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BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft die Ausbildung einer Solarerwärmungswand,
und zwar insbesondere ein Verfahren, mit dem eine solche Solarerwärmungswand schnell
und leistungsfähig ausgebildet werden kann Es ist eine Einrichtung zum Ausbilden
von flachen Platten aus einem Faden bekannt, der auf den Umfang einer sich drehenden
Trommel geführt wird, wobei benachbarte Windungen des gewikkelten Fadens, der so
geformt worden ist, von der Oberfläche der Trommel entfernt und in einer zur Zylinderachse
parallelen Richtung durchschnitten werden, so daß dann, wenn die Wände des Zylinders
danach flachgelegt werden, eine aus dem Faden gebildete flache Platte erhalten wird.
Eine solche Einrichtung ist in der US-Patentschrift 2 442 946 beschrieben.
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In der US-Patentschrift 2 968 334 ist eine Maschine zum Herstellen
eines Zylinders aus einem hohlen Faden beschrieben, die eine kurze sich drehende
Trommel hat, auf die der hohle Faden gewickelt wird. Das Rohr kann mittels einer
Extrusionsmaschine oder von einer Spule die solches Rohr enthält, zugeführt werden.
An einem Rand der Trommel ist ein Anschlagteil angeordnet, das in Kontakt mit dem
hohlen Faden kommt, während dieser auf die Trommel gewickelt wird. Die Oberfläche
des Anschlagteils, die mit dem Faden in Kontakt kommt, steigt längs einer Spirale
axial zur Trommel an. Dadurch werden die benachbarten Fadenwindungen aneinandergedrückt,
und der Zylinder, der daraus gebildet wird, wird von dem freien Ende der Trommel
heruntergedrückt.
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Wenn ein hohles Rohr zum Ausbilden eines Zylinders, der Wände hat,
die aus den Spiralwindungen des hohlen Rohres bestehen, auf den Umfang einer Trommel
gewickelt wird, dann hat das Rohr
eine Tendenz, sich zu verdrillen,
zu verdrehen, zu verbiegen, wenn es auf den Umfang der Trommel zugeführt wird, und
sich beliebig bzw. unkontrolliert axial auf dem Umfang der Trommel zu verschieben,
wenn es darauf angeordnet wird. Darüberhinaus ergeben sich, wenn eine kontinuierliche
Länge von hohlem Rohr mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zugeführt wird, Schwierigkeiten,
wenn man aus einer Spirale des hohlen Rohres einen Zylinder auf dem Umfang der Trommel
ausbilden will, bei dem benachbarte Windungen miteinander verbunden bzw. aneinander
gebunden sind. Die Geschwindigkeit, mit der die Trommel angetrieben wird, kann größer
als die vorbestimmte Zuführungsgeschwindigkeit sein, was zur Folge hat, daß sich
die kontinuierliche Länge des hohlen Rohres deformiert oder daß diese kontinuierliche
Länge bricht. Die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel kann geringer als die Zuführungsgeschwindigkeit
des hohlen Rohres sein, in welchem Falle die Spiralwindungen auf dem Umfang der
Trommel locker werden, sich gelegentlich überlappen können und die axiale Position
derselben auf dem Umfang schwie rig zu steuern ist.
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Es ist daher wünschenswert, eine Einrichtung und ein Verfahren zum
Ausbilden eines Z#inders aus einer kontinuierlichen Länge von hohlem Rohr zur Verfügung
zu haben, bei dem das hohle Rohr mit einer gesteuerten Rohrgeschwindigkeit zugeführt
und in einer Spirale angeordnet wird, wobei benachbarte Windungen der Spirale mit
einem vorbestimmten Druck aneinandergedrückt werden, so daß benachbarte Windungen
längs der gesamten Länge des Rohres sicher miteinander verbunden bzw. aneinander
gebunden werden können.
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Kurz zusammengefaßt bildet die erfindungsgemäße Einrichtung einen
zylindrischen Abschnitt aus einer kontinuierlichen Länge von hohlem Rohr aus, das
mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zugeführt und auf den Umfang einer drehbeweglich
montierten Trommel abgegeben wird. Das Rohr wird zu einer Zuführungsstelle
auf
dem Umfang der Trommel in der Nähe eines Randes derselben geführt Eine Antriebseinrichtung
ist an die Trommel angekoppelt, so daß sie diese mit einer Drehgeschwindigkeit antreibt,
die der Rohrabgabegeschwindigkeit entspricht. Eine Spannanordnung nimmt das hohle
Rohr von einem Vorrat bzw. von einer Zuführungseinrichtung auf und verleiht dem
Rohr eine im wesentlichen konstante Spannung, wenn dieses an die Zuführungsstelle
abgegeben wird. Es ist ein Aufbau vorgesehen, der sich gegen das Rohr abstützt und
eine Axialkraft erzeugt, durch die das hohle Rohr axial auf dem Umfang der Trommel
von dem einen Rand wegbewegt wird. Weiter ist eine Heizeinrichtung vorgesehen, die
eine Seitenoberfläche des hohlen Rohres vor dessen Abgabe an die Zuführungsstelle
schmilzt. Eine weitere Heizeinrichtung ist an dem einen Rand der Trommel bzw. in
der Nähe des einen Randes der Trommel vorgesehen, welche die gegenüberliegende bzw.
entgegengesetzte Seitenoberfläche des hohlen Rohres schmilzt, nachdem das Rohr den
Aufbau passiert hat, mittels dessen das Rohr axial auf dem Umfang der Trommel bewegt
wird.
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Die beiden geschmolzenen Seitenoberflächen werden an der Zuführungsstelle
mittels der Axialkräfte in zwanysweisem Kontakt angeordnet, und benachbarte Windungen
des Rohres werden, wenn sie auf den Umfang der Trommel gewickelt werden, miteinander
verschmolzen. Es sei hier darauf hingewiesen, daß unter einem Rohr im Sinne der
Erfindung auch ein Schlauch zu verstehen ist.
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Allgemein wird mit der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung zur
kontinuierlichen Herstellung von Zylindern zur Verfügung gestellt, die Hohlrohrwände
haben, welche schnell ausgebildet werden und übereinstimmende bzw. gleichbleibende
hohe Qualität haben.
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Weiter werden mit der vorliegenden Erfindung Hohlrohrwände aufweisende
Zylinder zur Verfügung gestellt, bei deren Herstellung sich nur ein minimaler Abfall
an Hohlrohrmaterial ergibt.
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Außerdem werden mit der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung und
ein Verfahren zum Ausbilden von Zylindern vorgeschlagen, die Hohlrohrwände haben,
in denen die durch dieselben hindurchgehenden Kanäle minimale Deformation, Verdrehung,
Verwindung, Verzerrung sowie Störung, Sperrung und Verstopfung haben.
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Weiterhin werden mit der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung und
ein Verfahren zum Ausbilden von Hohlrohrwände aufweisenden Zylindern geschaffen,
in denen die Verdrillung, Verdre hung und Verbiegung in dem Rohr während der Entstehung
vermindert ist.
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Darüberhinaus werden mit der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung
und ein Verfahren zum Ausbilden von Hohlrohrwände aufweisenden Zylindern zur Verfügung
gestellt, in denen Kunststoffrohmaterial als Ausgangsmaterial verwendet wird.
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Schließlich werden mit der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung
und ein Verfahren zum Ausbilden von Hohlrohrwände aufweisenden Zylindern geschaffen,
in denen die Geschwindigkeit der Bildung der Zylinder der Geschwindigkeit der Rohrzuführung
folgt.
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Endlich werden mit der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung und
ein Verfahren zum Ausbilden von Hohlrohrwände aufweisenden Zylindern vorgeschlagen,
worin die Differentiale zwischen der Geschwindigkeit der Rohrzuführung und der Geschwindigkeit
der Zylinderbildung ermittelt, kompensiert und gesteuert bzw. geregelt werden.
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Die Erfindung sei nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis
9 der Zeichnung anhand einiger besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert;
es zeigen:
Figur 1 eine Blockdarstellung einer Ausführungsform einer
Einrichtung und eines Verfahrens zum Ausbilden einer Solare rwärmungswand; Figur
2 eine Blockdarstellung einer anderen Ausführungsform einer Einrichtung und eines
Verfahrens zum Ausbilden einer Solarerwärmungswand; Figur 3 eine schematische Darstellung
eines mechanischen Aufbaus der Ausführungsform nach Figur 1; Figur 4 eine schematische
Darstellung einer elektrischen Schaltung zum Abändern eines Rohrgeschwindigkeitssignals;
Figur 5 eine rückwärtige Aufrißansicht einer Trommel, welche eine kontinuierliche
Länge eines hohlen Rohres aufnimmt; Figur 6 eine Seitenaufrißansicht der Trommel
der Figur 5, wobei aus Darstellungsgründen Teile weggeschnitten sind; Figur 7 eine
Schnittansicht längs den Linien 6-6 der Figur 6; Figur 8 eine Schnittansicht längs
den Linien 7-7 der Figur 5; und Figur 9 eine Schnittansicht längs den Linien 8-8
der Figur 5.
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Die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform umfaßt einen Extruder 11,
dem Kunststoffrohmaterial zugeführt wird und der ein hohles Kunststoffrohr von kontinuierlicher
Länge erzeugt. Die Geschwindigkeit, mit der das hohle Kunststoffrohr von dem Extruder
11 erzeugt wird, wird an einer zentralen Stelle, wie gezeigt, eingestellt.
Der
Extruder 11 hat außerdem, wie dargestellt, einen Luftdruckeincjang, der einstellbar
ist und dazu dient, eine erste Dimensionierung des hohlen Sunststoffrohrs, das aus
dem Extruder 11 herauskommt, zu erzielen. Die Extruderausgangsleistung ist relativ
konstant und wird normalerweise in gewünschten Einheiten angegeben, wie beispielsweise
in Gewichtseinheiten pro Stunde, wie etwa in Gewichtseinheiten von 0,45359 kg pro
Stunde.
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Das hohle Kunststoffrohr wird einer Haspel 12 oder einer "Zieheinrichtung"
mit der Ausgangsgeschwindigkeit des Extruders 11 zugeführt, die das Rohr mit einer
höheren Geschwindigkeit antreibt, welche, wie dargestellt, an der Haspel 12 eingestellt
wird. Die Ausgangsgeschwindigkeit, mit der die kontinuierliche Länge des hohlen
Rohres von der Haspel 12 abgegeben wird, wird überwacht und über eine Rückführung
mit der an der Haspel eingestellten Geschwindigkeit verglichen, so daß die Rohrausgabegeschwindigkeit
der Haspel auf die gewünschte eingestellte Geschwindigkeit eingeregelt wird. Das
Differential der Geschwindigkeiten des vom Extruder 11 und von der Haspel 12 abgegebenen
kontinuierlichen hohlen Rohres dient dazu, diese kontinuierliche Länge des hohlen
Rohres zu ziehen oder zu strecken, so daß auf diese Weise ein Enddimensionierungsvorgang
darauf ausgeübt wird. Die endgültig dimensionierte kontinuierliche Länge des Rohres
wird einer Spanneinrichtung 13 zugeführt, mit der Längen des hohlen Rohres zu einem
nachstehend beschriebenen Zweck gespeichert werden. Die Spanneinrichtung 13 liefert
ein abgewandeltes Rohrgeschwindigkeitssignal, das einer Wandausbildungseinrichtung
14 zum Steuern bzw. Regeln der Geschwindigkeit dieser Wandausbildungseinrichtung
14 zugeführt wird, so daß diese in der Lage ist, die kontinuierliche Länge an Kunststoffrohr
mit der Geschwindigkeit aufzunehmen, wie sie durch die Haspel 12 erzeugt wird. Die
Wandbildungsgeschwindigkeit wird überwacht und zurück in eine Geschwindigkeitssteuerung
bzw, -regelung an der Wandausbildungseinrichtung 14 eingespeist,
wo
sie mit dem abgewandelten Geschwindigkeitssignal, das von der Spanneinrichtung 13
zugeführt wird, verglichen wird. Auf diese Weise wird bewirkt, daß die Geschwindigkeit
der Wandausbildungseinrichtung 14 der Rohrgeschwindigkeit an der Spanneinrichtung
13 folgt.
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Eine alternative Form der Wandausbildungseinrichtung weist, wie aus
Figur 2 der Zeichnung ersichtlich ist, eine Rolle 16 auf, die einen Vorrat an kontinuierlichem,
hohlem Kunststoffrollt trägt. Die Rolle 16 wird mit einer solchen Geschwindigkeit
angetrieben, daß der Spanneinrichtung 13 die kontinuierliche Länge an hohlem Kunststoffrohr
mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zugeführt wird. Die vorbestimmte Zuführungsgeschwindigkeit
von der Rolle 16 wird, wie dargestellt, an einem Steuer- bzw. Regeleingang eingestellt,
und diese Zuführungsgeschwindigkeit wird überwacht und über eine Rückführung mit
der eingestellten Geschwindigkeit verglichen, so daß dadurch die Zuführungsgeschwindigkeit
von der Rolle 16 geregelt wird. Die überwachte Zuführungsgeschwindigkeit von der
Rolle 16 bzw. das entsprechende Signal ist auch mit der Spanneinrichtung 13 verbunden,
die dazu dient, der kontinuierlichen Länge an hohlem Kunststoffrohr eine Spannung
zu verleihen und Längen desselben unter Bedingungen, die noch erläutert werden,
zu speichern. Die Spanneinrichtung 13 liefert ein abgeändertes Rohrgeschwindigkeits-Ausgangssignal,
wie oben beschrieben, das der Geschwindigkeitssteuerung bzw. -regelung der Wåndausbildungseinrichtung
14 zugeführt wird. Die Wandausbil dungseinrichtung 14 der Figur 2 hat die Geschwindigkeitssteuer-bzw.
-regelmerkmale, wie sie oben in Verbindung mit Figur 1 beschrieben worden sind.
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Es sei nun auf Figur 3 Bezug genommen, in der der Extruder 11 als
eine Art einer kommerziell verfügbaren Einrichtung dargestellt ist, die einen Rohmaterialaufnahmeabschnitt
17 aufweist, der das Kunststoffrohmaterial auf eine vorbestimmte Temperatur
erwärmt
und es einer Strangpreßform 18 zuführt, die in Verbindung mit einem einst:#l1barc#ti
LuEt:ilruclc, eine kontinuierliche Länge von hohlem Kunststoffrohr 19 abgibt, das
eine erste eingestellte Abmessung hat. Das hohle Kunststoffrohr 19 wird von der
Strangpreßform 18 mit einer Geschwindigkeit abgegeben, die in dem Extruder 11 eingestellt
worden ist, wie in Verbindung mit Figur 1 erläutert wurde. Das anfänglich dimensionierte
hohle Kunststoffrohr 19 wird durch einen Kühlbehälter bzw.
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-trog 21 geführt, der ein Kühlmedium enthält, wie beispielsweise Wasser,
so daß das Rohr verfestigt und die Temperatur des eine Ausgangsdimensionierung aufweisenden
Kunststoffrohrs 19 auf ein vorbestimmtes Niveau gebracht wird. Das gekühlte Kunststoffrohr
19 wird durch einen Luftabstreifer 22 hindurchgeführt, der Feuchtigkeit von dessen
Oberfläche entfernt.
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Das getrocknete, eine Anfangsdimensionierung aufweisende, hohle Kunststoffrohr
19, das eine vorbestimmte Temperatur hat, wird auf einen Satz von Seilscheibenrädern
23 auf bzw in der Zieheinrichtung oder der Haspel 12 geführt. Jedes der Seilscheibenräder
23 wird in der gleichen Richtung drehend angetrieben, wie durch die Pfeile in Figur
3 angedeutet ist, und zwar mit einer Drehgeschwindigkeit, durch die sich eine Seilscheibenumfangsgeschwindigkeit
ergibt, welche höher als die Geschwindigkeit des Kunststoffrohrs ist, mit der dieses
aus der Strangpreßform im Extruder 11 austritt. Infolgedessen wird das hohle Kunststoffrohr
19 mittels der Haspel 12 zu einer End--abmessung gezogen, die sowohl von dem Geschwindigkeitsdifferential
als auch vom Luftdruck des Extruders abhängt, wie oben erläutert, und das Kunststoffrohr
wird mit der höheren Geschwindigkeit an die Spanneinrichtung 13 abgegeben.
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Die Spanneinrichtung 13 erzeugt eine Spannung in dem hohlen Kunststoffrohr
19 und ermöglicht es, das Kunststoffrohr 19 zwangsweise in der vorgesehenen Position
auf dem Umfang einer
Trommel 32 anzuordnen, und zwar mit vernachlässigbarer
Tendenz einer willkürlichen Drift aus seiner Position darauf. Eine Ausführungsform
der Spanneinrichtung 13 umfaßt eine SeilScheibenanordnung 24 mit ortsfester Position,
die eine oder mehrere Seilscheiben zum Zwecke einer konzentrischen Drehung in der
gleichen Richtung wie die Seilscheibenräder 23 auf bzw. in der Haspel 12 umfaßt.
Weiter ist eine bewegbare Seilscheibenanordnung 26 vorgesehen, auf der eine oder
mehrere Seilscheibenräder zum Zwecke einer konzentrischen Drehung vorgesehen sind.
Das hohle Kunststoffrohr wird um die Seilscheibenräder, die sich in der ortsfesten
Seilscheibenanordnung 24 und in der bewegbaren Seilscheibenanordnung 26 befinden,
herumgewickelt, so daß sich die Seilscheiben in diesen Anordnungen in der gleichen
Richtung drehen. Die bewegbare Seilscheibenanordnung 26 wird mittels einer geeigneten
Einrichtung von der ortsfesten Seilscheibenanordnung 26 weggedrückt bzw. -gezogen,
beispielsweise mittels eines Gewichts W, das an der bewegbaren Seilscheibenanordnung
26 angebracht ist. Das Gewicht W erzeugt in dem hohlen Kunststoffrohr 19 eine vorbestimmte
Spannung, und es dient weiterhin dazu, daß Längen von hohlem Kunststoffschlauch
19 gespeichert und abgegeben werden, wenn ein Geschwindigkeitsdifferential zwischen
der Geschwindigkeit des hohlen Kunststoffschlauchs 19 in dessen Bewegungsrichtung
vor und hinter der Spanneinrichtung 13 vorhanden ist.
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Ein System von Leerlaufseilscheiben, das durch die teerlaufseilscheibe
27 repräsentiert wird, ist in Bewegungsrichtung des Kunststoffrohrs hinter der Spanneinrichtung
13 vorgesehen und dient dazu, nötigenfalls gespanntes, hohles Kunststoffrohr 19
einem Paar Zuführungsseilscheiben 28 zuzuführen. Die Zuführungsseilscheiben 28 führen
hohles Kunststoffrohr 19, das sich unter Spannung befindet, einer Zuführungsstelle
29 zu. Ein stationärer Schuh 31, der ein der Zuführungsstelle 29 benachbartes Ende
hat, unterstützt die Zuführung des hohlen Kunststoffrohrs 19 auf den Umfang einer
Wickeltrommel 32 in der Nähe eines Randes 33 derselben. Der Schuh 31 hat eine Fläche
34, die über dem
Umfang der Wickeltrommel 32 liegt und sich über
einen Bogen erstreckt, der auf einer Spirale axial zur Trommel 32 ansteigt, und
diese Fläche erstreckt sich in der Nähe des Umfangs der Wickeltrommel. Die Fläche
32 hat eine solche Spiralform, daß sie von dem einen Rand 33 aus in der Richtung
der Drehung, die durch den Pfeil 36 veranschaulicht ist, fortschreitet. Die Wickeltrommel
32 wird in der Richtung des Pfeils 36 mit einer solchen Drehgeschwindigkeit angetrieben,
daß die Tangentialgeschwindigkeit an ihrem Umfang ungefähr die gleiche Größe hat
wie die Geschwindigkeit des hohlen Kunststoffrohrs 19, wenn dieses die Haspel 12
verläßt. Es sind natürlich Geschwindigkeitsschwankungen in der Geschwindigkeit des
hohlen Kunststoffrohrs 19, das von der Haspel 12 kommt, vorhanden, auch wenn die
Ausgangsgeschwindigkeit des von der Haspel herkommenden hohlen Kunststoffrohrs 19
überwacht und gesteuert bzw. geregelt wird, wie oben in Verbindung mit der Ausführungsform
nach Figur 1 erläutert wurde. Außerdem treten Geschwindigkeitsschwankungen am Umfang
der Wickeltrommel 32 auf, und zwar aufgrund von Unvollkommenheiten in der Geschwindigkeitssteuerung
bzw. -regelung des Antriebs der Wickeltrommel 32, Änderungen der darauf einwirkenden
Belastung, sowie während des Beginns des Arbeitsvorgangs. Die Ausgangsgeschwindigkeit
des Kunststoffschlauchs von der Haspel 12 wird in ein Signal umgewandelt, das als
Bezugsgröße für die Steuerung bzw. Regelung des Antriebs der Wickeltrommel 32 dient.
Wenn jedoch die Wickeltrommel 32 ihre Geschwindigkeit relativ zur Ausgangsgeschwindigkeit
des Kunststoffrohrs von der Haspel 12 vermindert, wird eine größere Länge an hohlem
Kunststoffrohr 19 zwischen der ortsfesten und der bewegbaren Seilscheibenanordnung
24 bzw. 26 in der Spanneinrichtung 13 gespeichert, da das Gewicht W die bewegbare
Seilscheibenanordnung 26 von der ortsfesten Seilscheibenanordnung 24 wegzieht.
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Ein mit der Spanneinrichtung 13 verbundene Schaltung ist in der Darstellung
der Figur 4 wiedergegeben. Das Rohrgeschwindigkeitssignal,
das
aufgrund der Geschwindigkeit des hohlen Kunststoffrohrs 19 erzeugt wird, die dieses
am Ausgang der Haspel 12 hat, wird in dieser Ausführungsform an das eine Ende eines
Widerstands R angelegt, an dessen anderes Ende ein Bezugssignalniveau, wie beispielsweise
Massepotential, angelegt ist. Ein beweglicher Kontakt 37 verschiebt sich längs des
Widerstands R in eine Position auf diesem, die der Position der bewegbaren Seilscheibenanordnung
26 relativ zur ortsfesten Seilscheibenanordnung 24 entspricht. Das an diesem beweglichen
Kontakt vom Widerstand R auf diese Weise abgenommene Signal ist das abgeänderte
Rohrgeschwindigkeitssignal, und es stellt ein Maß für die Länge des in der Spanneinrichtung
13 gespeicherten hohlen Kunststoffrohrs 19 dar. Wenn sich beispielsweise die bewegbare
Seilscheibenanordnung 26 relativ nahe an der ortsfesten Seilscheibenanordnung 24
befin#det und ein kleinerer Teil an hohlem Kunststoffrohr 19 in der Spanneinrichtung
13 gespeichert ist, dann wird der bewegbare Kontakt 37 in Figur 4 nach dem an Massepotential
angeschlossenen Ende des Widerstands R zu bewegt, wie durch den Pfeil 38 angedeutet
ist, und es wird ein kleineres oder die Geschwindigkeit verlangsamendes Signal an
den Antrieb der Wickeltrommel 32 abgegeben. Wenn umgekehrt eine größere Länge an
hohlem Kunststoffrohr 19 zwischen der bewegbaren Seilscheibenanordnung 26 und der
ortsfesten Seilscheibenanordnung 24 gespeichert ist, dann wird der bewegliche Kontakt
37 nach dem Ende des Widerstands R hin,- das an ein hohes Potential angeschlossen
ist, aufwärts bewegt, wie durch den Pfeil 39 angedeutet ist, und der Antrieb der
Wickeltrommel 32 wird beschleunigt, so daß dadurch ein gewisser Anteil der gespeicherten
Länge von hohlem Kunststoffrohr an die Wickeltrommel 32 abgegeben und die Menge
an Kunststoffrohr, das in der Spanneinrichtung 13 gespeichert ist, vermindert wird.
Auf diese Weise werden Geschwindigkeitsdifferentiale zwischen der Ausgangsgeschwindigkeit
der Haspel 12 und der Tangentialgeschwindigkeit am Umfang
der Wickeltrommel
32 in der Spanneinrichtung 13 aufgenommen bzw. ausgeglichen, und es wird bewirkt,
daß die mittlere Geschwindigkeit am Umfang der Wickeltrommel 32 letztlich der mittleren
Ausgabegeschwindigkeit des hohlen Kunststoffrohrs 19 an der Haspel 12 folgt.
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Das hohle Kunststoffrohr 19 wird um die Leerlaufseilscheibe 27 und
die Zuführungsseilscheiben 28 so herumgeschlungen, daß sich die Seilscheiben in
der gleichen Richtung wie die Seilscheibenräder 23 und wie auch die Seilscheiben
in der ortsfesten Seilscheibenanordnung 24 sowie in der bewegbaren Seilscheibenanordnung
26 drehen. Es wurde nämlich gefunden, daß, wenn das hohle Kunststoffrohr 19 zu der
Zuführungsstelle 29 zugeführt bzw. an diese abgegeben wird, eine Übereinstimmung
der Richtung der Drehung um die Führungs- und Antriebsseilscheiben ein Verdrillen
des hohlen Kunststoffrohrs vermindert, wenn dieses auf den Umfang der Wickeltrommel
32 geführt wird. Die Ebenen der Drehung der Zuführungsseilscheiben 28 sind nahezu
senkrecht zur Ebene der Drehung der Wickeltrommel 32 in Figur t.
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Dieses Verfahren des Zuführens von hohlem Kunststoffrohr 19 auf den
Umfang der Wickeltrommel 32 an der Zuführungsstelle 29 vermindert, wie gefunden
wurde, weiter die Tendenz des hohlen Kunststoffrohrs 19, sich zu verdrillen. Die
geschmolzene Oberfläche des laufenden Rohres hat die Tendenz, nach der Ebene der
Drehung der Zuführungsseilscheiben 28 hin zu wandern. In dem vorliegenden Verfahren
und in der vorliegenden Einrichtung wird die Rohroberfläche, die sich bereits in
der Ebene der Drehung der Seilscheiben 28 befindet, geschmolzen. Daher ergibt sich
durch Ausschaltung der erwähnten Wanderungstendenz eine weitere Verminderung der
Tendenz des Rohres, sich zu verdrillen, wobei unter Verdrillen insbesondere auch
ein Verdrehen, Verkanten, Verwerfen, Verwinden, unerwünschtes Verbiegen o.dgl.
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verstanden werden soll.
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Die Wichtigkeit der Verminderung der Tendenz des Kunststoffrohrs 19,
sich zu verdrillen, läßt sich aus den folgenden Ausführungen
ersehen.
Eine Oberfläche des hohlen Kunststoffrohrs 19, die sich zwischen den Zuführungsseilscheiben
28 erstreckt, wird bis zum Schmelzpunkt erhitzt. Hierzu wird in der vorliegenden
Ausführungsform eine Reihe von Quartzlampen 41 verwendet, die elliptvsche Reflektoren
haben, welche die Wärmeenergie von den Lampen auf eine Linie fokussieren, die sich
entlang der einen Seite der Länge des Kunststoffrohrs 19 erstreckt.
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Die kontinuierliche Länge an hohlem Kunststoffrohr 19 wird infolgedessen
an die Zuführungsstelle 29 in dem Zustand zugeführt bzw. abgegeben, in dem die eine
geschmolzene Oberfläche nicht in Kontakt mit den Zuführungsseilscheiben 28 gelangt
und in eine Richtung gewandt ist, die entgegengesetzt der Richtung ist, in welche
der eine Rand 33 gewandt ist. Diese Ausrichtung der einen geschmolzenen Oberfläche
ist kritisch und würde verändert werden, wenn das Kunststoffrohr 19 verdrillt werden
würde.
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Das hohle Kunststoffrohr 19 wird durch die Fläche 34 des Schuhs 31
in Axialrichtung auf dem Umfang der Wickeltrommel 32 mit Druck beaufschlagt, bis
es eine Position einnimmt, die von dem einen Rand 33 der Wickeltrommel 32 um einen
Abstand versetzt ist, der etwas geringer als der Außendurchmesser des Kunststoffrohrs
19 ist. Der Schuh 31 erstreckt sich nur teilweise um den Umfang der Wickeltrommel
32, wie weiter oben erläutert.
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Es ist eine weitere Heizeinrichtung vorgesehen, die durch eine zusätzliche
Reihe von Quartzlampen 42 repräsentiert wird, welche in der Nähe des einen Randes
33 der Wickeltrommel 32 angeordnet sind und elliptische Reflektoren haben, die die
Wärmeenergie dieser Quartzlampen auf die gegenüberliegende Seite der letzten Windung
des hohlen Kunststoffrohrs 19 fokussieren, nachdem diese an der Fläche 34 des Schuhs
31 vorbeigelaufen ist und bevor diese die Zuführungsstelle 29 erreicht. Infolgedessen
werden die erwähnte eine Seite und die entgegengesetzte Seite des hohlen Kunststoffrohrs
19 geschmolzen und an der Zuführungsstelle 29 unter dem Druck, der von der Fläche
32 des Schuhs 31 erzeugt wird, wenn diese die Länge an hohlem Kunststoffrohr
19
benachbart dem Rand 33 axial längs der Wickeltrommel 32 mit Druck beaufschla<jt,
miteinander verbunden. Der Umfang der Wickeltrommel 32 kann angerauht sein, um einen
entsprechenden Widerstand gegen die Bewegung der darauf gewickelten spiralförmigen
Spule aus hohlem Kunststoffrohr 19 zu erzeugen, so daß ein größerer Druck zwischen
den geschmolzenen Oberflächen an der Zuführungsstelle 29 vorhanden ist, damit dadurch
eine bessere "Schweißverbindung" zwischen benachbarten Windungen der spiralförmigen
Spule aus dem Kunststoffrohr 19 erzielt wird.
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Es sei nun auf die Figur 5 Bezug genommen, in der ein Antriebsmotor
43 gezeigt ist, der über einen Antriebsriemen 44 an die Welle der Wickeltrommel
32 angekoppelt ist. Die Figur 5 zeigt die eine Stirnseite bzw. den einen Rand 33
auf der Wickeltrommel 32. Es ist eine Anzahl von Speichen 46 gezeigt, welche die
Wickeltrommel 32 auf einer Welle 47 halten, die mittels des Antriebsriemens 44 und
des Antriebsmotors 43 angetrieben wird.
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Der stationäre Schuh 31 erstreckt sich, wie gezeigt, über einen Bogen
um den Umfang der Wickeltrommel 32 an dem einen Rand 33. Ein in Drehrichtung der
Wickeltrommel 32, die durch den Pfeil 36 angedeutet ist, folgender Bogen wird von
der zusätzlichen Reihe von Quartzlampen 42 eingenommen, die in der Nähe des einen
Randes 33 angeordnet sind.
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Die Figur 6 veranschaulicht, wie das hohle Kunststoffrohr 19 über
die Zuführungsseilscheiben 28 geführt wird. Wie oben beschrieben wurde, ist eine
Seitenoberfläche dieser Länge an hohlem Kunststoffrohr 19 der Wärmeenergie ausgesetzt,
die durch elliptische Reflektoren darauf fokussiert ist, welche ihrerseits der Reihe
von Quartzlampen 41 zugeordnet sind. Die zusätzliche Reihe von Quartzlampen 42 befindet
sich, wie gezeigt, in der Nähe des einen Randes 33 der Wickeltrommel 32 und dient
dazu, die gegenüberliegende Seitenoberfläche des hohlen Kunststoffrohrs 19 zu schmelzen,
und zwar unmittelbar, bevor dieses vom Umfang der Wickeltrommel 32 her die Zuführungsstelle
29
erreicht. Auf diese Weise wird, wie die Figur 6 zeigt, ein Zylinder ausgebildet,
dessen Zylinderwand aus hohlem Kunststoffrohr 19 besteht. Der Zylinder aus hohlem
Kunststoffrohr 19 wird von dem einen Rand 33 der Wickeltrommel 32 durch die Wirkung
des Schuhs 31 wegbewegt, da auf diesem die spiralförmig ausgebildete bzw. verlaufende
Fläche 34 vorgesehen ist, die sich gegen die Länge an Kunststoffrohr 19 auf der
Trommel 32 unmittelbar hinter der Zuführungsstelle 29 abstützt.
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Die Art und Weise, in der die spiralförmige Fläche 34 des Schuhs 31
den aus der Spirale aus hohlem Kunststoffrohr 19 ausgebildeten Zylinder axial auf
dem Umfang der Wickeltrommel 32 bewegt, ist in den Figuren 7 bis 9 veranschaulicht.
Die Schnittansicht der Figur 7 zeigt einen Schnitt unmittelbar hinter der Zuführungsstelle
29, der veranschaulicht, daß die spiralförmige Fläche 34 im wesentlichen mit dem
einen Rand 33 fluchtend über dem Umfang der Wickeltrommel 32 liegt. Die Schnittansicht
der Figur 8 entspricht einem Schnitt, der nach-0 folgend nach einer Drehung von
90 um den Schuh 31 ausgeführt wurde, und diese Schnittansicht zeigt, daß die Fläche
34, die sich gegen das hohle Kunststoffrohr 19 abstützt, die Spirale aus Kunststoffrohr
19 axial entlang dem Umfang der Wickeltrommel 32 gedrückt hat. Die Schnittansicht
der Figur 9, die einem Schnitt in der Nähe des Endes des von dem Schuh 31 durchlaufenen
Bogens entspricht, zeigt, daß die Fläche 34, die sich gegen die Spirale aus hohlem
Kunststoffrohr 19 abstützt, diese Spirale axial entlang dem Umfang der Wickeltrommel
32 bewegt, bis dieselbe von dem einen Rand 33 um etwas weniger als einen Durchmesser
des Kunststoff rohrs 19 verschoben ist. Die Fläche 34 stützt sich gegen das Kunststoffrohr
19 ab, das nachfolgend an der zusätzlichen Reihe von Quartzlampen vorbei gedreht
wird, so daß die diesen ausgesetzte Seitenoberfläche geschmolzen wird, und danach
wird dieses Kunststoffrohr an die Zuführungsstelle 29 gedreht, so daß es an die
benachbarte Windung aus
hohlem Kunststoffrohr 19 in dem Zylinder
angeschmolzen wird, wie oben beschrieben. Wenn cler Zylinder, dessen Wände aus hohlem
Kunststoffrohr 19 bestehen, eine vorbestimmte Länge erreicht hat, die sich von einem
Rand 33 aus erstreckt, wird eine Schneideinrichtung, wie beispielsweise ein in Figur
6 gezeigtes Messer 48, in Anlage an den Zylinder gebracht, so daß es die vorbestimmte
Länge davon abtrennt.
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Das Verfahren zum Ausbilden von zylindrischen Abschnitten, die Wände
haben, welche aus einer kontinuierlichen Länge von hohlem Kunststoffrohr 19 ausgebildet
sind, umfaßt das Spannen der kontinuierlichen Länge von hohlem Rohr und das spiralförmige
Wickeln des gespannten hohlen Rohres um den Umfang der Wickeltrommel. Danach wird
eine Seitenoberfläche des hohlen Rohres auf den Schmelzpunkt erhitzt, und zwar unmittelbar,
bevor es auf den Umfang der Trommel gegeben wird. Die gegenüberliegende Seitenoberfläche
der letzten Windung aus hohlem Rohr, die auf die Trommel aufgewickelt worden ist,
wird dann bis zum Schmelzpunkt erhitzt. Die beiden geschmolzenen Oberflächen auf
den benachbarten Windungen aus hohlem Rohr in der Hohlrohrspi rale werden durch
eine zur Trommeloberfläche parallele Axialkraft aneinandergedrückt, so daß benachbarte
Windungen in der Spirale miteinander verschweißt werden. Die Spirale aus hohlem
Rohr bildet einen Zylinder, der Hohlrohrwände hat, und sie wird am Umfang der Trommel
durchgeschnitten, wenn der Zylinder eine vorbestimmte Länge erreicht.
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Das Verfahren umfaßt weiterhin den Verfahrensschritt des Speicherns
von Längen aus hohlem Rohr, wenn die Geschwindigkeit, mit der das hohle Rohr zugeführt
wird, die Geschwindigkeit des Wickelns des hohlen Rohres auf die Wickeltrommel überschreitet.
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Danach werden die gespeicherten Längen an hohlem Rohr an die Wickeltrommel
abgegeben, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Wickeltrommel die Zuführungsgeschwindigkeit
des hohlen Rohres überschreitet. Die Menge an gespeichertem hohlem Rohr wird
gemessen,
und die Geschwindigkeit der Wickeltrommel wird entsprechend der gemessenen Menge
an gespeichertem Rohr gesteuert bzw. geregelt. Infolgedessen folgt die mittlere
Umfanysgeschwindigkeit der Wickeltrommel der mittleren Zuführungsgeschwindigkeit
des hohlen Rohres.
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Das hohle Rohr kann mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit von einer
Spule abgegeben werden, die eine kontinuierliche Länge an hohlem Rohr enthält, und/oder
es-kann dadurch zur Verfügung gestellt werden, daß man das hohle Rohr mit einer
vorbestimmten Geschwindigkeit extrudiert. Das extrudierte hohle Rohr wird mit einer
vorbestimmten Geschwindigkeit gezogen, was als endgültiger Formungsverfahrensschritt,
der mit dem hohlen Rohr durchgeführt wird, dient. Die höhere vorbestimmte Geschwindigkeit
ist die Nenngeschwindigkeit, mit der das hohle Rohr der Wickeltrommel zugeführt
wird. Das hohle Rohr wird um alle Antriebs- und Führungsseilscheiben, die das Rohr
dem Umfang der Wickeltrommel zuführen, in der gleichen Richtung geführt, so daß
die Tendenz des Rohres, sich vor dem Verbinden zu vedrillen und die geschmolzenen
Oberflächen um einen Winkel zu bewegen, vermindert wird. Darüberhinaus wird das
Rohr von einer Richtung her auf den Umfang der Wickeltrommel zugeführt, die angenähert
senkrecht zur Drehebene der Wickeltrommel ist, wodurch die Tendenz des hohlen Rohres
zum Verdrillen, wenn dieses auf den Umfang der Wickeltrommel zugeführt wird, weiter
vermindert wird. Die geschmolzenen Oberflächen sind lokale Oberflächen und im Oberflächenbereich
und in der Oberflächentiefe beschränkt, so daß eine Deformation des Rohres minimalisiert
wird. Die Spirale aus hohlem Rohr, die auf dem Umfang der Wickeltrommel ausgebildet
wird, wird zwangsweise axial darauf bewegt, und es wird ein Widerstand gegen die
Axialkraft erzeugt, so daß ein angemessener Druck zwischen benachbarten Windungen
des hohlen Rohres in der Spirale#vorhanden ist, durch den eine feste Schweißverbindung
zwischen den geschmolzenen Oberflächen sichergestellt wird.
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Mit der Erfindung werden ein Verfahren und eine Einrichtung zum Ausbilden
eines Zylinders, der Wände aus einer kontinuierlichen Länge von hohlem Kunststoffrohr
hat, zur Verfügung gestellt, mit denen die Ausbildung der Zylinder schnell erfolgt
und mit denen Rohrmaterial zweckdienlich und leistungsfähig verwendet bzw. verarbeitet
wird. Das lokalisierte Schmelzen von beschränkten Oberflächen des Rohres ermöglicht
es, die Festigkeit des Rohres aufrechtzuerhalten und eine Deformation durch den
Verbindungsdruck zu minimalisieren. Die im Rohr erzeugte Spannung bewirkt, daß die
Spirale des Rohres, die auf dem Umfang der Wickeltrommel ausgebildet worden ist,
der Axialkraft Widerstand entgegensetzt, mit der die Spirale auf der Wickeltrommel
bewegt bzw. verschoben wird, so daß infolgedessen der Bindedruck zwischen benachbarten
Windungen des Rohres auf ein annehmbares Niveau erhöht wird.
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Obwohl die vorstehenden Ausführungsformen in der Weise erläu tert
worden sind, daß hierin die Steuerung bzw. Regelung der Umfangsgeschwindigkeit der
Wickeltrommel mit Bezug auf die Abgabegeschwindigkeit eines Rohres bzw. in Abhängigkeit
von der Abgabegeschwindigkeit eines Rohres, z.Bsp, von der Winae oder Haspel 12,
erfolgt, kann die Wandausbildungseinrichtung alternativ auch durch Bezug auf die
bzw. in Abhängigkeit von der Menge an Kunststoffrohr, das in der Spanneinrichtung
13 gespeichert ist, gesteuert bzw. geregelt werden.
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Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine
Einrichtung zum Ausbilden von Solarerwärmungswänden. Hierin erfolgt die Zufuhr von
hohlem Kunststoffrohr von einer Ex; trusions- und Dimensionierungseinrichtung oder
von einem Vorrat an hohlem Rohr auf einer Spule. Das hohle Rohr wird einer Spanneinrichtung
mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zugeführt, die in dem hohlen Rohr eine Spannung
erzeugt und es einer Zuführungsstelle an einem Rand des Umfangs einer sich drehenden
Trommel zuführt. Das kontinuierliche hohle Rohr
wird an dem einen
Rand um den Umfang der Trommel gewickelt und durch einen spiralförmigen Schuh, der
an dem einen Rand über dem Umfang angeordnet ist, axial auf dem Umfang mit Druck
beaufschlagt bzw. zwangsweise verschoben. Eine Reihe von Quartzlampen erhitzt eine
Seite des hohlen Kunststoffrohrs unmittelbar, bevor dieses die Zuführungsstelle
erreicht, und eine andere Reihe von Quartzlampen erhitzt die gegenüberliegende Seite
des hohlen Kunststoffrohrs an dem einen Rand der Trommel unmittelbar, nachdem das
Rohr den Schuh passiert hat. Die beiden erhitzten Oberflächen werden durch die von
dem Schuh ausgeübte Axialkraft gegeneinandergedrückt und nebeneinanderliegend miteinander
verschmolzen, so daß ein Zylinder ausgebildet wird, dessen Wand aus miteinander
verschmolzenen Spiralwindungen aus Kunststoffrohr besteht.
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