DE3231413A1

DE3231413A1 - Einrichtung zur herstellung von mittels fadenschichteinlagen verstaerkten flexiblen schlaeuchen insbesondere grossen durchmessers

Info

Publication number: DE3231413A1
Application number: DE19823231413
Authority: DE
Inventors: Sándor 1137 Budapest Antal; Péter 1063 Budapest Smaroglay
Original assignee: Taurus Gumiipari Vallalat
Current assignee: Taurus Gumiipari Vallalat
Priority date: 1981-09-03
Filing date: 1982-08-24
Publication date: 1983-03-31
Also published as: CA1200748A; BR8205146A; IT1158142B; HU183565B; JPS5882731A; US4741794A; SU1222190A3; MX158818A; GB2107673A; FR2511933A1; FR2511933B1; IT8283444A0; DE3231413C2; GB2107673B; JPH0145412B2

Description

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Einrichtung zur Herstellung von mittels Fadenschichteinlagen verstärkten flexiblen Schläuchen insbesondere großen Durchmessers

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung von mittels Fadenschichteinlagen verstärkten flexiblen Schläuchen insbesondere großen Durchmessers.

Es ist bekannt, daß druckfeste flexible Schläuche verschiedener Größen in aller Welt in stets anwachsendem Maße verwendet werden. Insbesondere auf dem Gebiet der Forschung nach Rohöl, Erdgas, sowie der Förderung und des Transportes derselben ist der Bedarf an derartigen Schläuchen sprunghaft angestiegen. Es steigern sich die Ansprüche nach einwandfreien Produkten, die größere Abmessungen und erhöhte Druckfestigkeit aufweisen.

Es sind bereits zahlreiche, auf verschiedenen Prinzipien beruhende Einrichtungen zur Herstellung flexibler Schläuche entwickelt worden. Eine besonders schwierige technische Aufgabe bedeutet aber der gleichmäßige Einbau der Verstärkungsfadenschichten mit gleichern Durchmesser und mit gleicher Fadenspannung, welche zur Erhöhung der Druckfestigkeit und der Widerstandsfähigkeit gegen andere mechanische Beanspruchungen erforderlich sind. Anfangs waren die für diesen Zweck hergestellten Einrichtungen - entsprechend dem Trend der Entwicklung nur zur Erzeugung von flexiblen Schläuchen kleinen Durchmessers und mit einer beschränkten Anzahl von Verstärkungseinlagen geeignet.

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Es war schon in dieser Zeit klar, daß es zwecks Befriedigung der Qualitätsanforderungen die richtige Lösung wäre, die Verstärkungsfaden der Einlagen auf den Unterbau des flexiblen Schlauches gleichzeit ig aufzubringen.

So könnte die ungünstige Deformation des Unterbaues, die eine Schwankung des Durchmessers der Verstärkuncrseinlagen verursacht, vermieden werden. Auf eine solche Lösung bezieht sich z.B. auch die HU-PS 154 707.

Das Problem des gleichzeitigen Aufbaus der flexiblen Schläuche großen Durchmessers, die Fadenschichteinlagen zur Verstärkung enthalten, ist bislang in aller Welt nicht gelöst, indem die Aufbringung aller Verstärkungsfaden der einzelnen Schichten zugleich erfolgen könnte.

Eine zuverlässige Lösung dieser Aufgabe wäre sowohl hinsichtlich der Qualität, wie auch der Kapazität der Einrichtungen von grundlegender Bedeutung. Das Problem liegt bei dieser Lösung darin, daß die Anwendung von mehreren Hunderten von Vorratstrommeln, das Abziehen der Verstärkungsfaden und die zweckdienliche Behandlung dieser Fäden Schwierigkeiten bedeuten. Aus diesem Grunde muß man sich heute damit begnügen, nur weniger Fäden zugleich auf den Schlauch aufzubringen, und diese Operation mehrmals zu wiederholen. Nach der Lösung gemäß der erwähnten HU-PS 154 707 z.B. sind die Vorratstrommeln oberhalb der Maschine angeordnet. Dieses System bietet gegenüber den von früher her bekannten Lösungen die günstigsten Möglichkeiten zum gleichzeitigen Abziehen einer großen Anzahl von Fäden, falls ein ortsfest befestigtes Ablaufwerk verwendet werden ka'nn.

Auch diese Lösung ist jedoch unbrauchbar, falls z.B. etwa Tausend Vorratstrommeln gleichzeitig zu lagern °° und abzuwickeln sind, was jedoch nicht selten wünschenswert wäre, Mehrere Zwangslösungen hat man aus diesem Grunde für den Schlauchaufbau ausgearbeitet. Bei einer

dieser Lösungen wird z.B. der Unterbau vor der Aufbringung der Verstärkungsfäden zunächst vulkanisiert und die Verstärkungsfäden der einzelnen Einlagen werden dabei stufenweise aufgebracht. Eine schädliche Deformation des Unterbaues kann dadurch zwar reduziert, aber nicht vollständig vermieden werden. Die Kapazität der Einrichtung ist wegen der mehrmals wiederholten Aufbringung sehr gering.

Bei einem anderen bekannten Verfahren werden die parallel geführten Verstärkungsfaden zwischen dünne Gummiplatten kalandiert. Dadurch werden die Verstärkungsfaden zwischen Gummiplatten von einigen mm Stärke eingelegt, wonach die zylindrische Oberfläche des flexiblen Schlauchunterbaus mit diesen Gummiplatten umhüllt wird. Auch dieses Verfahren ergibt jedoch viele Probleme.

Die Verstärkungsfäden, beispielsweise Stahlkabel, enthaltenden Platten folgen nicht den Abweichungen der Oberfläche des Unterbaus von der durch den Durchmesser bestimmten theoretischen Zylinderfläche. Die Ränder der aufgewickelten, stahlkabelverstärkten Platten können einander - aus gleichen Gründen - entweder übderdecken, oder es entstehen zwischen den Rändern Aussparungen.

Das Stahlkabel kann nur mittels einer von der Aufbringungseinrichtung gesonderten aufwendigen Einrichtung erzeugt werden.

Ferner ist bekannt, daß die Fadenzahl bei einem ortsfest befestigten Ablaufwerk auch aus wirtschaftlichen Gründen nicht mehr gesteigert werden kann, da die Vorratstrommeln meistens nur zweidimensional, d.h. nur in einer Ebene, angeordnet werden können. Die räumliche Anordnung derselben war bislang entweder gar nicht, oder nur beschränkt erreichbar. In diesem Falle ist der Ausnützungsfaktor des Raumes sehr schlecht; es wird nämlich ein bedeutender Platz benötigt, um die Vorratstrommeln beschicken zu können.

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Zielsetzung der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung, durch welche die obigen Nachteile behoben werden können.

Es wurde gemäß der Erfindung erkannt, daß die Ablaufstellen der Vorratstrommeln zwecks besserer Raumausnützung auf sogenannten Einheitspaletten angeordnet werden können. Aus neben- und aufeinander gestapelten Paletten werden Einheitsladungen gebildet und auch diese können - bis zu einer rationellen Höhe - aufeinander gesetzt werden. Mehrere solcher gestapelten Einheitsladungen können auch hintereinander gestellt werden. So ist es möglich, in einem kleinen Raum bzw. in geringem Rauminhalt viele Vorratstrommeln unterzubringen, da kein Bedienungsplatz in Anspruch genommen zu werden braucht.

Der sich im Aufbau befindende Schlauch wird gemäß der Erfindung entlang einer kurvenförmigen Bahn geleitet.

Die Form der Bahn kann jeweils abhängig von dem zur Verfügung stehenden Gebäude und von der Länge des zu erzeugenden Schlauches gewählt werden. Eine zweckmäßige Form der Bahn ist diejenige eines gestreckten "0". Die Bahn kann jedoch auch eine andere Form haben, aber bevorzugt ist eine geschlossene Kurve für die Bahnform zu wählen. Eine Bahn von solcher Form ermöglicht einen Krümmungsradius zu verwenden, der die Struktur des Schlauches während des Aufbaus nicht beschädigt. Die Kurvenform der Bahn ermöglicht bei beliebigem Gebäude - eventuell in mehreren Schichten übereinander geleitet - den Aufbau von Schläuchen gewünschter Länge. Längs der, Bahn sollen eine oder mehrere Antriebseinheiten zur Bewegung des Schlauches, abhängig von der Länge und der Form der Bahn, sowie von den Festigkeits-

^ÜO daten des Schlauchunterbaues, eingebaut werden. Diese Antriebseinheiten üben die erforderliche Zugkraft und das Drehmoment, wenn der Schlauch auch eine rotierende Bewegung ausführt, auf den Schlauch beim Aufbau seiner

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Bestandteile aus. Die Anzahl dieser Antriebseinheiten ist so zu wählen, daß der Schlauch infolge der Übertragung von Zugkraft und Drehmoment keine Schäden erleidet.

Es ist offenbar, daß die Größe der in den Schlauch einzuleitenden Zugkraft und des Drehmoments pro Einleitungsstelle umso kleiner wird, an je mehr Stellen sie auf den Schlauch übertragen werden. Dadurch wird auch die Beanspruchung der Schlauchstruktur geringer.

Zur Abstützung und Führung des Schlauches können Mittel, die eine fortschreitende und rotierende Bewegung erlauben, verwendet werden. Derartige Mittels sind z.B. Räder, die längs ihres Umfangs senkrecht zur Radebene umlaufende Rollen aufweisen (Zweidimensions-Rollen).

Die Einrichtung nach der Erfindung ergibt im Vergleich zu den bis jetzt bekannten Einrichtungen Vorteile nicht nur für die Aufbauphase des Schlauches, sondern auch für die Vulkanisations- bzw. Wärmebehandlungsphase desselben. Es wurde erfindungsgemäß bekannt, daß ein entlang einer kurvenförmigen Bahn in einer einzigen Schicht vorliegender Schlauch mittels elektrischer Heizung sehr vorteilhaft vulkanisiert bzw. wärmebehandelt werden kann.

Wenn ein Schlauch entlang einer kurvenförmigen Bahn aufgebaut wird, so kann er mit Hilfe von entweder auf die beiden Enden des Schlauches oder auf eine kürzere Strecke desselben geschalteten elektrischen Strom, wobei die Verstärkungseinlagen als Widerstände benützt werden, auf die entsprechende Temperatur aufgeheizt und somit ausvulkanisiert werden. Das Verfahren ist mit mehreren Vorteilen behaftet.

Die Wärme wird unmittelbar im Inneren des Schlauches erzeugt. Der Wärmeverlust ist daher minimal. Die Vulkanisation erfolgt von innen nach außen fortschreitend. Infolgedessen erwärmt sich zuerst die Elastomerschicht

rings der Verstärkungseinlagen. Die weich gewordene Elastomerschicht ergibt unter Wirkung der äußeren druckgebenden Schicht eine gute Ausfüllung. Laut Erfahrung wird durch eine solcherweise erreichte gute Ausfüllung auch die Haftung der Einlagen - verglichen mit der der herkömmlichen Produkte - in hohem Maße verbessert.

Die Einrichtung nach der Erfindung ist insbesondere dadurch charakterisiert, daß sie ein zur gleichzeitigen

IQ Zuführung von Verstärkungsfaden in einer Anzahl von bis zur Größenordnung von Tausend für flexible Schläuche geeignetes, aus untereinander verbindbaren Paletten bestehendes Ablaufwerk, eine vorzugsweise für das Ergreifen von beliebigen Schlauchabschnitten geeignet ausgebildete, mit dem Schlauch synchron mitbewegte, eine fortschreitende oder fortschreitende und gleichzeitig drehende Bewegung des Schlauches bewirkende oder ermöglichende Antriebseinheit, gegebenenfalls zur auf elektrischem Wege erfolgenden Vulkanisierung oder Wärmebehandlung anderer Art des Schlauches dienende Stromzuführungsmittel, sowie Mittel zur Unterstützung und zur Führung des Schlauches entlang einer Bewegungsbahn von beliebiger Gestalt, welche eine fortschreitende oder fortschreitende und gleichzeitig drehende Schlauchfortbewegung ermöglichende Abstützung für den Schlauch aufweist, wobei im Bereich einer Schienenbahn der Antriebseinrichtung höhenverstellbare Stütz- und Führungsmittel vorhanden sind, deren automatische Höhenverstellung vorzugsweise durch den sich im Aufbau befindlichen Schlauch selbst gesteuert erfolgt.

Auf der Grundlage der oben beschriebenen Merkmale der Erfindung können Schlauchaufbaumaschinen unterschiedlicher konkreter technischer Lösungen entworfen wer-³^ den. Die zur Ausführung erforderlichen Konstruktionen können bei Kenntnis der genannten Grundprinzipien und der Offenbarungen der vorliegenden Beschreibung vom Fachmann leicht ausgewählt werden.

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Das Wesen der Erfindung wird im folgenden anhand einiger beispielhafter Ausführungsformen einer Einrichtung mit Hilfe der beiliegenden Zeichnung ausführlicher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1a ein System von Paletten eines Ablaufwerkes für Trommeln von geringer Masse in Vorderansicht,

Fig. 1b eine Draufsicht der Anordnung nach Fig. 1a, 10

Fig. 1c eine Vorratstrommel im Schnitt,

Fig. 2a ein anderes System von Paletten eines Ablauf-Werkes für Trommeln von größerer Masse in Vorderansicht,

Fig. 2b dasselbe System in Draufsicht,

Fig. 3a eine schematische Ansicht der ganzen erfindungsgemäßen Einrichtung von oben gesehen,

Fig. 3b die Skizze einer Verstärkungseinlagen aufwickelnden Aufbringeinheit als herausgehobene Ansicht,
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Fig. 3c die Skizze einer Antriebseinheit,

Fig. 4a eine Skizze für ein Schlauchstützsystem in

Seitenansicht,
30

Fig. 4b eine Seitenansicht einer Abstützeinheit,

Fig. 4c eine Ansicht einer Abstützeinheit, gesehen :i η der Richtung der Schlauchachse,

Fig. 5a die Ansicht einer Fadenaufbringungseinheit während des Aufbaues der Verstärkungsfaden,

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Fig. 5b die Ansicht eines Fadenaufführungskegels, und

Fig. 6 das Bild einer Fadenaufführungseinheit nach dem Durchschneiden und Festhalten der aufgebrachten Verstärkungsfaden. '

In Fig. 1a bis 1c ist ein Beispiel einer Ausführungsform der Grundeinheit des Ablaufsystems dargestellt.

^Das in der Zeichnung beispielshalber dargestellte System wurde für die Lagerung und Abwicklung von Drahttrommeln mittlerer Masse ausgelegt.

Das Ablaufwerk besteht aus aufeinander stapelbaren waagerechten Paletten 1. Die obere Palette 1 ist mit Zapfen 2 in Aufnahmen 3 der unterliegenden Palette jeweils eingesetzt. Die unterste Palette 1 ist so ausgestaltet, daß sie von einem Elektrokarren zusammen mit den anderen darüberliegenden Paletten 1 angehoben werden kann. So wird eine Einheitsladung gebildet. Auch Einheitsladungen können übereinander gestapelt werden.

Die Anordnung der Vorratstrommeln 4 (Fig. 1c) auf den Paletten 1 ist vertikal. Die Vorratstrommeln 4 sitzen in mit Kegelsenkungen versehenen, vertikal gelagerten Kegelsitzen 5. Die Kegelsitze 5 sind mit Reibbelägen 6 versehen. Das Reibmoment wird durch das Eigengewicht der Vorratstrommel 4 und eines draufgelegten Bremsgewichtes, gegebenenfalls mittels einer zweckmäßig geformten Feder eingestellt. Das Reibmoment verhindert ein Durchlaufen deV Vorratstrommeln 4. Sollte ein Faden an den vertikalen Vorratstrommeln 4 dennoch locker werden, so kann er nicht unter der Trommel eingeklemmt werden, da der Rand der Rolle im Kegelsitz 5 eingebettet ist. Das Spiel zwischen dem Kegelsitz 5 und seiner Grundplatte 8 ist Viel kleiner als der Durchmesser der Fäden selbst, so daß ein locker gewordener Faden stets wieder auf die

Vorratstrommel zurückgeleitet wird. Der Schutz gegen

Lockerung ist auch dadurch gewährleistet, daß die Bremsung der Aufbaumaschine selbst in der Zeit hinausgezögert wird.
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Das Einklemmen bzw. Unterlaufen des Fadens verursachte - bei den bisherigen Vertikaltrommeln - stets ein großes Problem. Es ist nämlich mit der Gefahr verbunden, daß einerseits die während des Aufbaus entstandenen Draht-Schläge die lockergewordenen Fäden zusammendrehen, andererseits bei vertikaler Lagerung der Vorratstrommeln die Fäden bzw. Drähte unter den Trommelrand gelangen und dadurch reißen können.

Eine Auflockerung der Fäden konnte bisher nur mit Hilfe von aufwendigen Einrichtungen, z.B. mittels Gleichstrommotoren und Getrieben, die ein kleines Rückdrehmoment liefern können, verhindert werden.

Durch die oben beschriebene Ausbildung der auf Paletten 1 vertikal gelagerten Vorratstrommeln 4 wird ein Durchlaufen der Trommeln durch Bremsung verhindert. Auf die Einstellung der genauen Fadenbremsung wird desweiteren noch näher eingegangen.

Eine entsprechende Führung der Fäden wird durch Dorne 9 und Fadenführer 9a bewirkt.

Falls es sich um Vorratstrommeln 10 von größerem Durch- ^O messer handelt, werden aus den Fig. 2a und 2b ersichtliche Paletten 12 verwendet, in denen jeweils zwei Trommelpaare achsgleich nebeneinander gelagert sind. Die Paletten 12 bilden hierbei selbst die Einheitsladungen, die mit Hilfe eines Karrens von einem Lagerraum zum Ablaufplatz transportiert werden können.

Die Wellen der Vorratstrommein 10 liegen horizontal.

Die Paletten 12 können mit Hilfe von Zapfen 13 der einen Palette in Aufnahmen 14 der darunter befindlichen Palette eingesetzt werden. Das Durchlaufen der Vorratstrommeln wird mit Bremsen 15 verhindert.

Die gewünschte Anzahl der Verstärkungsfäden bestimmt die Stückzahl der Einheitsladungen, welche während des Aufbaus erforderlich ist (siehe hierzu Fig. 1 und 2). Vorratstrommeln mit großem Durchmesser werden im allgemeinen in wesentlich geringer Stückzahl gebraucht, da hier der Durchmesser der Verstärkungsfäden größer ist. Die einzelnen Einheiten können in der Umgebung der Aufbaumaschine nebeneinander und übereinander gestapelt werden. Man kann aus ihnen ein Ablaufsystem bilden, welches außerordentlich raumsparend ist und deren nützliche Raumausfüllung diejenige der bisherigen Systeme mehrfach übertrifft.

per Vorteil des erfindungsgemäßen Systems liegt in der leichten Transportierbarkeit der Paletten. Der Ladeplatz wurde von dem Ablaufplatz getrennt. Die Aufbaumaschine ist nicht gezwungen zu warten, bis die Vorratstrommeln aufgefüllt werden. Stillstandszeiten dauern nur solange, bis die leeren Einheitsladungen gegen neue volle ausgewechselt werden.

Dieses System hat einen weiteren Vorteil, weil es durch die Aufbaumaschine gleichzeitig mit dem schnellen Aus- ° tausch des Ablaufsystems auch leicht umstellbar auf den Aufbau von unterschiedlichen Verstärkungsfäden ist und dadurch die Maschine zum Aufbau flexibler Schläuche unterschiedlicher Bestimmung und anderer Abmessungen leicht umstellbar ist.

Da.s Ablaufwerk bildet nur einen Teil der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Herstellung von Verstärkungsein-

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lagen enthaltenden Schläuchen, besonders von Schläuchen mit großem Durchmesser und mit großer Länge.

Die im Durchmesserbereich von 50mm bis 1000mm erzeugten flexiblen Schläuche werden hier mit "Schläuche mit großem Durchmesser", und flexible Schläuche, die mehr als 50m Länge haben, mit "Schläuche mit großer Länge" bezeichnet.

Mit Hilfe einer Einrichtung nach der Erfindung kann der Schlauch auf einem flexiblen Kern oder aber auf einem vorvulkanisierten flexiblen Unterbau aufgebaut werden. Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß hierzu der flexible Unterbau entlang einer kurvenförmigen Bahn geleitet werden muß. Die Form der Bahn kann abhängig von dem zur Verfügung stehenden Gebäude und von der Länge des zu erzeugenden Schlauches gewählt werden; jedoch muß der zulässige Krümmungsradius eingehalten werden, so daß die innere Struktur des Schlauches keine Schaden erleidet. Die bevorzugte Form der Bahn ist die eines gestreckten "O". Sie kann aber auch in anderer Form -_eventuell auch in übereinander laufenden Windungen ausgelegt werden. In diesem Falle wird für die Erzeugung von Schläuchen der Länge von mehreren Hundert Metern keine lange Werkhalle benötigt, da ein viel kürzeres Gebäude ausreicht.

Bei einer beispielhaften Ausführungsform der Einrichtung wird gemäß Fig. 3 bis 3c der flexible Unterbau 16 entlang einer Bahn, die die Form eines gestreckten "0" ha't, geleitet.

Die beiden Schlauchenden sind verbindbar, jedoch kann auch eine leere Strecke zwischen den beiden Enden belassen werden. Der Unterbau 16 wird an der Bahn durch zweckmäßig ausgebildete und aufgestellte Mittel zu seiner Abstützung geleitet.

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Eine Antriebseinheit 17 (Fig. 3a, 3c) beweqt sich alternierend auf einer Schienenbahn 18 vorwärts und rückwärts. Die Länge der Schienenbahn 18 ist wesentlich kürzer als die Länge des flexiblen Kernes bzw. des Unterbaus 16. Eine Einspannvorrichtung 19 der Antriebseinheit 17 ergreift den Unterbau 16 am Anfang der Schienenbahn 18 und dann wird sie gegen das andere Ende der Bahn hin verfahren, so daß sich inzwischen die Einspannvorrichtung 19 auch in Drehung befindet. Als Resultat der überlagerten Vorschub- und Drehbewegung werden die Verstärkungsfäden 20 aus dem Paletten-Ablaufwerk 21 über einen Fadenführer 22 (vgl. auch Fig. 3b), eine Fadenbremse 23 und über Vorverformerscheiben 24 mit Hilfe einer Anrollvorrichtung 25 in geordneter Weise unter einem vorbestimmten Winkel auf die Oberfläche des Unterbaues 16 aufgewickelt. Der rotierende und auf der Bahn fortschreitende Unterbau 16 verhält sich dabei wie eine vorgespannte Spiralfeder. Die gedrückten und gezogenen Fäden wechseln einander entsprechend der Umdrehungszahl ab. Die Antriebseinheit 17 kommt am Ende der Schienenbahn 18 zum Stehen. Die Einspannvorrichtung 19 läßt den mjjt Verstärkungsfaden bedeckten Unterbau 16 los, und die Antriebseinheit 17 kehrt mit offener Einspannvorrichtung 19 wieder zum Anfang der Schienenbahn 18 zurück, um erneut an dem Unterbau 16 anzugreifen. Dieser Vorgang wird so lange in Folge wiederholt, bis der Unterbau 16 mit Verstärkungseinlagen vollbedeckt ist.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß Antriebseinheit 17 so konstruiert we: Unterbau 16 durch sie hindurchläuft.

^ die Antriebseinheit 17 so konstruiert werden muß, daß

Es sind Patentschriften bekannt, die sich mit Einrichtungen beschäftigen, bei denen der Unterbau durch die

Einspannvorrichtung hindurchläuft. Nach dem Stand der Technik besteht diese jedoch aus vorzugsweise mehreren Ausziehraupen, die noch um die Mittellinie ihrer Anordnung rotiert werden müssen.

Eine Einrichtung für einen Schlauch großen Durchmessers, die nach solchen Prinzipien arbeitet, ist jedoch sehr kompliziert und ausgedehnt. Zu dem Drehwerk gehören nämlich noch Trommeln mit Durchmessern von ca. 10m, mit deren Hilfe der flexible Unterbau abgezogen bzw. aufgewickelt wird. Diese Trommeln müssen ebenfalls um eine zu ihrer Achse senkrechte Welle gedreht werden, was eine sehr schwierige Aufgabe bedeutet.

Gemäß der Erfindung kann eine Antriebseinheit ausgebildet werden, welche im Vergleich zum Durchmesser des Schlauches klein ist. Außerdem fallen auch die um zwei Wellen gedrehten Trommeln großen Durchmessers fort. Die Winkelverdrehung des flexiblen Unterbaues unter der Wirkung des Aufbaumomentes ist viel größer, als die Winkelverdrehung des Unterbaues mit starrem Kern.

Wenn der Unterbau freigegeben ist, können sich ggf. auch die Verstärkungsfaden von der Fläche des Unterbaues 16 lösen. Aus diesem Grunde kann eine Fixierlage gleichzeitig mit der Aufbringung der Verstärkungsfaden, jedoch mit einer anderen Gewindesteigung, durch eine Fixierlagenaufbringeinheit 26 auf die Unterbaufläche 16 aufgebracht werden, so daß sie über den Verstärkungsfaden zu liegen kommt und diese dadurch fixiert. Die Fixiereinlage wird zweckmäßig unmittelbar hinter dem Fadenregler 22 und der Anrolleinheit 25 auf den Schlauch aufgeführt.

Die somit erzeugten Schläuche großen Durchmessers und großer Länge müssen wärmebehandelt, vulkanisiert werden.. Die Vulkanisation ist eine schwierige Aufgabe, da die Schläuche entweder auf Trommeln großen Durchmessers aufgewickelt und in einen Kessel mit großem Durchmesser

eingesetzt werden müssen, oder nur streckenweise vulkanisiert werden können, indem Kesseldecken von gegen Dampfaustritt gut abgedichteter Ausführungsform verwendet

werden. Beide sind sehr komplizierte Aufgaben. Bei dem zweiten Verfahren sind sichere und unfallfreie Arbeitsbedingungen sehr schwer zu gewährleisten. Bei dem ersten Verfahren bedeutet die Aufheizung des großen Kessels einen beachtlichen Energieverlust.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung kann der Schlauch an der Bahn selbst vulkanisiert werden. Der Schlauch kann dabei mit Hilfe der elektrischen Widerstandsheizung am vorteilhaftesten vulkanisiert werden. Man schaltet elektrischen Strom auf die Verstärkungseinlagen an beiden Enden des Schlauches an. Die Verstärkungseinlagen dienen dabei als Widerstände und erwärmen sich. So kann der Schlauch von innen aufgeheizt werden und der Wärmeverlust wird minimal. Die Innenheizung hat - laut der Erfahrung - zur Folge, daß das Zusammenhaften der Schichten sehr gut wird.

Der flexible Unterbau 16 ist unterstützt. Das obere Niveau einer innerhalb der Schienenbahn 18 aufgestellten Stützrolle liegt höher als der untere Teil des Wagens dar Antriebseinheit 17, wie es die Fig. 4a zeigt. Die richtige Ausbildung der Unterstützung ist das größte Problem bei Einrichtungen solchen Typs, mit denen ein ^ unter seinem Eigengewicht durchhängender Unterbau 16 gestützt werden muß.

Die Stütze soll dabei nach unten ausweichen können, so daß die Antriebseinheit über ihr vorbeifahren kann, wo-

nach sie wieder nach oben fahren soll, um den Unterbau zu stützen.

Bekannt ist eine Methode, wonach Stützrollen an einem mit einem oder mit mehreren Armen versehenen Mechanismus angeordnet sind und mit Hilfe einer Kraftwirkung aufwärts bewegt werden. Die Anhebekraft soll dabei gleich oder gar größer sein, als das Eigengewicht des

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Unterbaues, das auf die betreffende Stütze wirkt, wobei jedoch die Stütze den Unterbau nicht nach oben ausbiegen darf. Daher ist es notwendig, einen Teil des Mechanismus gegen Anschläge fahren zu lassen, so daß die Rolle der Stütze nur die Mantellinie des Schlauches erreichen kann. Ein zentral geregeltes hydraulisches oder mechanisches Anschlagsystem entlang einer langen Bahn zu schaffen, ist sehr schwierig. Eine aufwärts wirkende hinreichend große Kraft ist auch nicht leicht zu erzeugen, insbesondere im Falle eines Schlauches mit großem Eigengewicht. Solche Anschlagsysteme sind daher nur beschränkt verwendbar.

Die Stützmittel gemäß der Erfindung sind - wie es die Fig. 4a und 4b zeigen - so konstruiert, daß auf ein zentral geregeltes System verzichtet werden kann und die verstellbar ausgebildeten Führungs- und Stützmittel selbstregelnd ausgelegt sind.

Der Unterbau 16, der eine fortschreitende und gleichzeitig rotierende Bewegung ausführt, wird durch ein Rad 27, die die überlagerte Zweirichtungsbewegung des Schlauches ermöglicht, unterstützt. Das Rad 27 kann sich um eine Achse 28 drehen und seitlich gelagerte Nutscheibenrollen 29, die am Umfang des Rades 27 beidseitig an diesem gelagert sind und deren Scheibenebene senkrecht zu der Ebene des Rades verläuft, so daß ihre Achse senkrecht zu der Radachse verläuft, führen endlose Gummibänder 30, die sich in unbelastetem Zustand strecken. Scheibenrollen mit Gummigurten werden für einen sehr weichen Unterbau verwendet. Bei härterem Unterbau können die Gummibänder weggelassen werden, und der Unterbau kann durch mit einer Lauffläche aus Gummi versehenen Scheibenrollen allein gehalten werden.

Der Abstand der Seitenwände der Nutscheibenrollen 29 ist verstellbar. Dies ist zweckmäßig, damit Unterbauten unterschiedlichen Durchmessers verarbeitet werden

können. Natürlich braucht eine Verstellung nicht bei jeder Durchmesseränderung zu erfolgen; es genügt, nur zwischen gewissen Grenzen eine Verstellung vorzunehmen. Ähnlich brauchen auch die Gummigurte nur bei über- oder Unterschreitung gewisser Grenzen der Unterbau-Durchmesser gegen andere ausgewechselt zu werden.

Das Rad 27 kann mit Hilfe eines Hebels um eine horizontale Achse 32 schwingend auf- und abbewegt werden. Das aus dem,Gewicht des Schlauches resultierende Moment wird von einer Feststelleinheit 33 aufgenommen. Wenn sich die Antriebseinheit 17 dem Rad 27 nähert, wird durch einen Signalgeber die Feststelleinheit 3 3 gelöst. Das Lösen kann auch mittels Hilfsenergie erfolgen.

Durch eine Steuerleiste 34 der Antriebseinheit 17 wird das Rad 27 mit Hilfe von Druckrollen nach unten weggedrückt. Nachdem die Antriebseinheit vorbeigefahren ist, wird das Rad 27 durch ein Gegengewicht 3 6 wieder angehoben, bis sie den Unterbau 16 wieder erreicht. Hierbei erhält die Feststelleinheit 33 wieder einen Steuerimpuls, so daß das Rad 27 in dieser Stellung wieder fixiert ist. Das Gegengewicht 36 ist nur so groß gewählt, daß es das Rad 27 mit Sicherheit anheben kann, jedoch den Unterbau keineswegs deformiert. Entlang der Strecke außerhalb d.er Schienenbahn 18 kann der flexible Unterbau 16 ebenfalls durch derartige Stützen geführt sein.

Die Ausgestaltung der Stützmittel kann verschiedenartig sein. Es können z.B. Rollen, die eine überlagerte Zweirichtungsbewegung ermöglichen; außerdem Stützen mit Gtfrten und Vorrichtungen, welche dem auf der Bahn entlanggeführten Unterbau eine rotierende Bewegung ermöglichen, verwendet werden. Die Bahn selbst wird aus freilaufenden und angetriebenen Einheiten in zweckentsprechend gewählter Anzahl und Folge ausgebildet.

Die aus Fig. 3 ersichtliche erfindungsgemäße Einrichtung ist auch zur Herstellung von flexiblen Schläuchen mit

starrem Kern geeignet. In diesem Falle stimmt die größte erzeugbare Länge des Schlauches mit dem größten geraden Abschnitt der Bahn überein. Da hier die Winkelverdretuing unter Wirkung des Aufbaumomentes ziemlich klein ist, kann auf die Aufbringung einer Fixierlage verzichtet werden.

Bei der Herstellung eines Schlauches auf starrem Kern zeigen sich Weiterbildungen der Erfindung in einer anderen Richtung. Diese sind dem Umstand zu verdanken, daß der Unterbau durch die Antriebseinheit 17 hindurchgeführt ist.

Wenn auch am hinteren Ende der Bahn ein gleiches Ablaufsystem 21, Fadenführer 22, Fadenbremse 23, Vorverformerscheiben 24 und Anrollvorrichtung 25 wie am vorderen Ende der Bahn angebracht werden, kann der Aufbau gemäß einem "Hin- und Zurücksystem" erfolgen, da der Unterbau hinsichtlich der Richtung des Aufbaues stets gezogen ist.

Auch solche Schläuche mit großem Durchmesser können auf einem starren Kern erzeugt werden, bei welchen der Durchmesser des Unterbaues größer ist, als derjenige, den die Einspannvorrichtung 19 erfassen kann.

In diesem Falle wird ein Futter in die Einspannvorrichtung 19 eingespannt, welches einen verjüngten Zapfen des Kernes einzuspannen vermag. Auch hier stimmt die größtmögliche Länge des aufgebauten Schlauches mit der Länge der Bahn überein.

Fig. 5 zeigt eine Fadenaufbringeinheit. Die Fadenaufbringeinheit besteht im wesentlichen aus vier Vorrichtungen, der Fadenbremse 23, dem Fadenführer 22, der Anrollvorrichtung 25 und den Vorverformerscheiben 24.

Aus dem Ablaufwerk, welches erfindungsgemäß aus Paletten gestapelt ausgebildet ist, werden die Fäden zuerst durch

einen ringförmigen elektromagnetischen Bremsring 23 und durch die Löcher des Fadenführers 22 hindurchaeführt, wonach sie zwischen den Ausrichtstiften der keqeliqen Vorverformerscheiben 24 hindurch auf eine kegelförmige Hülse 37 gelangen. Von hier werden die Verstärkungsfaden 20 unter entsprechendem Winkel geordnet auf die Oberfläche des.Unterbaues 16 aufgeführt. Die Verstärkungsfaden 20 werden durch die Anrollvorrichtung gegen die Fläche des Unterbaues 16 angepreßt. Ein elastischer Anrollring der Anrollvorrichtung 25 bügelt die Verstärkungsfaden 20 gegen die Fläche des Unterbaues 16 an. Die elastische Anrollvorrichtung 25 ist eine axial mehrfach geteilte Hülse, die durch einen elastischen Ring 38 radial gegen den Unterbau 16 gedrückt wird, und so wird das Anbügeln bewerkstelligt. Da qeqen jeden Ver-. stärkungsfaden etwa die gleiche Kraft wirkt, werden ein gleichmäßiger Druck und eine gleichmäßige Spannung in den Verstärkungseinlagen erreicht.

Die Vorratstrommeln dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung erfahren lediglich eine Grundbremsung, welche die bei den Abstellungen der Maschine auftretenden Fadenlockerungen beseitigt, wobei auch dafür gesorgt ist, daß der Anlauf und die Abstellung der Aufbaueinrichtung nicht stoßweise, sondern stufenweise allmählich erfolgt.

Die Verstärkungsfäden 20 (siehe Fig. 5), haften an der inneren Seite eines magnetischen Fadenbremsringes.

Das Maß der Haftung hängt von der Erregung ab, welche aufch die Reibkraft mit einstellt. Die Verstärkungsfaden 20 werden in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise unter einem leichten Knick zwischen den Stiften der Vorverformerscheiben 24 hindurchgeführt, deren gegen-

³^ seitiger Abstand zueinander zur Änderung des Wickelwinkels veränderbar ist. Somit tritt auch hier eine Reibkraft auf. Die aus der magnetischen Haftung und

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der Vorverformung resultierende ständige Zugspannung in den Verstärkungsfaden 20 wird der infolge der Bremsung der Vorratstrommeln auftretenden, in geringem Maße veränderlichen Zugspannung überlagert. Die elektromagnetische Erregung wird in der Funktion der Durchmesserverminderung der auf den Vorratstrommeln gespeicherten Spule mit dem Verbrauch des Fadenmaterials im Laufe des Aufbaues so geändert, daß der Wert der resultierenden Zugspannung in den Verstärkungsfaden an der Einleitungsstelle auf den Unterbau 16 stets nahezu konstant ist. Da die Menge der auf den Vorratstrommeln vorhandenen Verstärkungsfaden bzw. der Spulendurchmesser der Trommeln zu jeder Zeit gleich sind, genügt es, die Verminderung des Durchmessers der Vorratsspule nur an einer Trommel zu verfolgen und aufgrund dessen die magnetische Erregung zu steuern.

Die Kegelhülse 37 der Fadenaufbringeinheit ist in Abhängigkeit von dem Durchmesser des Unterbaus auswechselbar. Wenn die Verstärkungsfaden 20 auf dem Unterbau 16 direkt aneinanderliegen sollen, ist die Kegelführungsfläche der Kegelhülse 3 7 glatt. Wenn jedoch kein dichtes gegenseitiges Anliegen der Verstärkungsfäden 20 auf dem Unterbau 16 gefordert ist, wird eine dem Schnitt A-A und Fig. 5b entsprechend schräg verzahnte Kegelhülse 37 benutzt. Dadurch können die Verstärkungsfäden 20 stets mit gewünschter Bedeckung auf die Fläche des Unterbaus 16 geführt werden.

Wenn nicht mit voller Bedeckung gearbeitet werden soll, witd eine Fixierlage gleichzeitig mit der Aufbringung der Verstärkungsfäden, jedoch mit einer unterschiedlichen Gewindesteigung mit aufgebracht (Fig. 3b), ungeachtet dessen, ob es sich um einen Aufbau mit starrem Kern oder mit flexiblem Kern handelt. Diese Fixierlage verhindert, daß sich die Verstärkungsfäden im Laufe des Aufbaues bewegen und dadurch sich ihr konstanter gegen-

seitiger Abstand ändert. Die Verstärkungsfaden 20 dürfen 3US den Zahnlücken der Kegelhülse 37 nicht herausspringen. Dies wird dadurch sichergestellt, daß die Kegelhülse 37 entsprechend Fig. 5a mit Hilfe einer Gewindehülse 39' ein wenig nach vorn ausgestellt wird, so daß sich die Verstärkungsfäden 20 mit kleinor Vorspannung in die Zahnlücken einlegen. Mit der Beendigung des Aufbaus werden die Verstärkungsfäden 20 hinter der Anrollvorrichtung 25 abgeschnitten und zur Vermeidung eines Ablösens vom Unterbau 16 abgebunden. Die Anrollvorrichtung 25, die zugleich auch als Fadenbefestigungseinrichtung dient, wird hierzu mit Hilfe eines Seilzuges 40 in Achsrichtung des Unterbaus vorwärts gegen die kegelförmige Auflauffläche der benachbarten Vorverformerscheibe 24 gezogen, wie in Fig. 6 gezeigt, so daß die durch den federnden Ring 38 zusammengehaltene Anrollhülse 25 aufgeweitet wird, bis sie mit ihrem am Innenumfang abgerundeten Ende in die komplementär dazu gestaltete Auskehlung der Vorverformerscheibe 24 eintritt und daher die Verstärkungsflächen 20 dort einklemmt. Dadurch werden die Verstärkungsfäden 20 an den vorderen Teil der Vorverformerscheibe 24 gedrückt. Hier-

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nach können die Kegelhülse 37 und die Gewindehülse 39 (siehe Fig. 5) ausgebaut und gegen neue Teile mit solchen Abmessungen ausgewechselt werden, die das sich anschließende Aufbringen der Verstärkungsfäden für die nächste Wickellage auf den Unterbau ermöglichen, dessen Durchmesser um die erste Wickellage vergrößert ist.

Erfindungsgemäße Schlaucherzeugungsmaschinen können wife bereits erwähnt - auch in anderen, von den dargestellten abweichenden konstruktiven Ausführungen gestaltet werden. Insbesondere sind viele Variationen möglich für die die Schlauchbahn bildenden, den Schlauch stützenden und antreibenden Konstruktionen, statt der beispielsweise dargestellten Sützkonstruktionen mittels Rollen können z.B. auch muldenartig ausgestaltete Bahnen mit entsprechend kleinen Reibfaktoren verwendet werden.

Zur übertragung des Drehmomentes längs der Bahn können von Hydromotoren angetriebene, hin- und hergehende Spannvorrichtungen verwendet werden. Aus der Fülle der konstruktiven Lösungen soll stets eine der konkreten Aufgabe entsprechende Lösung vom Fachmann bestimmt und ausgewählt werden.

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Claims

·: ^:t =.=0*0.::! 323 U13

PATENTANWÄLTE

ViERING & JENTSCHURA

zugelassen beim Europäischen Patentamt
European Patent Attorneys — Mandataires en Brevets Europeens

DipUng. Hans-Martin Viering · DipWng, Rolf Jentschura · Steinsdorfstraße 6 · D-8000 München Anwaltsakte 4143

TAURUS Gumiipari Vällalat, Budapest/UNGARN

Einrichtung zur Herstellung von mittels Fadenschichteinlagen verstärkten flexiblen Schläuchen
insbesondere großen Durchmessers

Patentansprüche

Einrichtung zur Herstellung von durch Fadenschichteinlagen verstärkten flexiblen Schläuchen insbe-

sondere großen Durchmessers, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zur gleichzeitigen Zuführung von Verstärkungsfäden in einer Anzahl bis zur Größenordnung von Tausend aus miteinander verbindbaren
Paletten bestehendes Ablaufwerk, eine für das Ergreifen von beliebigen Schlauchabschnitten ausget bildete, mit dem Schlauch synchron mitbewegte,
eine fortschreitende, oder fortschreitende und
gleichzeitig drehende Fortbewegung des Schlauches bewirkende oder ermöglichende Antriebseinheit, gegebenenfalls zur Vulkanisierung oder Wärmebehand-

I/w -2-

Telefon (089) 293413 und 293414 ■ Telefax (089) 222066 ■ Telex 5212306 jepa d ■ Telegramm Steinpat München

lung anderer Art des Schlauches auf elektrischem

Wege dienende Stromzuführungsmittel, sowie zur Abstützung und zur Führung des Schlauches entlang einer Bewegungsbahn beliebiger Gestalt ausgebildet te Stütz- und Führungsmittel aufweist, welche eine fortschreitende oder fortschreitende und gleichzeitig drehende Schlauchfortbewegung ermöglichen, wobei im Bereich einer Schienenbahn der Antriebseinrichtung höhenverstellbare Stütz- und Führungs- IQ mittel vorhanden sind, deren automatische Höhenverstellung vorzugsweise durch den im Aufbau befindlichen Schlauch selbst gesteuert erfolgt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie auch mit einer zur Aufbringung einer Fixiereinlage zur Lagensicherung der bereits aufgebrachten Verstärkungsfäden nach erfolgtem Aufbau geeigneten Vorrichtung versehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Fadenaufbringeinheit aufweist, welche mit einer zur vom flexiblen Schlauch unabhängigen Fixierung der bereits aufgebrachten Verstärkungsfäden in bestimmten Phasen des Schlauchaufbaus dienenden Vorrichtung ausgerüstet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Fadenaufbringeinheit mit einer gegen die angerollte Wirkfläche der aufgebrachten Verstärkungslage eine gleichmäßige Flächenpressung ' bewirkenden ringförmigen Anrollvorrichtung versehen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenaufbringeinheit eine in Anpassung an die an der Oberfläche des Unterbaus des SchlaU-r ches vorgesehene Fadenbeleguncr verzahnte Kegelhülse enthält.

323U13
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß ihre Fadenaufbringeinheit gegeneinander verdrehbar ausgebildete, mit radialen Dornen versehene Vorverformerscheiben zur Bremsung und zur Vorverformung der zwischen den Dornen hindurchgeführten Verstärkungsfäden bis zu einem gewünschten Verformungsgrad aufweist.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichjQ net, daß die zum Ergreifen von beliebigen Schlauchabschnitten ausgebildete Antriebseinheit mit einer den Schlauch aufnehmenden durchgehenden zentralen Bohrung sowie mit in radialer Richtung bewegten Greifelementen versehen ist. 15