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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung biegsamer Metallschläuche
.Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung biegsamer
Metallschläucheaus wenigstens zwei schraubenförmig ineinandergewickelten Drähten,
einem führenden Draht und einem Nachfolgedraht. Solche Metallschläuche finden beispielsweise
als Außenglieder von Bowdenzügen, als Schutzhülle für biegsame Wellen , als Flüssigkeitsleitungen
und für andere Zwecke Verwendung.
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Es ist bekannt. zur Herstellung solcher Schläuche die verschiedenen
Drähte gleichzeitig derart zu wickeln, daß die M@indungen des Nachfolgedrahtes zwischen
die Windungen des führenden Drahtes hineingedrückt werden, wobei die Windungen des
letzteren fortlaufend auseinandergedrängt werden.
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Erfindungsgemäß erfolgt das Wickeln der Drähte auf einen Dorn, der
an der 'Wickelstelle so weit in den zu bildenden Metallschlauch hineinragt, daß
die Windungen des führenden Drahtes auch zu beiden Seiten der Stelle noch auf ihm
aufliegen, an der die Windungen des \achfolgedrahtes in sie hineingedrückt werden.
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Der Widerstand, gegen den die Windungen desNachfolgedrahtes zwischen
dieWindungen des führenden Drahtes hineingepreßt werden, ist so groß, daß alle Unebenheiten
und Ungleichmäßigkeiten der miteinander in Berüh-, rung stehenden Seitenflächen
der Wickeldrähte verschwinden und die Seitenflächen all ihren Berührungsstellen
flächenartig aufeinanderliegen. Durch diese einem Polieren ähnliche Wirkung während
des Wickelvorganges wird nicht nur erreicht, daß sich die benachbarten Windungen
des fertigen 'Metallschlauches beim Biegen desselben leicht aufeinander verschieben
können, sondern auch, daß die @Vindungen flüssigkeitsdicht aufeinanderliegen, so
daß beispielsweise ein innerhalb des 1Ietallschlauches befindliches Schmiermittel
oder. wenn der Schlauch zum Weiterleiten einer Flüssigkeit dienen soll, die Flüssigkeit
nicht austreten kann. Diese Wirkung kann man bei dem bekannten Verfahren zur Herstellung
solcher Metallschläuche zuverlässig nur dann erreichen, wenn man für die Herstellung
der Schläuche zwei Drähte aus verschiedenen Werkstoffen benutzt, die dann jedoch
keine genügende M'iderstandsfä higkeit gegen Druckbeanspruchungen zeigen, da der
eine der verwendeten beiden Werkstoffe verhältnismäßig weich sein muß.
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Bei dem Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung können - beide Drähte
aus dem gleichen Werkstoff bestehen, vorzugsweise aus Stahl. Dabei ist
es ein besonderer Vor-
.atü, clal,i die angestrebten Eigenschaften
bei dein erzeugten Metallschlauch ohne vorherige Bearbeitung des Drahtmaterials
erzielt werden. so daß unmittelbar von dem unbearbeiteten und billigen Rohdraht
atisgehangcir werden kann.
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Die innige Berührung der benachbarten Windungen bei den gemäß derErfindun;hergestellten
Schläuchen ist von besonderer Jircleutung, wenn diese Schläuche als Außenglied eines
Bowdenzuges Verwendung finden sollen. Bei dieser `-erwendung mini der Metallschlauch
Druckkräfte aufnehmen, deren Größe den auf den innenliegenden Zugdraht des Bowdenzuges
ausgeübten Zugkräften entspricht. Dabei besteht bei einem neuen Metallschlauch,
dessen Windungen nicht dicht genug zusammenliegen, die Gefahr, daß seine W--indungen
bei der Benutzung allmählich zusammengedrückt werden und der Schlauch sich dadurch
um einen gewissen Betrag verkürzt. Eine solche Verkürzung zerstört die richtige
Einstellung der durch den Bowdenzug betätigten Vorrichtung, beispielsweise einer
Fallrzeugbretnse. Diesen schwerwiegenden Nachteil weisen die nach dem Verfahren
-ein' il)' der Erfindung hergestellten Metallschläuche nicht auf, da sie infolge
ihrer Herstellungsart praktisch nicht zusammendrück-t' sind.
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In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zurrt Ausüben des Verfahrens
gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigen Abb. i eine selbsttätige
Wickelmaschine in Seitenansicht.
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Abb. ? einen Schnitt durch die 'Maschine nach der Linie 2-2 in der
Abb. i, in Richtung des Pfeiles .r gesehen, Abb.3 einen ebensolchen Schnitt in der
Linie 3-3 der Abb. r, in Richtung des Pfeiles Y gesehen, Abb. 4. eine Draufsicht,
Abb. 5 und 6 Ansichten des Führungsblockes und der damit verbundenen Teile. und
zwar von oben und von der Seite, Abb. 7 und 8 Teile, die zum Herstellen der ersten
Windungen des zu fertigenden Metallschlauches beim Beschicken mit neuem Werkstoffdraht
Verwendung finden, Abb. 9 und io in Seitenansicht und Querschnitt eine abgeänderte
Form der in den Abb. ;7 und 8 gezeigten Teile, Abb. i i, 12, 13 und 14 den Führungsblock
in einem senkrechten Vertikalschnitt, in einer Draufsicht. in einer Seiten- und
einer Vorderansicht.
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Abb.13 den Querschnitt des trapezförinigen Drahtes.
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Abb. 16 und 1; in Seiten- und Vorderansicht- eine besondere Ausführung
des umlaufenden hleininfutters, Abb. 18 eine \'@trrichtun@ zur lv'et-griißerung
des Druckes auf die Windungen, Abb. icg ein bekanntet Verfahren.
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Abb. 2o (las 1-lerstellunr,swerfahren gemäß der Erfindung.
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Bei (lern in der _1111t. i (i dargestellten bekannten Verfahren wird
der fertige Metallschlauch von links nach rechts ausgestoßen. Der Nachfolgedraht
von dreieckigem Querschnitt wird an cler Grenze zwischen dein finit Rillen versehenen
und dein glatten Teil <Ici-Walzen a und h ztigefüllrt. und zwar zur Papierebene.
Die Herstellung der Drahtwinkel erfolgt nicht durch Wickeln auf einen Dorn, sondern
die Drahtwindungen werden finit Hilfe der Zuführungsrollen a> l>
n1-atigsläuCg
zugciüllrt. Der vorhandene Dorn c bleibt auf den Herstellungsvorgang und die Forrn
der Drahtwindungen ohnC: Einfluß. .11s Nachfolgedraht ist, wie ersichtlich, ein
Draht d von dreieckigem ()uerschilitt verwendet. Das Einrücken der Windungen des
\aclifolgedrahtes (l zwischen die Windungen des führenden Drahtes e aus Runddraht
erfolgt an einer nicht mehr auf dein Dorn c liegenden Stelle kurz hinter dem I?ncie
dieses Doriles.
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Irn Unterschied hierzu erfolgt bei dem Herstellungsverfahren gemäß
der Erfindung die Herstellung des Schlauches durch Wickeln der Drähte über den Wickeldorn
$, indem die bereits fertigen Windungen durch ein umlaufendes hlcinmfutter auf dem
drehbaren Wikkeldorn festgekletnint und die Drähte in der nachstellend noch beschriebenen
Weise mit Hilfe eines Führungsblockes auf diesen Wikkeldorn aufgezogen werden. rin
solches Verfahren zum Wickeln von Draht über einen Dorn ist an sich bekannt, Durch
die Anwendung dieses Wickelverfahrens für die Herstellung biegsamer Metallschläuche
in V erbinelung finit dem Merkmal, daß die Windungen des führenden Drahtes 46 auch
zu beiden Seiten der Stelle noch auf dein Wickeldorn aufliegen, an der die Windungen
des Nachfolgedrahtes .l7 in sie hineingedrückt werden. wie dies. aus der Abb. 2o
ersichtlich ist, wird die angestrebte neuartige Wirkung erreicht. Es liegt auf der
Hand, daß die Windungen des führenden Drahtes 46 infolge der- Art des Wicklungsvorgangs
sehr fest an dem Wickeldorn anliegen und daß sie sich infolgedessen nur schwer auf
ihn i verschieben lassen. Diese Verschiebungsarbeit maß von deal Nachfolgedraht
.l.7 geleistet werden. wenn dieser zwischen die Windungen des führenden Drahtes
4.6 hineingedrückt wird. Die Größe dieser Verschiebungsarbeit bestimmt gleichzeitig
die Stärke der polierenden und glättenden Wirkung auf die Seitenflächen der Drähte.
Es liegt auf der Hand. <Maß die Starke dieser
Wil-kung geändert
werden kann in Abli;i:;zi;;-keit von der Anzahl der \\'indu:igen des renden Drahtes
.I6, die - auf der Zeichnung rechts vom Draht 4.; - bereits uni den Wikkcldorn8
geschlungen sind. hevor der _Nachfölgedralit 47 wird. In dem in der AM. 2o dargestollten
Ausführungsbeispiel sind dies i1/_ \\'indungen. Ini allgemeinen dürfen es nicht
mehr als 3`.= Windungen sein, andernfalls der Wickeldorn 8 abgewürgt wird. Die erforderliche
Anzahl dieser Windungen kann aber nach den Erfordernissen des Einzelfalles bestimmt
werden.
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Die Abb. i bis 4 zeigen eine selbsttätige \Vickelmaschine, finit der
das Verfahren gemäß der Ertindung ausgeführt werden kann. i ist ein Grundrahmen
finit einem Ölbecken 2 und einem (.)lsumpf 3. 4 und 5 sind zwei Lagerböcke, von
denen der eine den Spindelstock 6 und der andere den Führungsblock 7 und den \\'ickel(lorn
tragt. Die Antriebswelle g ist in den beiden Lagerböcken gelagert.
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io ist ein selbsttätiges Kleinnifutter. In dessen Verlängerung :fitzt
die umlaufende Hohlspindel i i, deren Antrieb beispielsweise mittels der Riemenscheibe
12 erfolgt.
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Die Antriebswelle g wird von der Hohlspindel i i aus durch ein Verlan
gsamungsgetriebe 13 angetrieben. Die Kurventrommeln 14, 15. die auf der Antriebswelle
9 sitzen, bewirken folgenden Arbeits-ang: Das umlaufende selbsttätige Klemmfutter
io wird geöffnet. Der ; bewegt sich auf das Futter zu und schiebt dabei einen bereits
fertiggewickelten Teil des Metallschlauchs -in (las Futter hinein. Das Futter io
wird geschlossen, um den hineingeschobenen Teil der \Vindungen festzuklemmen. Durch
(las `chließen des unilaufenden Klemmfutters wird der Wickelvorgan- fortgesetzt.
Er wird so lange fortgesetzt, bis der Führungsblock uni eine gewisse Strecke zurückgeschoben
ist. Dann wird das Kleininfutter io wiederum geöffnet, und der gleiche :? rbeitsgang
beginnt wieder von neuem.
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Die Kurventroinniei 14 steuert das Offnen und Schließen des Kleininfutter:
io mittels der Verschiebvorrichtung 16. Das Futter öffnet sich, wenn eine bestimmte
Anzahl von Drahtwindungen auf den Wickel(lorn 8 aufgewickelt ist. Da die Windungen
während des Wickelns in dein Futter io festgeklemmt sind, wird der Führungsblock
7 während des Wickelns entsprechend der zunehmenden Anzahl der neu entstandenen
Drahtwindungen zu-angsläufig nach rechts hin zurückgeschoben. Zu diesem Zweck ist
er gleitend eingerichtet.
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Der Führungsblock ; ist auf einer Grundplatte 17 angeordnet, die auf
zwei Gleithahnen 18 hin und her gleitet. Der \Vickeldorn S geht frei beweglich durch
den Führungsblock-7 hindurch. Zwischen diesem und der Verschiebegabel i8". die durch
die Kurventrommel 15 gesteuert wird, sitzt ein Rohr i9. Durch dieses wird der Druck
der Verschiebenabel i q" auf den Führungsblock 7 übertragen, wenn dieser wieder
auf das Klemmfutter io zu nach vorwärts bewegt wird. Auf dein Rohr i9 ist eine Feder
2o angeordnet. Diese drückt den Daumen der Verschiebegabel 18" gegen die Kurve auf
der Kurvenscheibe 15 an. Man kann die Kurventrommel 15 auch so ausbilden, daß sie
auch das Zurückziehen des Führungsblocks? nach rechts hin zwangsläufig bewirkt.
In diesem Fall kann die Feder 2o weggelassen werden.
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2o" (Abb. 18) ist eine Druckfeder, die zwischen den Führungsblock
7 und den Lagerbock 5 eingelegt ist, um den Führungsblock 7 während des Wicklungsvorganges
nachgiebig gegen die Windungen zu drücken und so den Widerstand zu vergrößern, gegen
den der \achfolgedraht 47 zwischen die Windungen des führenden Drahtes 46 eingepreßt
werden muß.
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Der Wickeldorn 8 ist' über den Lagerbocks hinaus verlängert und in
einem Auslegerarm 21 befestigt. Dadurch wird ein Mitgehen des Wickeldornes nach
links hin, wenn die fertigen Windungen des lfetallschlauches in das geöffnete Klemmfutter
hineingeschoben werden, verhindert.
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Der fertige Metallschlauch wird aus der Maschine durch das feststehende
oder mit umlaufende Rohr 22, das auf dem Ständer 23 gelagert ist, ausgestoßen.
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Der Führungsblock 7 und die Drahtführungsvorrichtungen 24, 25 sind
im vergrößerten Maßstabe in den Abb. 5, 6 und i i bis 14 gezeigt. Itn Führungsblock
7 ermöglicht der erweiterte Teil 26 der Bohrung 27 das Wikkeln des Drahtes auf den
Wickeldorn B. Der \Taclifolgedraht 47 legt sich bei seinem Einlaufen an die Schulter
28 an.
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29, 30 sind tangentiale Schlitze, durch die die beiden Wickeldrähte
46 und 47 in den Führungsblock 7 eintreten. In den Punkten 38 (Abb. 6) werden die
einlaufenden Drähte abgebogen.
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Die Drähte laufen von Drahthaspeln 31,.32 ab, die zu beiden Seiten
der Maschine auf Ständern 33, 34 sitzen. Die Drähte werden auf ihrem Weg zu dem
Führungsblock 7 durch Drahtführungsvorrichtungen 24, 25 geführt. Eine oder beide
dieser Dralitführungsvorrichtungen können so eingerichtet sein, daß sie dem Durchgang
des Drahtes einen einstellbaren Reibungswiderstand entgegensetzen. Dazu sind (Abb.5
und 6) bei der einen Vorrichtung eine Platte 24 mit abgeschrägten
Kanten
3;, der federbelastete Schraubenbolzen 35 und die mit abgeschrägten Köpfen versehenen
Schraubenbolzen 36 vorgesehen.
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In den Abb. ; und 8 ist eine Vorrichtung zum Herstellen der ersten
Windungen des zu fertigenden Metallschlauchs beim Beschicken der Maschine mit neuem
Werkstoffdraht gezeigt.
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rto ist ein l.,titter. dessen massives Ende 39 in das Kleininftitter
1o eingesetzt und durch dieses fest gefaßt wird. Der hohle Teil 4.o dieses Futters
weist Mitnehmeröffnungen 44 .12 auf. 43 ist eine Mutze. die über das Futter 4.e
geschobcii werden kann und Nuten 44, 43 aufweist. die den üffnungen .I1, :42 entsprechen
und mit diesen die abgebogenen . Enden des führenden. 46. und des Nachfolgedrahtes
..1-7 bei der Inbetriebsetzung der \Ta-:chine aufnehmen und festhalten (Abb. 8).
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;renn mit dieser Vorrichtung eine genügende Anzahl von Windungen bzw.
eine genügende Schlauchlänge hergestellt ist, kann diese in das Klemmfutter 1o eingespannt
werden und damit der Arbeitsgang in regelmäßiger Weise beginnen.
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In den Abb. 9 und.io ist eine andere Ausführungsform der Vorrichtung
zum Herstellen der ersten Windungen veranschaulicht. Bei dieser kommt eine besondere
Muffe :43 in Fortfall. Die Außenwandungen der Längsnieten 48, die zur Aufnahme der
Enden der 1\-ickeldrälite dienen. werden durch das Material des Futters 4o selbst
gebildet. Die Wandungen 49 der -Nuten springen zweckmäßig nach innen vor, um ein
Verkanten der Drahtenden zu verhindern.
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Die - 1bb. 16 und 17 veranschaulichen eine besondere Ausführung
des Klemmfutters io. Bei dieser sind die Greifbacken als umlaufende Rollen 5o, 5
1 ausgebildet, die entsprecaend eingekerbt sind. Eine solche Anordkann Anwendung
finden, wenn der Schlauch bei seiner Herstellung durch den axialen Druck. der beim
Wickelvorgang gegen die Schulter 28 im Führungsblock 7 ent->teht, kontinuierlich
aus der Maschine herausgeschoben werden soll.
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Die Druckbeanspruchungen, denen die Wikkeldrälite bei der Herstellung
des Metallschlauches absichtlich unterworfen werden, 11111 die gewünschte Glättung
ihrer Seitentlächen zu erhalten, sind so groß, daß eine gewisse Gefahr für Deformierungen
der Drähte in einem nicht gewünschten Sinne besteht. Insbesondere ist es möglich,
daß sich bei dem I@-iiidrückeii des Nachfolgedrahtes in die Win-dung des
iührenden Drahtes Grate bilden, die insbesondere bei Biel-ungsbewegungen des fertilen
\Ietall@chlauche: störend wirken würden. Es hat sich gezeigt, daß dieser Nachteil
chtdurch beseitigt werden kann, daß man wenigstens für einen der Drähte einen dreieckigen
oder trapezförinigen Querschnitt wählt, der konvex gekrümmte Seitenflächen 52, 53
(Abb. 15) und zweckmäßig auch einen konvex gekrümmten Scheitel 54 aufweist. Vorzugsweise
wird diese Krümmung so gewählt, daß durch die beim Wickeln entstehende Druckbeanspruchung
diese Seitenflächen annähernd ebenflächig werden. .
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch mit mehr als zwei
Drähten durchgeführt werden, wobei jeweils die Windungen des ,Nachfolgedrahtes zugeführt
werden. nachdem bereits eine oder mehrere Windungen des führenden Drahtes auf den
Wickeldorn aufgezogen sind.