DE3715915A1 - Stuetzwendel fuer einen radial gedehnten huelsenkoerper - Google Patents

Stuetzwendel fuer einen radial gedehnten huelsenkoerper

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DE3715915A1 DE19873715915 DE3715915A DE3715915A1 DE 3715915 A1 DE3715915 A1 DE 3715915A1 DE 19873715915 DE19873715915 DE 19873715915 DE 3715915 A DE3715915 A DE 3715915A DE 3715915 A1 DE3715915 A1 DE 3715915A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Stützwendel für einen radial gedehnten Hülsenkörper aus elastischem Material, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen der Stützwendel.
Stützwendeln der angegebenen Art dienen hauptsächlich dazu, radial vorgedehnte elastische Hülsenkörper bequem auf längliche Gegenstände, beispielsweise ein elektrisches Kabel, aufziehen zu können; man braucht dazu nur die Stütz­ wendel zwischen dem Hülsenkörper und dem Gegenstand herauszuziehen.
Stützwendeln der eingangs angegebenen Art haben im Ver­ gleich zu Stützwendeln, die von einem in einer Schrauben­ linie gerillten Rohr gebildet sind (US-PS 35 15 798) den Vorteil, daß bei vergleichbarem Materialeinsatz und bei vergleichbarem Kraftbedarf zum Abwickeln der Stützwendel eine höhere Festigkeit gegen die elastische Kompressions­ kraft des um die Stützwendel ausgespannten Hülsenkörpers erzielt werden kann.
Eine bekannte Stützwendel der angegebenen Art (US-PS 33 89 440) ist aus einem Band gewickelt, und die Verbindungs­ bereiche sind durch Schweißen oder Heften hergestellt. Das erfordert einen beträchtlichen Aufwand.
Die Stützwendel soll bei gegebenem Materialaufwand eine moglichst hohe Festigkeit gegen die von dem Hülsenkörper ausgeübten Kompressionskräfte haben und mit möglichst geringer Kraft abwickelbar sein.
Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Stützwendel der angegebenen Art zu schaffen, die in ein­ facher Weise hergestellt werden kann und eine hohe Festigkeit hat. Demgemäß sollen erfindungsgemäß auch eine besonders einfache Vorrichtung und ein einfaches Ver­ fahren zum Herstellen der Stützwendel angegeben werden.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit der Stützwendel nach dem Anspruch 1, der Vorrichtung nach dem Anspruch 4 und dem Verfahren nach dem Anspruch 15.
Die erfindungsgemäße Stützwendel ist durch Anbringen von Einschnitten in einem rohrförmigen Grundkörper herstell­ bar. Es sind also weder Wickel- noch Schweiß- oder Heft­ vorgänge nötig, so daß die Herstellung einfacher und rascher möglich ist und ein gleichmäßigeres Produkt erzielt wird. Lage und Verteilung der Verbindungsbereiche können frei gewählt werden, so daß eine bezüglich der Festigkeit optimale Gestaltung möglich ist und gleichartige Grundkörper mit unterschiedlichen Anordnungen von Verbindungsbereichen versehen werden können. Zu der hohen Festigkeit trägt bei, daß die Einschnitte ohne wesentlichen Materialverlust herstellbar sind, so daß sich in den nicht verbundenen Bereichen die Schnittflächen aneinander abstützen können.
Da zur Herstellung der Stützwendel aus dem rohrförmigen Grundkörper im wesentlichen nur Einschneidschritte erforderlich sind, können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hohe Produktionsgeschwindigkeiten und eine kontinuierliche Produktionsweise verwirklicht werden, und es ist ohne weiteres möglich, Stützwendeln serien­ weise in Massenproduktion mit geringen Kosten zu produ­ zieren; so kann insbesondere ein extrudiertes Rohr einfach in die benötigten Längen geschnitten und vor oder nach dem Zerschneiden mit den Einschnitten versehen werden. Änderungen der Größe und/oder der Verteilung der Ver­ bindungsstellen sind in sehr einfacher Weise durch Aus­ tausch des Messerrades bzw. durch Veränderung des axialen Vorschubes des Messerrades pro Umdrehung des Grundkörpers (relativ zu dem Messerrad) möglich. Das erfindungsgemäße Herstellverfahren ist einfach und leicht automatisierbar.
Es ist eine Stützwendel bekannt (US-PS 45 03 105), die aus einem rohrförmigen Grundkörper durch einen kontinuierlichen Wendelschritt hergestellt wird; der Grundkörper hat auf seiner Innenseite axial erstreckte Rippen, und die Schneidtiefe ist so gewählt, daß die Rippen nur zum Teil durchgeschnitten werden und mit ihren nicht durchgeschnittenen Anteilen die Verbindungs­ bereiche bilden. Ein solcher kontinuierlicher Wendelschritt ist zwar ebenfalls einfach herzustellen, doch ist die Notwendigkeit, einen mit axialen Rippen versehenen Grundkörper zu verwenden, in mehrfacher Hinsicht nachteilig: Die Herstellung des Grundkörpers erfordert einen höheren Aufwand, die linienförmige Ausrichtung der Verbindungsbereiche aufeinander ist für die Festigkeit nachteilig, und bei gleichartigen Grundkörpern sind unterschiedliche Verteilungen der Verbindungsbereiche nicht herstellbar.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher be­ schrieben.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen perspektivischen Darstellung eine mit einer erfindungsgemäßen Stützwendel versehene Umhüllung vor dem Aufziehen auf ein Kabel, wobei Teile des die Stützwendel umgebenden Hülsenkörpers weggebrochen sind.
Fig. 2 erläutert in einer schematischen perspektivischen Darstellung eine bevorzugte Art der Herstellung einer erfindungsgemäßen Stützwendel.
Fig. 3 erläutert in einer schematischen Radialschnitt- Darstellung Einzelheiten des Schneidvorganges und des Messerrades.
Fig. 4 ist eine gegenüber Fig. 3 vergrößerte schematische radiale Ansicht eines Messers im Sinne des Pfeils IV der Fig. 3.
Fig. 5 erläutert in einer ähnlichen Darstellung wie Fig. 2 eine mögliche Art der Herstellung einer erfindungsgemäßen Stützwendel aus einem gerillten Grundkörper.
Fig. 6 zeigt in einer gegenüber Fig. 5 vergrößerten Axialschnitt-Darstellung Einzelheiten aus der Fig. 5.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung, nach Art einer teilweise geschnittenen Draufsicht, einer abgewandelten Ausführung einer Vorrichtung zum Herstellen von Stützwendeln.
Fig. 1 zeigt eine Stützwendel 1 in einem radial gedehnten Hülsenkörper 3 aus elastischem Material, zum Beispiel Polyurethan-Elastomer. Einander benachbarte Windungen, zum Beispiel 5, 7, der Stützwendel 1 sind in Verbindungs­ bereichen, zum Beispiel 9, 11, die über den Umfang der Stützwendel 1 verteilt sind, miteinander verbunden; dazwischen befinden sich unverbundene Umfangsbereiche, die im wesentlichen dieselbe Wanddicke wie die Verbindungsbereiche haben. Bei der dargestellten Ausführungsform hat die Stützwendel 1 einen von ihrem einen Ende 13 ausgehenden Endabschnitt 15, der sich durch die Stützwendel 1 erstreckt und am anderen Ende 17 der Stützwendel erfaßbar ist.
Die Festigkeit der Verbindungsbereiche, zum Beispiel 9, 11, ist derart bemessen, daß die Stützwendel 1 durch Ziehen an dem Endabschnitt 15 von Hand zu ihrem Inneren hin abge­ wickelt werden kann.
In der Fig. 1 ist als übliche Anwendung die Umhüllung eines Endabschnitts eines elektrischen Kabels 19 erläutert. Der Durchmesser des Kabels 19 ist kleiner als der innere Durchmesser der Stützwendel 1, aber größer als der innere Durchmesser, den der Hülsenkörper 3 im nicht vorgespannten Zustand einnehmen würde; das Kabel 19 kann also leicht durchgesteckt werden. Durch Herausziehen der Stützwendel 1 zieht sich der Hülsenkörper 3 fortschreitend auf dem Kabel 19 zusammen und umschließt dieses schließlich eng mit elastischer Vorspannung.
Die Stützwendel 1 ist von einem rohrförmigen Grundkörper 21 gebildet, in dem die unverbundenen Umfangsbereiche von durch die Wanddicke des Grundkörpers 21 gehenden Einschnitten zum Beispiel 23, 25, gebildet sind. Bei der dargestellten Ausführungsform hat der rohrförmige Grundkörper 21 eine im wesentlichen gleichförmige Wanddicke und besteht aus einem extrudierten glatten Kunststoffrohr, an dem keine besondere Ausbildung erforderlich ist.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Einschnitte zum Beispiel 23, 25, in Umfangsrichtung 27 der Stützwendel 1 gegeneinander versetzt, so daß die Bildung von linien­ förmig aufeinander ausgerichteten unverbundenen Bereichen vermieden ist. Dies erhöht die Festigkeit der Stützwendel 1.
Fig. 2 erläutert eine mögliche Art der Herstellung einer Stützwendel 1 mit einer Vorrichtung 29, die als wesentlichen Bestandteil ein Messerrad 31 aufweist. Dieses ist auf der Wand des rohrförmigen Grundkörpers 21 in einer Schraubenlinie abrollbar. Zu diesem Zweck kann beispielsweise wie dargestellt das Messerrad 31 in einem Schneidkopf 33 gelagert sein, der in einer Führung 35 verschiebbar ist und mittels einer drehbaren Spindel 37 in der Führung bewegbar ist. Der rohrförmige Grund­ körper 21 ist mit zu der Führung 35 paralleler Achse neben dem Schneidkopf 33 in einer die Enden des Grund­ körpers 21 erfassenden Halterung 39 befestigt, die mittels eines Getriebemotors 41 drehantreibbar ist. Der Getriebemotor 41 treibt über eine Kupplung 43 auch die Spindel 37 mit vorgegebenem Übersetzungsverhältnis an. Eine nicht dar­ gestellte Andrückvorrichtung drückt das Messerrad 31 auf den Grundkörper 21.
Das Messerrad 31 hat zur Bildung der Einschnitte, zum Bei­ spiel 23, 25, über seinen Umfang verteilt radial vor­ stehende Messer 45 mit in Umfangsrichtung erstreckten Umfangsschneiden 47.
Im Betrieb dreht der Getriebemotor 41 die Halterung 39, den darin eingespannten Grundkörper 21 und die Spindel 37 mit vorgegebenen Drehzahlen. Dadurch rollt wie dargestellt das Messerrad 31 auf dem Grundkörper 21 in einer Schrauben­ linie 47 ab, deren Steigung von dem Verhältnis der Dreh­ zahlen des Grundkörpers 21 und der Spindel 37 abhängt. Dabei werden von dem Messerrad die Einschnitte, zum Beispiel 23, 25, hergestellt.
Fig. 3 und 4 erläutern den Schneidvorgang mit einer bevorzugten Ausbildung des Messerrades 31. Die Messer 45 haben etwa radial verlaufende Seitenflächen 49, 51, die sich zu der Umfangsschneide 47 hin zu Seitenschneiden 53 bzw. 55 vereinigen. Dadurch wird das Eindringen der Messer 45 in die Wand 57 des Grundkörpers 21 erleichtert. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Seiten­ flächen 49, 51 konvex gekrümmt. Auch dies erleichtert das Eindringen der Messer.
Bei der dargestellten Ausführungsform weisen die Messer 45 auf beiden Seiten einen Hohlschliff 59, 61 auf (Fig. 4). Auch dies erleichtert den Schneidvorgang.
Fig. 5 erläutert die Möglichkeit, einen rohrförmigen Grundkörper 521 zu verwenden, der eine schraubenförmige Umfangsrille 63 aufweist. Ein solcher Grundkörper kann bei­ spielsweise durch Blasformen in Massenproduktion herge­ stellt werden und bietet den Vorteil, daß die Umfangsrille 63 den axialen Vorschub des Messerrades 531 bestimmt, so daß besondere Vorschubeinrichtungen (z.B. die in Fig. 2 gezeigte Spindel 37) nicht erforderlich sind und ohne Schwierigkeiten auch Grundkörper verwendet werden können, die wie dargestellt Abschnitte 65, 67 unterschiedlichen Durchmessers haben. Derartige Grundkörper können zweckmäßig sein, wenn Gegenstände umhüllt werden sollen, die Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern aufweisen.
Fig. 6 erläutert den Schneidvorgang bei dem Grundkörper 521 der Fig. 5. Durch die vorgeformte schraubenförmige Umfangsrille 63 wird das Eindringen der Messer 45 erleichtert.
Fig. 7 zeigt eine abgewandelte Vorrichtung, bei der eine Führung 69 zum axialen Weiterbewegen eines rohrförmigen Grundkörpers 721 vorgesehen ist. Das Messerrad 731 ist mittels eines Motors 71 drehantreibbar. Mit einer der­ artigen Vorrichtung kann grundsätzlich eine gewünschte Schraubenlinie von Einschnitten, zum Beispiel 723, 725, durch axiales Weiterbewegen des Grundkörpers an dem stationär angeordneten angetriebenen Messerrad 731 erzeugt werden. Bei der dargestellten Ausführungsform ergibt sich eine besonders einfache Gestaltung und Wirkungsweise da­ durch, daß das Messerrad 731 zum Eingreifen in eine schraubenförmige Umfangsrille 763 des Grundkörpers 721 ausgebildet und angeordnet ist, wobei diese Umfangsrille 763 die gewünschte Schraubenlinie definiert. Dadurch ergibt sich der erforderliche Axialvorschub des Grund­ körpers 721 von selbst.
Oft ist es zweckmäßig, den Grundkörper 721 durch wenigstens ein entsprechend angeordnetes Gegenrad gegen das Messerrad 731 abzustützen, um das Einschneiden zu erleichtern und Verformungen zu vermeiden. Bei der dargestellten Aus­ führungsform ist ein solches Gegenrad 73 so angeordnet, daß es den Grundkörper 721 auf seiner anderen Wandseite in einem dem Messerrad 731 gegenüberliegenden Bereich erfaßt. Das Gegenrad 73 hat eine Umfangs-Ausnehmung 75 für die durch die Wand 757 des Grundkörpers 721 tretenden äußeren Enden der Messer 745. Die gezeigte Anordnung ergibt eine besonders wirksame Abstützung auf kleinstem Raum. Natürlich kann man auch das Messerrad und das Gegenrad auf derselben Wandseite des Grundkörpers anordnen, wobei sich eine weniger wirksame Abstützung ergibt; in Fig. 7 könnten zum Beispiel zwei Gegenräder mit Abständen von 120° zum Messerrad 731 auf der Außenseite des Grundkörpers 721 vorgesehen sein. Diese Ausführungsmöglichkeit ist nicht dargestellt.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist auch das Gegenrad 73 zum Eingreifen in eine schraubenförmige Umfangsrille 77 des Grundkörpers 721 ausgebildet; diese ist bei dem dar­ gestellten Grundkörper 721 in seiner Innenseite ausgebildet. Es ergibt sich so eine Abstützung auf noch engerem Raum und eine zusätzliche Führung des Grundkörpers 721.
Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Führung 69 einen Dorn 79 auf, und das Gegenrad 73 ist an dem Dorn gelagert. Dies ergibt einen einfachen und kompakten Aufbau.
Damit das Messerrad 731 und das Gegenrad 73 ohne Störungen zusammenwirken können, ist vorzugsweise wie dargestellt die Führung 69 für radiales Spiel des Grundkörpers 721 ausgebildet.
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Grundkörper 721 sind die beschriebenen Umfangsrillen 763, 77 durch die Außen- bzw. Innenseite einer Wellenstruktur, also nicht durch eine Kerblinie, gebildet. Das ist für die Festigkeit günstig. Es hat sich gezeigt, daß mit derartigen Grundkörpern wesentlich höhere Festigkeiten als mit gerillten Grundkörpern erhalten werden, so daß Anwendungen möglich sind, die wegen der erforderlichen hohen Stützkräfte mit den bisher bekannten Stützwendeln grundsätzlich nicht möglich waren. Ein solcher Grundkörper kann beispielsweise durch Blas­ formen leicht hergestellt werden. Er hat auch nach dem Einschneiden noch eine hohe Festigkeit. Da keine axial erstreckten Stege vorhanden sind, ist das Gewicht gering, und der Grundkörper hat eine für viele Anwendungen er­ wünschte Flexibilität.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Messerrad 731 mit seinem Antrieb 71 und einem Ausschalter 79 an einer Schwenkplatte 81 befestigt, die mittels eines Arretier- Handgriffs 83 um eine zur Zeichenebene senkrechte Schwenk­ achse 85 zwischen der dargestellten Arbeitsstellung und einer Ruhestellung mit von der Führung 69 weggeschwenktem Messerrad 731 verstellbar ist. In dieser Ruhestellung (nicht dargestellt) kann ein neuer Grundkörper 721 auf die Führung 69 gesetzt werden.

Claims (20)

1. Stützwendel (1) für einen radial gedehnten Hülsenkörper (3) aus elastischem Material, vorzugsweise zur Verwen­ dung als Umhüllung eines länglichen Gegenstandes wie eines elektischen Kabels (19), bei welcher Stützwendel einander benachbarte Windungen (5, 7) in über den Umfang verteilten Verbindungsbereichen (9, 11) mit­ einander verbunden und dazwischen mit im wesentlichen gleicher Wand­ dicke unverbundene Umfangsbereiche vorgesehen sind, wobei die Stützwerdel einen von ihrem einen Ende (13) ausgehenden erfaßbaren Endabschnitt (15) aufweist, der sich vorzugsweise durch die Stützwendel (1) erstreckt und am anderen Ende (17) der Stützwendel (1) erfaßbar ist, und wobei die Festigkeit der Verbindungsbereiche (9, 11) derart bemessen ist, daß die Stützwendel (1) durch Ziehen an dem Endabschnitt (15) von Hand abgewickelt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwendel (1) von einem rohrförmigen Grundkörper (21) gebildet ist, in dem die unverbundenen Umfangs­ bereiche von durch die Wanddicke des Grundkörpers (21) gehenden Einschnitten (23, 25) gebildet sind.
2. Stützwendel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine im wesentlichen gleichförmige Wanddicke hat.
3. Stützwendel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (23, 25) unter Vermeidung linien­ förmig aufeinander ausgerichteter unverbundener Bereiche angeordnet sind.
4. Vorrichtung zum Herstellen der Stützwendel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein auf dem rohrförmigen Grundkörper (21) in einer Schrauben­ linie (47) abrollbares Messerrad (31), das zur Bildung der Einschnitte (23, 25) über seinen Umfang verteilt radial vorstehende Messer (45) mit im wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckten Umfangsschneiden (47) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (45) etwa radial verlaufende Seitenflächen (49, 51) aufweisen, die sich zur Umfangsschneide (47) hin zu Seitenschneiden (53, 55) vereinigen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (49, 51) konvex gekrümmt sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (45) bezüglich der Umfangsschneiden (47) einen Hohlschliff (59, 61) aufweisen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Messer (45) auf beiden Seiten einen Hohlschliff aufweisen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Führung (69) zum axialen Weiterbewegen eines rohrförmigen Grundkörpers (721) vorgesehen ist, und daß das Messerrad (731) dreh­ antreibbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Messerrad (731) zum Eingreifen in eine die Schraubenlinie definierende schraubenförmige Umfangs­ rille (763) des Grundkörpers (721) ausgebildet und angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch wenigstens ein zur Abstützung des Grundkörpers (721) gegen das Messerrad (731) angeordnetes Gegenrad (73).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Gegenrad (73) zum Erfassen des Grundkörpers (721) auf seiner anderen Wandseite in einem dem Messerrad (731) gegenüberliegenden Bereich angeordnet ist und eine Ausnehmung (75) für die durch die Wand (757) tretenden äußeren Enden der Messer (745) aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (69) einen Dorn (79) aufweist, und daß das Gegenrad (73) an dem Dorn (79) gelagert ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenrad (73) zum Eingreifen in eine schraubenförmige Umfangsrille (77) des Grund­ körpers (721) ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (69) für radiales Spiel des Grundkörpers (721) ausgebildet ist.
16. Verfahren zum Herstellen der Stützwendel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Messerrad (31), das über seinen Umfang verteilt Messer (45) mit im wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckten Umfangsschneiden (47) aufweist, auf einem rohrförmigen Grundkörper (21) in einer Schraubenlinie (47) abgerollt und dabei mit den Messern durchgehende Einschnitte (23, 25) in dem Grundkörper (21) ange­ bracht werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Messerrad (731) in eine in dem Grundkörper (721) vorgesehene, die Schraubenlinie definierende schraubenförmige Umfangsrille (763) eingreift, und daß durch Drehen des Messerrades (731) der Grund­ körper (721) mit den Einschnitten (723, 725) versehen und axial weiterbewegt wird.
18. Rohrförmiger Grundkörper aus mit Messern zerschneid­ barem Material, zum Herstellen der Stützwendel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er eine schraubenförmige Umfangsrille (763) auf­ weist und frei von axial erstreckten Stegen ist.
19. Grundkörper nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsrille (763, 77) auf der Außen- und auf der Innenseite des Grundkörpers (721) ausgebildet ist.
20. Grundkörper nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Umfangsrille (763, 77) von einer Wellenstruktur gebildet ist.
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