrecht zur Längsachse der Spindel verläuft.

Ein vierter Schwenkbolzen 548 verbindet das andere Ende der ersten Verbindungsstange mit einem Ende einer zweiten Verbindungsstange 550, so daß die beiden Verbindungsstangen relativ zueinander um eine Achse drehbar sind, die senkrecht zur Längsachse der Spindel verläuft. Ein fünfter Schwenkbolzen 552 verbindet das andere Ende der zweiten Verbindungsstange 550 mit einem Ende des ersten Arms 554 des zweiten Winkelhebels, so daß die zweite Verbindungsstange und der ersteArm 554 des zweiten Winkelhebels relativ zueinander

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um eine Achse drehbar sind, die senkrecht zur Längsachse der Spindel verläuft. Ein sechster Schwenkbolzen 560 verbindet ein Ende einer dritten Verbindungsstange 562 mit einem auswärts gerichteten Steg 564, der integral an der Spindel angeformt ist. Die dritte Verbindungsstange ist um den sechsten Schwenkbolzen drehbar um eine Achse angeordnet, die ebenfalls senkrecht zur Längsachse der Spindel verläuft.

Ein siebter Schwenkbolzen 566 verbindet das andere Ende der dritten Verbindungsstange mit äußeren Ende des zweiten Arms 568 des zweiten Winkelhebels, so daß der zweite Arm 568 und die dritte Verbindungsstange sich relativ zueinander um eine Achse drehen können, die senkrecht zur Längsachse der Spindel ist. Der Kern ist zwischen dem vierten und dem fünften Schwenkbolzen mittels einer geeigneten Einrichtung an die zweite Verbindungsstange 550 angebracht, wie dies in Verbindung mit den Figuren 12 bis 14 beschrieben ist.

Das beschriebene Gestänge bildet den Arm 526, der zwei miteinander verbundene Parallelogrammverbindungen enthält, wobei die erste Parallelogrammverbindung längs einer ihrer beiden mit der Spindel am fünften und am sechsten Schwenkbolzen angeschlossen ist. Der Rest der ersten Parallelogrammverbindung umfaßt den ersten Arm 530 des ersten Winkelhebels, den zweiten Arm 568 des zweiten Winkelhebels, und die dritte Verbindungsstange 562. Die zweite Parallelogrammverbindung umfaßt den zweiten Arm 532 des ersten Winkelhebels, die erste Verbindungsstange 546, die zweite Verbindungsstange 550 und den ersten Arm 554 des zweiten Winkelhebels. Die zweite Verbindungs-

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stange wird bezüglich der Längsachse der Spindel um einen künstlichen Mittelpunkt 570 längs eines Bogens 571 mit Radius 572 seitwärts und in Längsrichtung bewegt. Der Bogen fällt mit der gekrümmten Längsachse des Kerns zusammen. Der künstliche Mittelpunkt 570 befindet sich im Schnittpunkt einer Linie, welche durch den ersten und den sechsten Schwenkbolzen hindurchläuft, mit einer Linie, welche durch den vierten und fünften Schwenkbolzen 548 bzw 552 hindurchläuft, wenn sich diese in der in Fig. 17 dargestellten vertikalen Lage befinden.

Das den Arm 526 bildende Gestänge kann durch irgendwelche geeigneten Vorrichtungen, z.B. gemäß den Fig. 2, 5 oder 6 bis 8, betrieben werden, um die Mitte der zweiten Verbindungsstange 550 und die Mitte des linken Endes des Kerns 522 (gemäß Fig. 17) um 90° längs des Radius¹ 572 hin- und herzubewegen. Ein Band aus harzbeschichteten Glasfaden wird um den Kern in sich überlappenden Schraubenlinien herumgewickelt, während der Kern um die Längsachse der Spindel rotiert und an der Wickelstation hin- und her- vorbeioszilliert, wie in Verbindung mit den Fig. 1 bis 16 näher beschrieben ist.

Der erste Arm 530 des ersten Winkelhebels besitzt mehrere längliche Löcher 580, mittels derer der Arm am ersten Schwenkpunkt an verschiedenen Stellen befestigt werden kann, um die effektive Länge des ersten Arms zu ändern und den künstlichen Mittelpunkt 570 an Kerne unterschiedlicher Abmessungen anzupassen. Die dritte Ver-bindungsstange 562 besitzt ebenfalls mehrere in Längsrichtung beabstandete Löcher 582, um die zweite Verbindungsstange an dem sechsten Schwenkbolzen 560 mit unterschiedlicher

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effektiver Länge der dritten Verbindungsstange zu befestigen, wenn die Lage des künstlichen Mittelpunks verschoben worden ist.

Gemäß Fig. 18 ist eine Spindel 601 in Lagern 602 um eine horizontale Längsachse 612 drehbar gelagert. Die Spindel wird in irgendeiner geeigneten Weise angetrieben, wie dies z.B. in Verbindung mit den Figuren 1 bis 16 beschrieben ist.

Ein Ende eines hohlen Kerns 622, der ein Segment eines TorOides ist, wird am äußeren Ende eines Arms 626 befestigt, der fest mit der Spindel verbunden ist und sich um die Längsachse 612 drehen kann.

Der Arm 626 enthält einen ersten Winkelhebel 628 mit einem ersten Arm 630 und einem zweiten Arm 632 und einer Verbindungsstelle 634. Ein erster Schwenkbolzen 636 verbindet das Ende des Asms 640 von der Verbindungsstelle 634 des ersten Winkelhebels entfernt mit der Spindel. Ein zweiter Schwenkbolzen 640 verbindet die Verbindungsstelle 641 eines zweiten Winkelhebels 642 mit der Verbindungsstelle 634 des ersten Winkelhebels, so daß die beiden Winkelhebel relativ zueinander drehbar sind. Ein dritter Schwenkbolzen 644 verbindet ein Ende einer ersten Verbindungsstange mit dem Ende des zweiten Arms 632 des ersten Winkelhebels entfernt von dem zweitenSchwenkbolzen 640, so daß die erste Verbindungsstelle und der zweite Arm 632 relativ zueinander drehbar sind.

Ein vierter Schwenkbolzen 648 verbindet das andere Ende der ersten Verbindungsstange mit einem Ende einer

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zweiten Verbindungsstange 650, so daß beide Verbindungsstangen sich relativ zueinander drehen können. Ein fünfter Schwenkbolzen 652 verbindet das andere Ende der zweiten Verbindungsstange mit einem Ende eines ersten Arms 654 des zweiten Winkelhebels, so daß die zweite Verbindungsstange und der erste Arm 654 des zweiten Winkelhebels sich relativ zueinander drehen können. Ein sechster Schwenkbolzen 660 verbindet ein Ende einer dritten Verbindungsstange 662 mit einem auswärts gerichteten Steg 664, der integral an der Spindel angeformt ist. Die dritte Verbindungsstange ist drehbar um den sechsten Schwenkbolzen gelagert.

Ein siebter Schwenkbolzen 666 verbindet das andere Ende der dritten Verbindungsstange mit dem äußeren Ende eines zweiten Arms 668 des zweiten Winkelhebels, so daß der zweite Arm 668 und die dritte Verbindungsstange sich relativ zueinander drehen können.

Ein Ende des Kerns ist mit einem Ansatz oder Kernhalter 669 verbunden, der integral an die zweite Verbindungsstange angeformt ist und über den vierten Schwenkbolzen 648 hinausragt. Der Kern ist mittels geeigneter Mittel am Ansatz 669 befestigt, vergl. z.B. die Fig. 12 bis 14.

Die Mitte des Ansatzes oder Kernhalters 669 bewegt sich seitwärts und in Längsrichtung bezüglich der Längsachse der Spindel um einen künstlichen Mittelpunkt 670 längs eines Bogens 671 mit Radius 672, der mit der gekrümmten Längsachse des Kerns zusammenfällt. Der künstliche Mittelpunkt liegt im Schnittpunkt einer Linie, die durch den ersten und sechsten

Schwenkbolzen 636 bzw. 660 hindurchläuft/ mit einer vertikalen Linie, welche durch den vierten und fünften Schwenkbolzen 648 und 652 hindurchläuft, wenn diese Schwenkbolzen in ihrer extremen rechten Position liegen, wie in Fig. 18 gezeigt ist.

Das den Arm 626 bildende Gestänge kann mit irgendeiner geeigneten Vorrichtung betrieben werden, die die dritte Verbindungsstange 662 und den ersten Winkelhebel 628 um einen Winkel von etwa 90 aus der senkrechten Stellung der Fig. 18 in die gestrichelten horizontalen Positionen dieser Elemente hin- und heroszilliert.

Die Gestänge der Fig. 17 und 18 sind den Gestängen der Fig. 6 bis 8 identisch, mit der Ausnahme, daß der erste und der zweite Winkelhebel der Gestänge der Fig.

17 und 18 aus kolinearen ersten und zweiten Armen bestehen und um einen Winkel gegeneinander versetzt sind und eine Spitze bilden.

Der künstliche Mittelpunkt 670 des Gestänges der Fig.

18 kann dadurch verstellt werden, daß der sechste Schwenkbolzen 660 aus der dargestellten Lage in irgendeines von mehreren Löchern 682 im Steg 664 versetzt wird, um den radialen Abstand relativ zur Drehachse der Spindel zu verändern. Das in Fig. 18 dargestellte Gestänge stellt eine modifizierte Version des Gestänges der Fig. 17 dar, wobei das Gestänge der Fig.

18 so eingestellt ist, daß der künstliche Mittelpunkt 670 weifeer von der Drehachse der Spindel entfernt ist als der künstliche Mittelpunkt 570 inFig. 17. Wenn der künstliche Mittelpunkt verschoben wird,

muß auch ein passender Kernhalter benutzt werden, so z.B. der Ansatz 669, der integral an die zweite Verbindungsstange des Gestänges der Fig. 18 angeformt ist.

Die Verwendung des in der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 und Fig. 6 bis 18 dargestellten Gestänges, und die Befestigung des Kerns lediglich an einem Ende des Kernhalters begründet folgende Vorteile:

1. der Kern kann mit einer unbegrenzten Menge an harzbeschichteten Fasern versehen v/erden und relativ schnell um die Längsachse der Spindel rotieren, so daß die fortlaufenden Fasern mit großer Geschwindigkeit aufgewickelt werden. Dies ist insbesondere zur Erzeugung von Rohrverbindungsstücken mit wirtschaftlicher Geschwindigkeit wichtig.

2. Die Drehung des Kerns um die Spindelachse schleudert überschüssiges Harz weg vom Kern, und es läßt sich dieses abgeschleuderte Harz zur sofortigen Wiederverwendung in das Harzbad zurückleiten, ohne daß Harz auf das Gestänge tropft oder spritzt.

3. Das Gestänge kann rasch eingestellt werden, um Kerne verschiedener Größe aufzunehmen.

Das Abgabesystem zur Abgabe des Faserbandes mit den gekrümmten Fingern besitzt in Verbindung mit der

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Schwing- oder Oszillationsbewegung und der Rotation des Kerns überraschende und unerwartete Vorteile, die nachstehend erläutert werden sollen. Der zur Herstellung von faserverstärkten wärmeaushärtenden Kunststoff-Krümmern verwendete Kern besteht typischerweise aus einem Torus-Abschnitt, dessen Endabschnitte zylindrisch oder nahezu zylindrisch sind. Die nachfolgende Erläuterung macht von folgenden Begriffen Gebrauch, die nachfolgend definiert werden:

Torus unter einem Torus versteht man eine Rotations-Oberfläche, die durch Drehung eines Kreises um eine Achse erzeugt wird, welche in der Kreisebene liegt und so angeordnet ist, daß diese Achse den Kreis nicht schneidet.

Toroid unter einem Toroid versteht man eine Rotationsoberfläche, die durch Rotation einer ebenen geschlossenen Kurve um eine Achse erzeugt wird, welche in der Ebene dieser Kurve liegt und so /erläuft, daß diese Achse die Kurve nicht schneidet. In der nachstehenden Erörterung wird die ebene geschlossene Kurve als ein Kreis angenommen, so daß das "Toroid" mit einem Torus identisch ist.

Parallelg Schnitte durch einen Torus= senkrecht zu dessen Achse sind Kreise, die als "parallele Kreise" oder einfach "Parallelen" bezeichnet werden. Eine Parallele eines Torus ist eine Linie auf dem Torus, welche durch eine Punkt auf dem den Torus erzeugenden Kreis beschrieben wird, während dieser Kreis zur Erzeugung des Torus rotiert.

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Meridian Schnitte durch einen Torus, welche die Rotationsachse enthalten, werden Meridian-Schnitte oder einfach Meridiane bezeichnet.

Toroidale Schraube eine toroidale Schraube oder Helix ist eine Kurve auf einem Torus, die durch einen Punkt auf dem Erzeugungskreis produziert wird, der sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um den Umfang des Erzeugungskreises herum bewegt, während der Erzeugungskreis mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um die Rotationsachse des Torus' herumbewegt, um den Torus zu erzeugen.

Konstantwinkel-Schraube: als Konstantwinkel-Schraube wird eine Kurve auf dem Torus bezeichnet, deren Tangenten einen konstanten Winkel mit den Tangenten der parallelen Kreise des Torus' an den Schnittpunkten dieser Kurve mit den parallelen Kreisen einschließen. Eine derartige Kurve läßt sich durch einen Punkt auf dem Erzeugungskreis produzieren, welcher mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um den Umfang des Erzeugungskreises herumläuft und gleichzeitig mit konstanter Lineargeschwindigkeit auf der Oberfläche des Torus' senkrecht zu den Meridian-Schnitten lauft.

Geodätische Linie: eine geodätische Linie auf einer Fläche ist eine Kurve, deren Hauptnormale in jedem Punkt der Fläche in die Richtung der Flächennormalen fällt. Durch jeden Punkt auf einer Fläche verläuft in jeder Richtung eine geodätische Linie. Eine geodätische Linie wird einzig durch einen Anfangspunkt auf

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der Oberfläche und eine Tangente an diesen Punkt bestimmt.Wenn eine Kurve mit kürzestem Abstand zwischen zwei Punkten auf der Oberfläche existiert, dann ist diese Kurve eine geodätische Linie. Eine geodätische Linie auf einem Torus wird durch einen Punkt erzeugt/ der mit konstanter oder variabler Winkelgeschwindigkeit um den Umfang des Erzeugungskreises herum läuft und gleichzeitig mit variabler linearer Geschwindigkeit auf der Oberfläche des Torus in einer Richtung senkrecht zu den Meridian-schnitten läuft.

Seit vielen Jahren werden die physikalischen Eigenschaften von faserverstärkten Gegenständen mittels Gewebe- oder Netzanalyse bestimmt. Bei derartigen Berechnungen wird angenommen, daß die Beanspruchung innerhalb den um den Gegenstand gewickelten Fäden vollständig von den Fäden längs ihrer Achsen aufgenommen werden. Es wird angenommen, daß der Harzbinder Kräfte auf die Verstärkungsfäden verteilt, aber dieFestigkeit der Matrix wird vernachlässigt.

Mittels Gewebeanalyse beträgt der optimale Schraubenwinkel für Verstärkungsfäden in einem zylindrischen Druckgefäß mit geschlossenem Ende 54 45¹, gemessen von einer Richtung parallel zur Achse des zylindrischen Gefäßes. Fäden unter diesem Schraubenwinkel bringen statische Umfangs- und Axialbeanspruchungen im Kessel geeignet zum Ausgleich. In einem zylindrischen Druckgefäß mit geschlossenem Ende ist die Umfangsbelastung gleich der doppelten Axialbelastung.

BAD ORIGINAL

Für ein toroidales Druckgefäß beträgt das Verhältnis von ümfangslast zu Axiallast bei einem Radius, der gleich dem Radius des Pfades des Mittelpunkts des Erzeugungskreises ist, ebenfalls 2:1, und der optimale Schraubenwinkel an diesem Punkt beträgt 54°45'. Bei kleineren Radien nimmt der Schraubenwinkel zu, und bei größeren Radien nimmt dieser Schraubenwinkel ab. Die Abweichung des optimalen Schraubenwinkels von 54 45' ist für Gebilde, die den praktisch üblichen Krümmer-formen entsprechen, relativ klein. Ein Krümmer, dessen Fasern alle im wesentlichen unter einem Winkel von 54°45' aufgebracht ist, besitzt daher nahezu optimale Festigkeit.

Ein Verfahren zur Erzeugung eines mit Fasern gewickelten Krümmers mit konstantem Si
kann folgendermaßen ablaufen:

ten Krümmers mit konstantem Schraubenwinkel von 54°45

Schritt 1 der Krümmer wird mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um die Achse eines seiner zylindrischen Enden gedreht.

Schritt 2 der Krümmer wird mit konstanter Lineargeschwindigkeit parallel zu der Achse des zylindrischen Endes, am Fadenabgabepunkt vorbeibewegt, um die Fäden mit dem gewünschten konstanten Schraubenwinkel auf das zylindrische Ende aufzubringen.

Schritt 3 wenn der schraubenförmige Fadenpfad die Verbindungsstelle zwischen zylindrischem Ende und toroidalem Mittenabschnitt des Krümmers erreicht,hört die Linearbewegung des Krümmers auf, und es beginnt die Oszillations- oder Schwenkbewegung des Krümmers um die Achse des Toroid-AbSchnitts, wobei gleichzeitig die Drehung um die Achse fortgesetzt wird, welche ursprünglich

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die Achse des zylindrischen Endes war. Durch Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Schwenkbewegung bei konstanter Drehzahl, oder durch Änderung der Drehzahl bei konstanter Schwenkgeschwindigkeit, oder durch eine Kombination derartiger Bewegungen läßt sich eine Konstantwinkel-Schraube von den Fäden auf der Oberfläche des Torus erzeugen.

Schritt 4 wenn der schraubenförmige Fadenpfad die Verbindungsstelle des Torus mit dem zweiten zylindrischen Ende erreicht, wird die Schwenkoder Oszillationsbewegung des Krümmers um die Mittenachse des Torus beendet, die Drehung des Krümmers um die horizontale Achse - welche gleich der Achse des anfänglichen zylindrischen Endes war - wird fortgesetzt, und der Krümmer wird mit konstanter Lineargeschwindigkeit (die gleich der ursprünglichen Lineargeschwindigkeit ist) parallel zur Achse des zweiten zylindrischen Endes bewegt, um die Fäden auf das zweite zylindrische Ende in Form einer Konstantwinkel-Schraube aufzubringen.

Das beschriebene Verfahren zum Wickeln von Fäden längs Kanstantwinkel-Schraubenlinien auf Rohrkrümmern würde eine komplexe mechanische Einrichtung erfordern. Einfachere Einrichtungen, bei denen mit konstanten Schwenkgeschwindigkeiten und Drehzahlen gearbeitet wird, können zum Wickeln von Rohrkrümmern benutzt werden, bei denen die Fäden längs toroidaler Schrauben und nicht längs Konstantwinkel-Schrauben auf dem Toroid-Abschnitt verlaufen. Bisher durchgeführte

Versuche, derartige Wicklungen mit einem Schraubenwinkel in der Nähe des optimalen Winkels von 55 durchzuführen, erwiesen sich nicht als erfolgreich, da die Fäden auf der Oberfläche des Toroides verrutschen und zur "Seilbildung¹¹ oder "Verdrillung" des Fadenbands und einer ungenauen Plazierung der Faserverstärkung neigen. Die resultierenden Kompromisse hinsichtlich des Schraubenpfads führen zu Rohrverbindungsstücken unbefriedigender Festigkeit.

Die Fäden verrutschten, weil sie bei nasser Aufbringung auf den Kern sehr schlüpfrig sind und bei einer Wicklung längs eines nicht-stabilen Pfads danach streben,, auf einen stabilen Pfad zu rutschen. Geringe Abweichungen von einem vollständig stabilen Pfad (der keine Reibung zwischen den Fäden und dem Kern benötigt, um das Verrutschen der Fäden zu verhindern) ist möglich und ist auch eine übliche Praxis beim Umkehr der Wickelrichtung auf einem zylindrischen Rohrkern. Das hinnehmbare Maß an Abweichung von dem idealen Pfad hängt jedoch unmittelbar mit der verfügbaren Reibung zusammen. Stabile^ d.h. "r.eibungsfreie»¹¹ Pfad auf irgendeiner Oberfläche ist eine geodätische Linie, da bei dieser die Hauptnormale stets mit

der Normalen der Oberfläche zusammenfällt.

Bei nahezu in Umfangsrichtung verlaufenden Wicklungen, d.h. bei einem Schraubenwinkel von 80° bis 89 sind die geodätischen Linien und die toroidalen Schrauben aufgrund der Reibung einander im wesentlichen ähnlich, und die toroidale Schraube ist stabil. Bei Kurven mit einem Schrauben-winkel von durchschnittlich 54 45', sind die geodätischen Linien und die toroidalen Schrauben voneinander sehr verschieden, die Unterschiede

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betragen bis zu 30° und 40°. Derartige Unterschiede überschreiten das Maß an Reibung, und die toroidalen Schraubenlinien verrutschen in Richtung stabilerer Pfade, welche die geodätischen Linien annähern.

Bei der vorliegenden Vorrichtung und dem Verfahren brauchen die Schwenk- oder Oszillationsbewegung und die Drehbewegung keine feste Relation zueinander zu besitzen. Es wird eine variable Relation dadurch erzeugt, daß das Fadenband auf den gekrümmten Fingern während des WickeIvorgangs seitwärts, vorwärts und zurück gleitet, oder daß ein numerisch gesteuertes Antriebssystem verwendet wird, welches während eines Wiekelvorgangs oder während eines Laufs zum nächsten Lauf eine gewünschte Änderung erzeugen kann. Ein numerisch gesteuertes Antriebssystem besitzt folgende Vorteile:

1. Es vermeidet die Notwendigkeit, Getriebegänge zu wechseln, wenn Größenwechsel erfolgen;

2. es ist ein einfacher Übergang von der Schwenkbewegung des Krümmers zur Translation des Abgabepunkts möglich, um die zylindrischen Enden zu wickeln; und

3. es sind Abweichungen des Fadenpfads längs des Toroid-Abschnitts von reinen toroidalen Schrauben möglich.

Wenn die erfxndungsgemaße Vorrichtung mit einem konstanten Verhältnis von Schwenk- und Drehbewegungen abläuft, und wenn als Abgabesystem die gekrümmten Finger verwendet werden, so wird anstelle eines toroidalen Schraubenpfads vom Fadenband auf dem Kern

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ein Pfad erzeugt, der dem geodätischen Pfad stärker angenähert ist. Diese Abweichung des Fadenpfads von der toroidalen Schraube ist das Ergebnis eines relativ komplexen Zusammenhangs zwischen den Schwenk- und Drehbewegungen des Krümmers, dem Durchmesser und dem
Krümmungsradius des Krümmers, und der Geometrie der gekrümmten Finger, wodurch überraschende Ergebnisse entstehen:

1. Wenn toroidale Schrauben mit einem durchschnittlichen Schraubenwinkel in der Größenordnung von 55 mit fester Schwenk- und Drehgeschwindigkeit und mit dem gekrümmten Finger-Abgabesystem versucht werden, so erzeugen die geometrischen Verhältnisse Fadenpfade, die nahezu gleich dem geodätischen Pfad sind, der variable Schwenk- und Drehgeschwindigkeiten erfordert.

2. Veränderungen der geometrischen Verhältnisse
zwischen dem Abgabesystem und dem Kern, und Änderungen im Verhältnis von Dreh- und Schwenkgeschwindigkeiten ermöglichen es, innerhalb der
Reibungsgrenzen Fadenpfade mit nahezu konstanten Schraubenwinkeln zu erzeugen.

3. Geeignete Änderungen im Verhältnis von Kerngeometrie, Geometrie der gekrümmten Finger des
Abgabesystems und den relativen Schwenk- und
Drehgeschwindigkeiten eines Kerns und der
Translation des Abgabesystems können zu beliebigen Fadenpfaden (innerhalb der durch Reibung festgelegten Grenzen) auf dem Kern führen, die
für irgendwelche Belastungszustände des fertigen Krümmers erwünscht sind. So kann z.B. das

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numerisch gesteuerte System so programmiert werden, daß es irgendeine gewünschte Kurve auf dem Kern ausführt. Die erforderliche Programmierung zur Ausführung eines geodätischen Pfads oder einer Konstantwinkel-Schraube auf dem Kern ist jedoch relativ kompliziert, insbesondere da für jeden Pfad vom einen Ende zum anderen Ende des Kerns ein neues Programm erforderlich ist, wenn die Startpunkte bezüglich ihres Winkels in den Startebenen am Ende des Kerns voneinander verschieden sind,

4. Beim Wickeln mit festem Geschwxndigkeitsverhältnis zwischen der Schwenk- und der Drehbewegung des Kerns, verursachen die gekrümmten Finger des Abgabesystems in Abhängigkeit von Änderungen des Schraubenwinkels Versetzungen zwischen den gekrümmten Fingern und dem Berührungspunkt des Fadenbands am Kern. Dadurch ändert sich die effektive Schwenkgeschwindigkeit des Kerns. Zusätzlich bewegt sich in Abhängigkeit von Änderungen des Schraubenwinkels die Position des Fadenbands auf den gekrümmten Fingern seitlich vorwärts und zurück, wodurch die effektive Drehzahl durch Veränderung der Kernorientierung relativ zu dem Fadenband auf den Fingern verändert wird. Das Ergebnis ist eine überraschende Selbstkompensation, die einen nahezu geodätischen Fadenpfad auf dem Kern erzeugt, während die Schwenk- und Drehgeschwindigkeiten relativ zueinander konstant gehalten werden.

5. Das Abgabesystem mit den gekrümmten Fingern regelt auch automatisch die Breite des Fadenbands in Abhängigkeit von Änderungen des Schraubenwinkels und der Bandbewegung nach, wenn das Band

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abwechselnd um den inneren und den äußeren Bereich des Torus gewickelt wird; auf diese Weise erfolgt eine vollständige Bedeckung des Torus ohne übergroße Überlappung, die durch ein Band erzielt würde, welches um den gesamten Umfang des Torus eine konstante Breite besitze würde.

Während des Betriebs der Maschine gemäß den Fig. 6 bis 16 mit einem konstanten Verhältnis von Schwenk- und Drehgeschwindigkeit wurden Testgegenstände hergestellt, die einen befriedigenden Widerstand den durch Innendruck erzeugten Umfangslasten und Axiallasten entgegensetzten, insbesondere wenn das Verhältnis zwischen Schwenk- und Drehbewegung so ausge-

'/sich
wählt wurde, daß /auf dem äußeren Radius des Torus, wo die Krümmerwand am dünnsten ist, ein Schraubenwinkel von nahezu 55 einstellte. Auf dem innen liegenden Radius des Torus tritt natürlicherweise eine Materialanhäufung auf, und obwohl die resultierenden Schraubenwinkel durch Gewebeanalyse-Berechnungen nicht optimiert wurden, ergab die Festigkeit der Harzmatrix zusammen mit den Fäden ausreichende Festigkeit. Testgegenstände, welche zur Erzeugung nahezu konstanter Schraubenwinkel mit einer relativ zur Drehzahl veränderlichen Schwenkgeschwindigkeit angefertigt wurden, zeigten geringfügig verbesserte Wert. Es zeigte sich jedoch, daß diese Verbesserung den zusätzlichen Programmieraufwand nicht rechtfertigt.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß die Kombination komplexer Zusammenhänge zwischen Kernform, Geometrie der gekrümmten Finger desAbgabe— systems und deren Relation zur Geometrie des Kerns und der variable Zusammenhang zwischen

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Schwenkbewegung, Drehbewegung und Translationsbewegung der Maschine durch geeignete Programmierung eines numerisch gesteuerten Antriebssystems die Erzeugung sehr verschiedener Fadenpfade auf der Oberfläche des Kerns besonders bequem ermöglichen. Die Führungsfinger ermöglichen es ferner, daß die Bewicklung des Kerns an den beiden zylindrischen Ende schnell, mit minimaler Umkehr zeit erfolgt; während di^ö Relativbewegung zwischen den Führungsfingern und dem Kern abnimmt, wächst der Schraubenwinkel auf den Wert 90° an, d.h. das Fadenband liegt senkrecht zur in Längsrichtung verlaufenden Drehachse des Kerns. Dadurch lassen sich die Relativbewegung zwischen Finger und Kern schnell umkehren und die erforderliche Versetzung für den gewünschten Schraubenwinkel läßt sich während einer minimalen Längsstrecke bilden. Dieses Verhalten reduziert die Abkantverluste an den Enden erheblich, d.h. dasjenige Material, welches an den Enden der Rohrverbindungsstücke oder Rohre abgeschnitten werden muß, um ein Endprodukt zu erzeugen.

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Claims (34)

1. AMERON, INC., eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates California, 4700 Ramona Boulevard, Monterey Park, California 91754, V.St.A.

   Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen gekrümmter Rohrverbindungsstücke

   ANSPRÜCHE

   ( 1 .i Vorrichtung zum Herstellen gekrümmter Rohrver- ^-■feandungs stücke durch Umwickeln eines die Form des

   Verbindungsstücks aufweisenden Kerns mit harzbeschichteten Fäden, gekennzeichnet durch eine Spindel (10; 201; 501; 601) mit einer Längsachse, Einrichtungen (14, 16, 20; 206 bis 214; 502, 506) zum Drehen der Spindel um ihre Längsachse, einen auswärts gerichteten Arm (26; 268; 526, 626), der an der Spindel (10; 201; 501; 601) befestigt ist, einen Kernhalter (24; 260; 550; 669) ' auf dem Arm (26;

   268; 526; 626), Einrichtungen zum Befestigen des

   WWR/eo

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   Kerns (22) auf dem Kernhalter, Einrichtungen (72 bis 78; 280 bis 296) zum gleichzeitigen Bewegen des Arms und des Kernhalters seitwärts und längswärts während sich die Spindel (10; 201; 501; 601) dreht, und Einrichtungen (82; 269) zum Aufwickeln harzbeschichteter Fäden um den Kern (22) , während sich die Spindel dreht und der Kernhalter seitswärts und längswärts bewegt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (Fig. 12 bis 14) vorgesehen sind, um den Kern (22; 262) mit einem Ende am Kernhalter zu befestigen, während das andere Ende des Kerns frei ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsfinger(82; 269) in Längsrichtung beabstandet voneinander längs der Längsachse der Spindel (10; 201) angeordnet sind, daß die harzbeschichteten Fäden zwischen den Führungsfingern hindurchlaufen, und daß die Führungsfinger gekrümmt sind und mindestens um einen Teil des Kerns herum passen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtu-ngen (302,308, Fig. 11) vorgesehen sind, welche die Führungsfinger (269) in Längsrichtung relativ zur Spindel bewegen.
5. 5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (93, 94, 90, 92)vorgesehen sind, mittels denen der Weg veränderbar ist, längs dessen der Arm (26 ...) und der Kernhalter (24 ...) sich seitwärts undin Längsrichtung bewegen.
6. 6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (26) enthält: einen ersten Winkelhebel (28) mit zwei Armen (30, 32), die an einer Winkelspitze (34) · miteinander verbunden sind, einen ersten Schwenkbolzen (36) , der einen Arm (30) des ersten Winkelhebels (28) mit der Spindel (10) so verbindet, daß eine Drehbewegung des Arms um eine Achse quer zur Längsrichtung der Spindel möglich ist, einen zweiten Winkelhebel (42) mit zwei an einer Winkelspitze verbundenen Armen (68, 54), einen zweiten Schwenkbolzen (40), der den zweiten Winkelhebel an seiner Winkelspitze mit der Winkelspitze (34) des ersten Winkelhebels (28) so verbindet, daß der zweite Winkelhebel um eine Achse quer zur Längsachse der Spindel drehbar ist, eine erste Verbindungsstange (46) , einen dritten Schwenkbolzen (44),der das eine Ende der ersten Verbindungsstange (46) mit dem zweiten Arm (32) des ersten Winkelhebels (28) drehbar um eine Achse quer zur Längsachse der Spindel verbindet, eine zweite Verbindungsstange (50) , einen vierten Schwenkbolzen (48), der das andere Ende der ersten Verbindungsstange (46) mit einem Ende der zweiten Verbindungsstange (50) um eine Achse quer zur Längsachse der Spindel drehbar verbindet, mit einem fünften Schwenkbolzen (52) , der das andere Ende der zweiten Verbindungsstange (50) mit einem Arm (54) des zweiten Winkelhebels (42) verbindet, Einrichtungen (24) zum Befestigen des Kerns (22) an der zweiten Verbindungsstange (50), eine dritte Verbindungs stange (62), einen sechsten Schwenkbolzen (60), der ein Ende der dritten Verbindungsstange um eine Achse quer zur Längsachse der Spindel drehbar an die Spindel ankoppelt, einen siebten Schwenkbolzen (66), der das andere Ende der dritten Verbindungsstange mit dem anderen Arm des zweiten Winkelhebels (42) ver-

   bindet, Einrichtungen (72 bis 78) zum Bewegen der dritten Verbindungsstange und des ersten Winkelhebels um den sechsten bzw. ersten Schwenkbolzen, um den Kern (22) seitwärts und längswärts relativ zur Längsachse der Spindel zu bewegen, während sich die Spindel dreht, und Einrichtungen (80, 82) zum Bewickeln des Kerns mit harzbeschichteten Fäden, während sich die Spindel dreht.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schubhebel an einem Ende eines Arms des ersten Winkelhebels (28) am ersten Schwenkbolzen vorgesehen ist, und daß Einrichtungen zum Hin- und Herschwenken des Schubhebels um den ersten Schwenkbolzen vorgesehen sind.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schubstange(280)mit einem Ende an den Schubhebel (284) an einer Stelle angekoppelt ist, die vom ersten Schwenkbolzen beabstandet ist, "und daß Einrichtungen (290 bis 296) zur Hin- und Herbewegung der Schubstange in Längsrichtung, relativ zur Längsachse der Spindel vorgesehen sind, um den Schubhebel (284) um den ersten Schwenkbolzen hin- und herzuschwenken.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung; " zum Verbinden der Schubstange (280) mit dem Schubhebel· (284) ein erstes Universalgelenk (282) enthält, daß eine Antriebsscheibe vorgesehen und um eine Achse quer aur Längsachse der Spindel drehbar ist, daß ein zweites Universalgelenk (188, 186) die Antriebsscheibe (290) mit dem Schubhebel verbindet, und daß Einrichtungen

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   (294) vorgesehen sind, um die Antriebsscheibe um ihre Achse hin- und herzudrehen.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Führungsfinger (82; 269)in Längsrichtung voneinander beabstandet längs der Längsachse der Spindel (10; 201) angeordnet sind, daß die harzbeschichteten Fäden zwischen den Fingern hindurchlaufen, und daß jeder Führungsfinger gekrümmt ist und sich mindestens teilweise um den Kern erstreckt.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (Fig. 9, 10) vorgesehen sind, um die Führungsfinger längs der Längsachse der Spindel vorwärts und zurück zu bewegen.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um den winkel zwischen dem ersten und dem zweiten Arm des ersten Winkelhebels zu verändern (Fig. 8).
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um den Winkel zwischen dem ersten und zweiten Arm des zweiten Winkelhebels zu verändern (Fig. 6 bis 8).
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um den winkel zwischen dem ersten und dem zweiten Arm des zweiten Winkelhebels zu verändern.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Befestigen eines Endes des Kerns am Kernhalter vorgesehen sind, während das andere Ende des Kerns frei bleibt.

    130016/072?

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16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß ein langer und auswärts gerichteter Stutzen (390) auf dem Kernhalter (260) vorgesehen ist und sich durch den Kern (262) hindurch erstreckt, daß eine Kappe (400) über das Ende des Kerns paßt, welches vom Kernhalter entfernt liegt, und daß Einrichtungen (394, 420) vorgesehen sind, um die Kappe lösbar an dem Stutzen (390) zu befestigen.
17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (394 bis 420) eine Feder (416) enthalten, welche die Kappe (400) gegen den Kern drückt.
18. 18. Kernhalter, gekennzeichnet durch eine Basis, einen auswärts gerichteten Stutzen (390) auf der Basis (357, 362), wobei der Stutzen sich durch den Kern (262) erstreckt, eine Kappe (400) und Einrichtungen (402 bis 420) zum lösbaren Befestigen der Kappe am Stutzen, so daß die Kappe (400) den Kern gegen die Basis spannt.
19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (416) vorgesehen ist, welche die Kappe gegen den Kern und die Kernbasis drückt.
20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis einen konischen Sockel enthält, der ein Ende eines Kerns aufnimmt (Fig. 12, 13).
21. 21. Verfahren zur Herstellung eines Rohrverbindungsstücks mit einer gekrümmten Längsachse durch

    130016/072?

    Bewickeln eines Kerns mit Fäden, der die Form des Verbindungsstücks besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Kerns an einem Kernhalter befestigt wird, daß der Kern mit einem Ende einer Wicklungsstation benachbart zu liegen kommt, daß der Kern und der Kernhalter UKi eine Achse gedreht werden, die im wesentlichen tangential zur gekrümmten Achse an der Wicklungsstation verläuft, daß der sich drehende Kern durch die Wicklungsstation hindurchläuft, wobei die gekrümmte Achse im wesentlichen tangential zur Drehachse an der Wicklungsstation verläuft, und daß harzbeschichtete Fäden um den Kern hherumgewickelt werden, während sich dieser durch die Wicklungsstation bewegt.
22. 22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern durch die Wicklungsstation vorwärts und rückwärts oszilliert, während der Kern um eine Achse rotiert, die im wesentlichen tangential zur gekrümmten Achse an der Wicklungsstation ist.
23. 23. Verfahren nach Anspruch 21. oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die harzbeschichteten Fäden zwischen zwei in Längsrichtung voneinander beabstandeten Führungsfingern an der Wicklungsstation hindurchlaufen, und daß die Führungsfinger gekrümmt sind und sich um mindestens einen Abschnitt des Kerns herum erstrecken.
24. 24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer Abschnitt des Kerns ein Toroidsegment ist, und daß die Enden

    des Kerns von geraden Zylinderabschnitten gebildet werden, daß der Kern durch die Wicklungsstation hin und her oszilliert, um das Toroidsegment des Kerns durch die Wicklungsstation hindurch zu transportieren, daß die Oszillationsbewegung des Kerns beendet wird, wenn ein gerader Zylinderabschnitt des Kerns an der Wicklungsstation ankommt, und daß die Führungsfinger in Längsrichtung bewegt werden, während die Oszillationsbewegung des Kerns unterbrochen wird, um harzbeschichtete Fäden an der Wicklungsstation um den Zylinderabschnitt des Kerns herum zu wickeln, und daß anschließend die Oszillationsbewegung des Kerns wieder aufgenommen wird.
25. 25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillationsbewegung des Kerns mit der Bewegung der Führungsfinger so koordiniert wird, daß bei Beendigung eines Oszillations- oder Schwenkschritts die Führungsfinger ihre Bewegung starten, bevor die Oszillation vollständig beendet ist.
26. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis

    25, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden um den Kern mit einem Schraubenwinkel zwischen etwa 30° und etwa 70 herumgewickelt werden.
27. 27. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden um einen Toroid-Kern herumgewickelt werden, und daß der Schraubenwinkel der Fäden am äußeren Radius des Kerns etwa 60 , und am inneren Radius des Kerns etwa 40 beträgt.
28. 28. Vorrichtung zum Herstellen faserverstärkter

    130010/om

    Kunststoffgegenstände, gekennzeichnet durch einen Kern mit einer Längsachse, Einrichtungen zum Drehen des Kerns um seine Längsachse, zwei Führungsfinger, die dem Kern benachbart voneinander beabstandet längs der Längsachse des Kerns angeordnet sind, Einrichtungen zur Zufuhr der harzbeschichteten Fäden zwischen den Fingern, um diese um den Kern herumzuwickeln, während dieser sich dreht, und Einrichtungen zum Bewegen der Finger relativ zu dem Kern längs der Längsachse in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, so daß die Fäden zuerst über einen Finger und dann- über den anderen Finger gleiten, wenn der Kern längs seiner Länge um-wiekelt wird.
29. 29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfinger gekrümmt sind.
30. 30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfinger konkav gegen den Kern gekrümmt sind.
31. 31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfinger konkav gegen den Kern, im wesentlichen konzentrisch zur Kernachse gekrümmt sind.
32. 32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der Führungsfinger größer ist als der Abstand von der Kernachse zu denFingern.
33. 33. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfinger hinsichtlich

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    Abmessungen und Form im wesentlichen identisch sind.
34. 34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichzeitige Bewegung des Arms und des Kerns seitwärts und in Längsrichtung in einer Ebene erfolgt, die senkrecht zu einer Linie verläuft, welche quer und in Seitenrichtung beabstandet von der Längsachse der Spindel ausgerichtet ist.