DE4032273A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen rohrfoermiger erzeugnisse aus faserverstaerkten kunststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zu Durchführung dieses Verfahrens.

Zur Darstellung der Erfindungs-Gattung ist im Oberbegriff des Anspruchs 1 von einem bekannten Verfahren im Sinne der DE-A-38 40 788 ausgegangen, nach dem bisher rohrförmige Erzeugnisse aus faserverstärkten Kunststoffen, sogenannte Wickelkörper, kontinuierlich hergestellt werden. Dabei wird zunächst zur Herstellung eines ersten Wickelkörpers faden- oder band­ förmiges Material auf einen ersten Dorn aufgewickelt. Nach Fertigstellung dieses Wickelkörpers erfolgt unmittelbar ohne Unterbrechung des Wickelzugs der Übergang auf einen koaxial zum ersten Dorn verlaufenden zweiten Dorn. Nach dem Durchtrennen des Übergangs wird der erste Dorn mit dem ersten Wickelkörper gegen einen weiteren leeren Dorn ausgetauscht. Eine derartige Arbeitsweise macht es jedoch notwendig, eine Vielzahl von Dornen bereit­ zustellen. Darüber hinaus müssen die Dorne einzeln in die Wickelmaschine eingespannt bzw. aus dieser entnommen werden. Ein solcher Dornwechsel ist aufwendig und erfordert zudem großes handwerkliches Geschick.

Mit der Erfindung soll die Herstellung rohrförmiger Erzeugnisse aus faser­ verstärkten Kunststoffen vereinfacht werden, und es sollen Wickelkörper mit beliebiger, insbesondere rotationssymetrischer Form automatisch her­ stellbar sein.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Kennzeichen des An­ spruchs 1 und bei einer Vorrichtung nach dem Kennzeichen des Anspruchs 2 gelöst.

Erfindungsgemäß werden die auf einem Dorn hergestellten Wickelkörper sofort nach ihrer Fertigstellung abgezogen, während gleichzeitig mit Kunststoff getränktes faden- oder bandförmiges Material auf den jeweils anderen Dorn aufgewickelt wird. Es sind lediglich zwei koaxial zueinander angeordnete, drehbare Dorne erforderlich. Die Wickelkörper lassen sich schnell und insbesondere gefahrlos von den Dornen abziehen. Das Abziehen erfolgt durch eine Relativbewegung der Dorne gegenüber einem jedem Dorn zugeordneten Querhaupt, die durch einen entsprechenden Antrieb bewirkt wird. Vorzugsweise werden nur die Dorne axial verschoben. Manuelle Ein­ griffe sind dabei nicht erforderlich. Mit dem Abziehen der Wickelkörper einher geht die Reinigung der Dorne, so daß ohne Unterbrechung des Wickel­ zugs von einem Dorn auf den anderen Dorn übergegangen werden kann.

In vorteilhafter Weise kann die Vorrichtung so ausgestattet sein, wie in den Ansprüchen 3 bis 6 angegeben. Insbesondere, wenn die Ausbildung so erfolgt wie im Anspruch 3 angegeben, ist beim Abziehen der Wickelkörper von den Dornen ein allmählicher Kraftanstieg gewährleistet, und es lassen sich Lastspitzen, die zu einer mechanischen Beschädigung sowohl der Wickelkörper als auch der Dorne führen können, vermeiden. Durch die federnd mit dem Querhaupt verbundene Abziehhülse wird auch nach dem Lösen des Wickelkörpers die auf diesen wirkende Kraft nicht stoßartig frei­ gesetzt, so daß das Abziehen alles in allem sehr schonend durchführbar ist.

Eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und im folgenden näher er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 die Vorrichtung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 das Querhaupt mit der Abziehhülse, teilweise geschnitten und

Fig. 3 die Reinigungsvorrichtung.

Gemäß Fig. 1 sind auf den Seitenteilen (1) und (2) eines dreiteilig ausgeführten Grundgestells zwei Wickelmaschinen spiegelbildlich zueinander angeordnet. Jede Wickelmaschine umfaßt eine Antriebseinheit (15, 16), einen in der Antriebseinheit gegebenenfalls federnd eingespannten Dorn (5, 6), eine Trägerplatte (21, 22), die über Gewindespindeln (23) sowie Stütz- (24) und Führungsholme (25) mit der Antriebseinheit verbunden ist und ein Querhaupt (26, 27). Die Antriebseinheiten und die Trägerplatten sind auf Gleitschienen (28) verschiebbar, so daß die Wickelmaschinen auch auf rohrförmige Erzeugnisse unterschiedlicher Länge einstellbar sind.

Zwischen den Wickelmaschinen ist eine Führungseinrichtung (19) für das faden- oder bandförmige Material an dem Mittelteil (3) des Grundgestells angebracht. Von hier aus wird das faden- oder bandförmige Material auf ein Fadenauge (20) geführt, welches parallel zu den Dornen (5, 6) hin- und herbewegbar ist. Ebenfalls zwischen den Wickelmaschinen ist ein Trennwerk­ zeug (31) vorgesehen.

Das Mittelteil (3) des Grundgestells trägt die Motor- und Getriebeeinheit (4) für den Antrieb der Dorne (5) und (6). Mit (7) ist ein Zahnriementrieb bezeichnet, über den die Kraftübertragung von der Motor- und Getriebe­ einheit auf eine ebenfalls im Mittelteil befindliche Verteilerwelle (8) erfolgt. Die Verteilerwelle ist über eine elastische Kupplung mit den Antriebswellen (9, 10) in den Seitenteilen (1, 2) verbunden. Ein weiterer Riementrieb (11, 12) verbindet die Antriebswellen mit den Wellen (13) und (14). Von diesem Riementrieb (11, 12) sind die Riemenscheiben (11) auf den Antriebswellen (9) bzw. (10) verschiebbar gelagert und die Riemenscheiben (12) an dem zugehörigen Querhaupt (26) bzw. (27) befestigt.

Die Lagerung der Antriebswellen (9, 10) ist so aufgeführt, daß diese parallel zu den Wickelmaschinen ausgerichtet werden können. Hierzu ist jede Antriebswelle über ihre Länge mit einer durchgehenden Paßfeder ver­ sehen (in der Zeichnung nicht dargestellt).

Die Wellen (13) und (14) sind an den Antriebseinheiten (15, 16) in jeweils einer Kugelumlaufbuchse (17) gelagert, welche sowohl eine Rotations­ bewegung als auch eine Linearbewegung zuläßt. Von diesen Kugelumlauf­ buchsen bzw. den Wellen (13) und (14) erfolgt der Antrieb der Dorne (5) und (6) mittels eines weiteren Zahnriementriebes (18).

Die in den Antriebseinheiten (15, 16) eingespannten drehbaren Dorne (5, 6) sind koaxial zueinander ausgerichtet. Hierzu ist eine Aufnahmehülse innen mit einem System von Passungen versehen. Auf eine Spielpassung zum Ein­ führen und Vorzentrieren des Dorns erfolgt eine Übergangspassung, die den Dorn in seiner endgültigen Lage fixiert. Die Bewegung des Dorns in die Übergangspassung erfolgt über eine zentrale Ringmutter, die als Zug-Druck­ schraube wirkt.

Das jedem Dorn (5, 6) zugeordnete Querhaupt (26, 27) besitzt auf seiner dem Wickelkörper zugewandten Stirnfläche eine Abziehhülse (29) und auf der gegenüberliegenden Stirnfläche eine Reinigungseinrichtung (30). Aus Stabilitätsgründen ist das Querhaupt mit einer Platte (32) verschlossen.

Die Abziehhülse (29) ist in einer stirnseitigen Ausfräsung des Querhauptes eingesetzt. Sie besteht aus zwei Halbschalen (33, 34), die durch einen Spindeltrieb (35) gegeneinander bewegbar sind, und einer zweigeteilten Blende (36). In geschlossenem Zustand bilden die federnd an der Platte (32) anliegenden Halbschalen ein Rechteck mit einer kreisförmigen Durch­ trittsöffnung. An der Durchtrittsöffnung (37) des Querhauptes ist innen­ liegend eine 45°-Fase (38) angebracht, die mit einer entsprechenden Fase an den Halbschalen in Wirkverbindung steht. Mit dem Aufbau der Abzugskraft für das Abziehen eines Wickelkörpers werden die Halbschalen gegen das Querhaupt bewegt, wobei die Fasen (38) miteinander zur Anlage kommen. Hierdurch wird die Zentrierung und Verriegelung der Halbschalen bewirkt, so daß der Spindeltrieb (35) während des Abziehvorgangs kraftfrei bleibt und deshalb entsprechend schwach ausgelegt werden kann.

Koaxial zu der Abziehhülse (29) ist auf der gegenüberliegenden Stirnfläche des Querhauptes (26, 27) die Reinigungseinrichtung (30) angebracht. Diese enthält mehrere über den Umfang des Dorns (5, 6) verteilte, an Schwenk­ armen (39) angebrachte Bürsten (40), die sowohl um ihre Achse als auch um den Dorn drehbar sind. Hierzu ist ein Zahnkranz (41) vorgesehen, um den über drei Zahnritzel (42) eine Planetenscheibe (43) bewegt wird. Der An­ trieb der Planetenscheibe erfolgt über einen regelbaren Getriebemotor (44) und einen Keilriemen (45). Gleichzeitig werden die Zahnritzel und über eine biegsame Welle (46) die Bürsten in Drehung versetzt. Die Schwenkarme sind auf den Wellen der Zahnritzel drehbar gelagert und so angeordnet, daß durch die Drehung der Planetenscheibe die Bürsten über den Dorn gleiten.

Die Bürsten (40) sind im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Dorns (5, 6) ausgerichtet, so daß Querriefen auf dem Dorn nicht entstehen. Für unterschiedliche Dorndurchmesser erfolgt die Ausrichtung der Bürsten selbsttätig mit Hilfe einer Zugfeder (47). Außerdem ist zur Verhinderung des Zusammendrückens der Bürsten eine Stützscheibe (48) vorgesehen. Diese Stützscheibe befindet sich unmittelbar hinter den Bürsten und gleitet wie ein Nocken auf der Dornoberfläche. Wenn der Dorn sich ganz in seiner vorderen Arbeitsposition befindet, hebt eine Schräge (49), die am Dornende angebracht ist, die Stützscheibe an. Dadurch reiben die Bürsten während des Wickelvorgangs nicht auf der Dornoberfläche.

Mit der bisher beschriebenen Vorrichtung wird auf folgende Weise ein Wickelkörper erzeugt: Von Vorratsrollen wird faden- oder bandförmiges Material abgezogen und mit Hilfe des Fadenauges (20) auf einen Dorn (5) aufgewickelt. Die Antriebs­ einheit (15) steht dabei unmittelbar vor dem Querhaupt (26). Nach Beendi­ gung des Wickelvorgangs und nach ausreichender Aushärtung des Wickelkör­ pers wird das Fadenauge auf den Dorn (6) überführt und der Übergang zwi­ schen den Dornen durchtrennt. Zur Einleitung des Abziehvorgangs werden die Halbschalen (33, 34) der Abziehhülse (29) über den Spindeltrieb (35) ge­ schlossen und verriegelt. Anschließend wird die Antriebseinheit (15) mit dem Dorn (5) in Richtung auf die Trägerplatte (21) bewegt. Dieses ge­ schieht mit Hilfe der Motor- und Getriebeeinheit (4) der Wellen (8, 9, 13) und der Gewindespindeln (23). Durch die Bewegung der Antriebseinheit legt sich die Blende (36) an den Wickelkörper an und es werden die Federn zwi­ schen dem Querhaupt (26) und der Abiehhülse (29) zusammengepreßt, bis die Losbrechkraft für den Wickelkörper erreicht ist. Danach geht die Losbrech­ kraft, durch Federn gedämpft, in die Abzugskraft über und der Dorn wird aus dem Wickelkörper herausgezogen. Der Wickelkörper wird anschließend mit einer Entnahmehilfe aus der Vorrichtung entfernt. Während des Abziehvor­ gangs erfolgt auf dem Dorn (6) die Herstellung eines weiteren Wickelkör­ pers.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen rohrförmiger Erzeugnisse aus faserverstärkten Kunststoffen, bei dem faden- und bandförmiges Material auf einen ersten Dorn aufgewickelt, nach Fertigstellung des ersten Wickelkorpers ohne Unterbrechung des Wickelzugs zum Wickeln eines zweiten Wickel­ körpers auf einen koaxial zum ersten Dorn angeordneten zweiten Dorn übergegangen und der Übergang zwischen den Wickelkörpern durchtrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Fertigstellung eines Wickel­ körpers dieser von dem betreffenden Dorn abgezogen und der Dorn ge­ reinigt wird, während gleichzeitig auf dem jeweils anderen Dorn ein weiterer Wickelkörper gefertigt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit zwei koaxial zueinander angeordneten, drehbaren Dornen (5) und (6), die mit ihren einander abgekehrten Enden in Antriebseinheiten (15, 16) einge­ spannt sind, einem parallel zu den Dornen hin und her beweglichen Fadenauge (20) zum Zuführen von faden- oder bandförmigem Material und einem Trennwerkzeug (31) zwischen den freien Enden der Dorne zum Durchtrennen des Übergangs zwischen den Wickelkörpern, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedem Dorn (5, 6) ein Querhaupt (26, 27) zugeordnet ist, welches auf seiner dem Wickelkörper zugewandten Stirnfläche eine Ab­ ziehhülse (29) und auf der gegenüberliegenden Stirnfläche eine Reinigungseinrichtung (30) trägt, und daß das Querhaupt (26, 27) und die Antriebseinheit (15, 16) relativ zueinander verschiebbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzieh­ hülse (29) mit dem Querhaupt (26, 27) federnd verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzieh­ hülse (29) aus zwei Halbschalen (33) und (34) und einer zweigeteilten Blende (36) für die Aufnahme des Wickelkörpers bzw. des Dorns (5, 6) besteht, wobei die Halbschalen durch einen Spindeltrieb (35) gegen­ einander bewegbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtung (30) mehrere über den Umfang des Dorns (5, 6) verteilte und an Schwenkarmen (39) senkrecht zur Längsachse des Dorns angebrachte Bürsten (40) aufweist, die um ihre Achse und um den Dorn drehbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Querhäuptern (15) und (16) veränderbar ist.