DE4324973C2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Armierungen von Schläuchen und anderen langgestreckten Hohlkörpern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Armierungen von Schläuchen und anderen langgestreckten HohlkörpernInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur kontinuierlichen Herstellung von Armierungen von Schläuchen
und anderer langgestreckter Hohlkörper durch Aufbringung von
Fäden.
Es ist bekannt, daß Schläuche, die durch Druck stark belastet
werden, mit Armierungen durch Aufbringen von Fäden versehen wer
den. Diese Aufbringung der Fäden kann in Form von gewebten, ge
flochtenen, gewickelten, gestrickten oder aus einer Kombination
solcher Verstärkungen bzw. Armierungen bestehen.
Die Fäden sind aus Textilmaterial, aus Metall in Form von Dräh
ten oder aus Chemiefaserstoffen natürlicher Herkunft wie Eiweiß
oder Zellulose oder aus synthetischen Polymeren (synthetische
Faserstoffe).
Neben dem Erreichen eines bestimmten Berstdruckes ist es wichtig,
daß die Schläuche eine bestimmte Flexibilität für die Verwendung
erhalten, d. h. bei hohem Berstdrücken muß die Verwendung des
Schlauches nicht durch eine zu große Steifigkeit beeinträchtigt
werden.
Außer verschiedener Prüfkriterien hinsichtlich der Dauerbelast
barkeit und geometrischen Verhaltens der Schläuche sind kostenbe
stimmende Faktoren bei der Auswahl des optimalen Verfahrens bzw.
der Armierung von ausschlaggebender Bedeutung.
Wichtig ist nicht nur die Produktionsgeschwindigkeit, sondern
auch die Laufzeit der Anlage bis zum nächsten Spulenwechsel und
der mechanischen Belastung der Armierungsmaterialien und der Ma
schinenelemente. Ein weiterer sehr wichtiger Faktor ist der Ver
schleiß und die damit sich daraus ergebenden unerwünschten Aus
fallzeiten für Wartung und Reparatur.
Die oben aufgeführten verschiedenen Armierungen haben alle Vor
teile, aber auch Nachteile. So ist das Stricken der Armierung
vorteilhaft, weil eine hohe Produktionsgeschwindigkeit möglich
ist, unterschiedliche Maschenbindungen und -größen erzeugt werden
können und das Gestricke eine hohe Flexibilität aufweist.
Nachteilig ist dabei wiederum, daß unter Druck keine Volumen-Kon
stanz gegeben ist, ein Verdrehen des Schlauches unter Druck
auftritt und an den Vermaschungspunkten eine Scherwirkung auf
die Fäden ausgeübt wird. Das Strickmaterial sowie der Strickkopf
unterliegen außerdem einer starken Beanspruchung und schließlich
ist als Nachteil aufzuführen, daß pro Schlauchlänge ein hoher
Fadenbedarf erforderlich ist.
Ähnlich verhält es sich beim Kreuzwickler. Auch dieses Verfahren
hat Vorteile, die z. B. darin liegen, daß höchste Produktions
geschwindigkeiten durch Wahl des Wickelwinkels und eine Volu
menkonstanz unter Druck erzielbar sind und kein Verdrehen des
Schlauches unter Druck bei symmetrischer Links- bzw. Rechtswendel
und keine Scherwirkung an den Kreuzungspunkten zu verzeichnen
sind.
Wichtig ist schließlich ferner die geringe mechanische Beanspru
chung des Wickelmaterials. Der Fadenbedarf je Schlauchlänge ist
minimierbar.
Aber auch dieses so vorteilhaft erscheinende Kreuzwickelverfahren
hat seine Nachteile. So besteht eine fegte Relation von Axial- und
Radialstabilität der Armierung. Bei hoher Axialstabilität ist
die Flexibilität äußerst gering.
Zur Erläuterung des Standes der Technik sind von verschiedenen
Armierungsmustern Beispiele beigefügt.
So zeigt Fig. 1 eine bekannte Kreuzungswicklung bzw. ein
Geflecht, also eine Armierung, bei der die Fäden immer
übereinander bzw. abwechselnd übereinander und untereinander
liegen, es können auch zwei oder drei Fäden unten, aber auch oben
liegen. Solche Armierungen haben eine sehr begrenzte
Flexibilität, sind aber geometriestabil unter Druck.
In Fig. 2 ist ein anderes bekanntes Armierungsverfahren darge
stellt, nämlich eine Kreuzwicklung bzw. ein Geflecht mit einem
Winkel größer als 54° 44′. Dadurch ergibt sich eine große Radial
festigkeit, eine geringe Axialfestigkeit, aber eine bessere
Flexibilität des Schlauches. Wie oben dargestellt, ist die
Flexibilität des Schlauches von großer Bedeutung.
In Fig. 3 ist der Winkel kleiner als 5°. Dadurch ergibt sich
eine geringe Radialfestigkeit und eine hohe Axialfestigkeit, aber
eine geringe Flexibilität.
In Fig. 4 ist nun ein Kompromiß dargestellt, den man benutzt, um
die fehlende Axialstabilität bei der Wicklung nach Fig. 2 zu
erhöhen, indem man unter die Kreuzwicklung geradlinig längs
verlaufende Zusatzfäden legt.
Damit erhält man zwar eine bestimmte Axialstabilität bestimmten
Ausmaßes, erkauft sich aber damit den Nachteil, daß die
hochfesten Armierungen, die direkt auf dem elastischen Innen
schlauch liegen, bei der Biegungen des Schlauches in diesen ein
schneiden und zu Festigkeitsverlusten führen. Am nachteiligsten
ist der Umstand, daß die axial angeordneten Zusatzfäden die Flex
ibilität des Schlauches sehr stark reduzieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Armierung
für Schläuche vorzuschlagen, die alle gewünschten Vorteile hin
sichtlich z. B. Produktionsgeschwindigkeit, Flexibilität,
Volumenkonstanz unter Druck, keine Verdrehungen des Schlauches
unter Druck, keine Scherwirkung an den Kreuzungspunkten besitzt,
aber auch zusätzliche die erforderliche Axialfestigkeit und die
nötige Flexibilität.
Erreicht wird das bei dem eingangs beschriebenen Verfahren und
mit der zur Durchführung beschriebener Vorrichtung dadurch, daß
Längsfäden in einer symmetrischen, parallel zur Längsachse ver
laufenden Wellenform aufgebracht werden, die zwischen die Wendeln
gelegt bzw. in das Geflecht eingeflochten werden.
Die Anzahl der Längsfäden in Wellenform ist bestimmt von der
Stärke bzw. dem Durchmesser des zu armierenden Schlauches und
beträgt wenigstens zwei, vorzugsweise sechs und mehr. Die Wellen
form wird ebenfalls in Abhängigkeit vom Armierungsschlauch und
dessen Axialfestigkeit bestimmt.
Auch das Material des Schlauches spielt dabei eine Rolle.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Längsfäden werden hohe
Produktionsgeschwindigkeiten wegen der einfachen Bewegungsabläufe
erreicht, die erforderlich sind und nachfolgend noch beschrieben
werden. Es tritt eine Schonung des Armierungsmaterials und der
Maschine sowie eine minimale Verformungsarbeit am Armierungsmate
rial auf.
Es wird auch eine Volumenkonstanz unter Druck erreicht, wenn man
optimale Armierungsdimensionierungen und Armierungsgeometrien
entsprechend auswählt.
Der Fadenbedarf kann gering gehalten werden. Ein Verdrehen des
Schlauches unter Druck wird durch einen symmetrischen Aufbau
der Längsarmierungsfäden ausgeschlossen. Scherkräfte in der
Armierung treten nicht auf, da keine Scherkanten zwischen den
Armierungslagen gebildet werden. Lange Laufzeiten der Maschine
sind möglich, da nur ein Teil des Armierungsmaterials von Rotoren
ablaufen, der Rest der Längsfäden aber aus einem stationären
Gatter gezogen werden kann.
Die Wellenform des längs verlaufenden Armierungsfadens kann z. B.
dadurch herbeigeführt werden, daß die Fäden vor dem Auflegen auf
das zu armierende Material durch einen Fadenführer laufen, der
den zu armierenden Schlauch ringförmig umgibt und mit einer ent
sprechenden Anzahl über seinen Umfang gleichmäßig verteilter Fa
denführungsösen versehen ist, die die Fäden in das Geflecht oder
den Wickel entsprechend einführen.
Um die Wellenbewegung nun zu erhalten, führt der Fadenführer
steuerbare Schwenkbewegungen um seine Achse aus. Im allgemeinen
handelt es sich bei der Erzeugung der Wellenform um eine relativ
flache Wellenform in der Art einer Sinus-Schwingung, wobei Wel
lenhöhe und -länge von den Kriterien des zu erzeugenden Produkts
bestimmt sind.
Die Erfindung wird in der Zeichnung, an Beispielen die in den Fig.
5-7 dargestellt sind, näher erläutert:
Es zeigt:
Fig. 5 ein Stück eines Schlauches mit links und rechts
gewickelten Wendeln mit einem Wickelwinkel von
größer als 55° und mit drei in Wellenform aufge
führten Längsarmierungsfäden,
Fig. 6 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur
Aufbringung von Längsarmierungsfäden zwischen zwei
wendelförmigen Wickeln und
Fig. 7 die Aufbringung von Längsarmierungsfäden bei einem
Geflecht.
In Fig. 5 ist ein Stück eines zu armierenden Schlauches 1 dar
gestellt, der mit Links- bzw. Rechtswendeln 2 und 3 umwickelt
wird. Zwischen diesen beiden Wendeln liegen Längsarmierungsfäden
4, und zwar in diesem Beispiel vier an der Zahl.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist die Wellenform der Längs
armierungsfäden überhöht dargestellt. Sie kann eine solche Form
haben, sie ist aber in den meisten Fällen auf einem solchen
Schlauchabschnitt im Verhältnis niedriger. Die Zahl der Längsar
mierungsfäden in Wellenform richtet sich nach dem zu armierenden
Schlauch und steigt meistens mit steigendem Durchmesser an. Durch
die Wellenhöhe und -länge ist die Flexibilität des Schlauches be
herrschbar.
In Fig. 6 ist schematisch die Herstellung von links und rechts
gewickelten Wendeln auf dem Schlauch 1 dargestellt. Der Schlauch
1 wird in Richtung des Pfeiles 5 abgezogen und die erste Wendel
wird von den um den Schlauch rotierenden Spulen 6 mit den
Fäden 7 erzeugt. Natürlich sind anstelle der zwei Spulen viele
Spulen um den Schlauch herum angeordnet.
Sobald die ersten Windungen der Wendel aufgebracht sind, werden
die Längsarmierungsfäden 4 über einen Fadenführer 7 zugeführt, der
unter Berücksichtigung von Produktionsgeschwindigkeit und gewün
schter Flexibilität Schwenkbewegungen um die Achse des Schlauches
1 ausgeführt. Das Ausmaß der Schwenkbewegung und die Geschwindig
keit sind wählbar.
Auf die nun aufgebrachten, in Wellenform verlaufenden Längsarmie
rungsfäden 4 wird sodann die zweite, entgegengesetzt gewickelte
Wendel mit den Fäden 8 von den Spulen 9 aufgetragen. Diese halten
nunmehr die Längsarmierungsfäden fest und bewirken dadurch die
Axialstabilität bei gleichzeitiger gewünschter Flexibilität.
In Fig. 7 ist die Aufbringung der axial angeordneten, in Wellen
form verlaufenden Armierungsfäden bei einer Flechtmaschine darge
stellt, bei der die Links- bzw. Rechtswendeln sich einmal über
einander und einmal untereinander kreuzen. Das geschieht dadurch,
daß die Fäden mit entsprechenden Einrichtungen abwechselnd über
den jeweils anderen Spulenträger hinweggehoben werden.
Die Zuführung der in Wellenform verlaufenden Axialfäden 4 er
folgt hier ganz analog. Lediglich der Fadenführer 6 hat wegen
des Flechtvorgangs eine andere Ausführung erhalten, in dem hier
Rohre 6′ zur Führung der Fäden im Fadenführer 6 angeordnet sind.
Die Bewegungsrichtung des Schlauchs erfolgt ebenfalls wieder in
Richtung des Pfeiles 5. Das Bezugszeichen 8′ bezeichnet den
übergehobenen Faden. Die Fäden von den rotierenden Spulen sind
mit 7 und 8 wie in Fig. 6 bezeichnet. Auch hier ist die Schwenk
bewegung des Fadenführers und ihr winkelmäßiges Ausmaß ein
stellbar.
Claims (4)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Armierungen
von Schläuchen und anderer langgestreckter Hohlkörper durch
Aufbringung von Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß Längsfäden
in einer symmetrischen, parallel zur Längsachse verlaufenden
Wellenform aufgebracht werden, die zwischen die Wendeln ge
legt bzw. in das Geflecht oder in eine andere bekannte Armie
rung eingeflochten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Längsfäden von stationären Gattern abgezogen und in den
Wickel bzw. das Geflecht eingebracht werden.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1
und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein den zu armierenden
langgestreckte Hohlkörper (1) umgebender Fadenführer (6) mit
mehreren Fadenführungen vorgesehen ist, der Schwenkbewegungen
um die Achse des zu armierenden Hohlkörpers (1) ausführt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß so
wohl die Winkelgeschwindigkeit als auch der winkelmäßige Aus
schlag des die Schwenkbewegungen ausführenden Fadenführers (6)
wählbar sind.
Priority Applications (1)
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DE19934324973 DE4324973C2 (de) | 1993-07-24 | 1993-07-24 | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Armierungen von Schläuchen und anderen langgestreckten Hohlkörpern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934324973 DE4324973C2 (de) | 1993-07-24 | 1993-07-24 | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Armierungen von Schläuchen und anderen langgestreckten Hohlkörpern |
Publications (2)
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DE4324973A1 DE4324973A1 (de) | 1995-02-02 |
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DE19934324973 Expired - Fee Related DE4324973C2 (de) | 1993-07-24 | 1993-07-24 | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Armierungen von Schläuchen und anderen langgestreckten Hohlkörpern |
Country Status (1)
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---|---|
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Families Citing this family (3)
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DE102013109362B4 (de) | 2013-08-29 | 2018-07-26 | NORRES Beteiligungs-GmbH | Kunststoffschlauch mit Gewebeverstärkung |
DE102018109037B4 (de) | 2018-04-17 | 2022-03-10 | Alfred Buck | Verbundwerkstoff, sowie Vorrichtung, Verfahren und Verwendung hierzu |
Family Cites Families (1)
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DE3109381A1 (de) * | 1981-03-12 | 1982-09-30 | Verseidag-Industrietextilien Gmbh, 4150 Krefeld | Schlauch mit fester montagelasche |
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1993
- 1993-07-24 DE DE19934324973 patent/DE4324973C2/de not_active Expired - Fee Related
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