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Nahtlose Spinnkanne, Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung
Die
Erfindung l>etrifft ein Verfahren zur 14erstellung nahtloser Spinnkannen unter
Anwendung des Lagenwickelprinzips.
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Bei Spinnkannen der bisher ihekannten Art besteht der Nachteil, daß
bei Anwendung von Nichtmetallen Übelappungsstößa und Befestigungsnieten die einzufüllenden
Lunten hinsichtlich ihres freien Abziehens behindern und insbesondere aufschiefen.
Es ist daher in hohem Maße erstrebenswert, auch bei nichtmetallischem Baustoff für
Spinnkannen nahtlos zu arbeiten. Hierfür eignet sich das an sich bekannte Wickelprinzip.
Bei den nach dieser Art bisher hergestellten Spinnkannen besteht aber der Nachteil,
daß die einzelnen Lagen nicht homogen miteinander verbunden sind, wodurch Aufblähungen,
Ablösen der einzelnen Schichten und frühzeitiger Verschleiß bzw. Unbrauchharwerden
der Kannen entstehen.
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Bei Erzeugung von Preßkörpern unter Verwendung von Kunstharzen in
Verbindung mit Füllstoffen beliebiger Art hat es sich als zweckmäßig erwiesen, nicht
mit einem von außen auf den zu erzeugenden Preßkörper einwirkenden Druck zu arbeiten,
sondern von innen her, sofern es sich um Hohlkörper handelt, und zwar gegen eine
außenliegende Formungsmatrize. Unter Anwendung dieses Prinzips können beliebige
Formkörper hergestellt werden. Es ist beispielsweise bekannt, hohle Armstützen aus
Glasfasermatten und Polyesterlharzen herzustellen. Die Herstellung erfolgt in der
Weise, daß auf einen zweiteiligen den Kern bildenden Körper, der dem erwünschten
inneren Hohlraum entspricht, aber merklich kleiner ist, ein Gummisack aufgezogen
wird, der seinerseits eine aus Cellophan bestehende Hülle zum Schutz gegen den Einfluß
des Polyesterharzes trägt. Auf diesen so
mit dem Gummi snack umhüllten
Kern werden Glasfasermatten in mehrfachen Lagen unter Zwischenfügung von der Verschweißung
dienendem Polyesterharz gewickelt. Das Ganze wird nunmehr in eine die Matrize bildende
Außenform eingedrückt, woraufhin der Gummisack mit Preßluft aufgeblasen wird, wobei
er ohne Falten die Glasfaserschichten an die Innenseite der Matrize znpreßt. Socann
erfolgt die Härtung durch Anwendung von Hitze (beispielsweise I35°).
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Das Ausformen geschieht dadurch, daß der Gummi snack evakuiert wird,
woraufhin der fertige Körper vom Kern abgezogen werden kann. Der fertige Körper
kann alsdann oberflächenmäßig behandelt werden.
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Die Erfindung zur Herstellung nahtloser Spinnkannen basiert auf diesen
Herstellungsmethoden .bei gleichzeitiger, Anwendung des Lagenw ickelprinzips. und
die Erfindung besteht in folgenden Maßnahmen: Eine den Trägerstoff der Spinnkanne
bildende Folie in Ein- oder Mehrzahl wird unter lagenweiser Zwischenfügung eines
Verbingungs-, Verklebungs- oder Verschweißungsmittels, wie vornehmlich Kunstharz,
auf einen Kern aufgewickelt. Die Zahl der Lagen wird als Funktion der erwünschten
Wandstärke unter Berücksichtigung des Schwindmaßes gewählt. nach Erreichtung der
erwünschten Wandstärke werden in den zu verstärkenden Bereichen des Wickelkörpers.
vornehmlich die beiden Randpartien und gegebenefalls in Zwischenbereichen, zur Bildung
von Verstärkungsringenentsprechend schmaleFolienstreifen weiterhin aufgewickelt,
und zwar in einer Lagenzahl, die unter Berücksichtigung des Schwindmaßes die erwüsschte
Wandverstärkung bewirkt.
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Der fertige Wickel wird alsdann von einer mehrteiligen Matrize umgeben.
Sodann wird aus dem Kern heraus ein allseitig auf die Innenfläche des Wickels wirkender
Druck bei gleichzeitiger Einwirkung einer der Verschweißung dienenden Temperatur
ausgeübt.. Änschließend erfolgt eine Oberflächenbehandlung des fertigen Hohlzylinderwickels,
wornehmlich auf ganzer Inenoberfläche und am oberen Spinnkannenreand zur Erzeugung
einer glatten Auslaufkante für die Lunte, und schließlich erfolgt das Aufsetzen
einer Bodenplatte.
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Zur Erreichung einer guten Stabilität ist es zweckmäßig, gleichzeitig
mehrere und gegelxnenfalls im Stoffcharakter unterschiedliche Folien auf den Kern
aufzuwiekeln, wie Faserstoff, Vulkanfiber, Furnier u. dgl., wobei zwischen die Lagen
Kunstharz in Folienform oder als Flüssi, gharz eingefügt wird.
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Das Wickeln kann auch mit der Versteifung dieneden schmadlen Streifen
begonnen werden, so daß die Wandstärkenverdickungen sich nach innen ausbilden. In
diesem Falle wird der kern entsgrechend der erwünschten Versteifungsstärke abgesetzt.
Derartige nach innen vorkragende Randversteifungen sind bei Spinnkannen im Gereiche
der Kannenöffnung, also des Luntenauslaufs, wertvoll, um zu verhindern, daß die
Lunte sich zufolge ihrer Stabilität selbsttätig aus der Kanne heraushebt. Dadurch
wird auch erreicht, daß die Lunte beim Abziehen nicht an der ganzen Innenfläche
der Kanne gleitet, sondern frei schwehend nur am oheren Rand geführt wird.
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Der Kern, auf den die Folie in Ein- oder Methrzahl aufgewickelt wird,
ist im Rahmen der Erfindung so ausgebildet, daß dieser aus einem rohr. vornehmilich
Stahlrohr, bestehr. das am Außenumfang spiralig verlaufende Nuten besitzt. daß über
das Rohr eine elastische Hülle, vornehmlich ein Gummischlauch, gezogen ist, die
an den Rändern druckdicht mit dem Kernrohr verbunden ist. und daß in die Naten ein
hydraulischer oder pneumatischer Druck eingeführt wird. der die Hülle auf ganzer
Innenfläche vom Kern rohr abhebt und dadurch einen gleichmäßigen Druck auf den darüber
befindlichen Wickel ausübt. Hierbei ist es zweckmäöig, die Sprialnuten mehrfach,
je sprialgang beispielsweise zweimal. durch axial gerichtete Nuten unteteinander
zu verdindeh. Diese Maßnahme hat den vorteil, daß beim einbringen des Druckes geich
zu Beginn der Druckschlaucaufblähung eine mäglichst feine Druckverteilung auf die
ganze Fläche sichergestellt wird.
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Der mit dem Folienwickel belegte Kern wird von einer starren, geteilten
und beheiabaren Hülle (Matrize) umgeben, deren Innenform der außen form des endgültigen
Wickelkörpers spinnkanne) entspricht.
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Die Bodenausbildung der erfindungsgemäßen Spinnkanne erfolgt erfindungsgemäß
in der reise. daß der nach u8nten gerichtete Rand des den unteren Kernabschluß bildenden
Bldendeckels durch körnerartige Vertiefungen an der Kannenwand befestigt ist. Der
Bodendeckelrand kann im Querschnitt U-förmitg ausgebildet sein, derart, daß der
untete Kannenrend von den beiden Schenkeln des Deckelrandses umfaßt wird.
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Die erfindungsgemäße ausnutzung des Wirckel-und Innendruckpreßprinzips
durch Anwendung eines mit Luft oder Flüssigkeit unter Druck füll-und ausdehnbaren
Sackes aus nachgiebigem Material für die Herstellung von Spinnkannen bietet den
Vorteil, nicht nur fugen- und nietenlos arbeiten zu können, sondern auch durch tinwendung
verschieden breiter aufzuwiekelnder Folien und Folienstreifen an jeder beliebigen
Stelle des Wickelkörpers Verdickungen. die der Versteifung dienen. vorzusehen.
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Für erfindungsgemäß hergestellte Spinnkannen eignet sich dem Grundsatz
nach jedes folienartige Material, das innig verleimt werden kann. lm besonderen
eignet sich Vulkanfiber in dünner Folie und ein Phenolharz als Ver schweißungsomittel.
Die praktischen Arbeiten haben gezeigt, daß Vulkanfiberfolien unter Zweixhenfügung
von zweckmäöig ebenfalls als folie ausgebildetem Phenolharz. bei Anwendung von über
die ganze Oberfläche gleichmäßig wirkenden Drücken äußerst homegene. blasentfreie
und trennbeständige Körper hilden, die gleichzeitig eine hohe Steifigkeit und Stabilität
aurweisen. Besonders wertvoll ist die Einenschaft solcher Baustoffe, daß sie die
ihhen während des
Preßorganges aufgezwungene Form nach erfolgter
Erkaltung ständig beibehalten.
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Ein weiterer vorteil besteht darin, daß soclche Baustoffe leicht
oberflächenmäßig behandelt werden können, und zwar durch Schleifen, Fräsen und Drehen.
So olerflächenmäßig hehandelte Körper konnen außerdem poliert werden, wobei der
Materialcharakter der Oberfläche dem Fertigkörper ein schönes Aussehen verleiht.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch
dargestellt. und es bedeuten Fig. t Wickel schema, Fig. 2 Schnitt und Teilschnitt
durch den Wickelkern nebst aufgebrachtem Folienwickel, Fig. 3 Schnitt a-h gemäß
Fig. 4 durch die Preßform, Fig. 4 Vorderansicht gemäM Fig. 3, Fig. 5 Schnitt durch
eine fertige Spinnkanne.
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Fig. 6 Teilschnitt durch die Spinnkanne im Bodenbereich, Fig. 7 Teilschnitt
entsprechend Fig. 6 in einer weiteren Ausgestaltung, Fig. X bis 10 Teilschnitte
entsprecheiid Fig. 6 in veiteren. Ausgestaltungen.
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Im Beispiel des Schemas nach Fig. 1 werden mehrere Folien I gleichzeitig
auf einen Kern 2 aufgewickelt. I)iese Folien können beispielsweise aus einer Kunstharzfolie
I'und einerVulkanfiberfolie 1" bestehen, die von Folienrollen abgewickelt werden.
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1 )ie Kunstharzfolie I' wird eingelegt, sobald die Vulkanfiberfoli
I" einmal den Umfang des Kerns 2 belegt hat. An Stelle von zwei Folienbahnen können
auch noch weitere Bahnen gleichzeitig zur Aufwicklung heraungezogen werden.
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)er Kerit besteht gemäß Fig. 2 aus einem Stahltohr 3. das spiralenförmig
verlaufende Nuten 4 auf seiner Oberfläche besitzt. Ü)ie Nuten sind durch acial verlaufends
Quernuten 5 miteinnander verbunden. Das Stahlrohr 3 ist von einem Schlauch ans elastischem
Stoff 6. beispielsweise Gummi umgeben. und dieser Schlauch ist an seinen enden durch
irgendwelche Klemmittel 7, beispeilsweise spanndrähte durckditcht mit dem Stahlorhr
3 verbunden. An die Naten 4 ist das Druckrohr 8 angeschlossen. wodurch ein hydraulischer
oder pneumatischer Druck i lt dem Zwischenraum zwischen oberfläche Stahlrohr 3 und
Innenfläche Schlauch 6 erzeugt wird. Unter diesem I)rucke hebt sich der schlauch
auf ganze Inllellfläche gleichmäßig vom Stahrohr 3 ab.
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Bevor dieser 1 Druck ausgelöst wird. erfolgt das aufwickeln der Folien
1. Im Schema nach Fig. 2 sind in übertriebenem Älaßstab zur besseren Veranschaulichung
nur drei Wickellagen dargestellt.
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Es ist verständlich, daß es sich in Wirklichkeit um erheblich mehr
Lagen handelt. Das gleiche gilt für die Randversteifung 9. die dadruech gebildet
wird, daß nach Erreichung ausreichender Wandstärke schmale folien 9' und 9" 9" auf
deit Wickel weiter aufgewickelt werden.
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Sobald dieser Wickelprozeß beendet ist. erfolgt das Aufbringen der
äußeren Hüller 10, die zweiteilig ausgebildet ist und Rippen 11 besitzt, auf denen
spann bügel 12 und Exzenterbolzen 13. sitzen, so daß mit Hilfe der handknebel 14
ein Festspannen der Außenhülle 10 auf den wickel 1 erfolgen kann. Die Preßform 10
ist von Heizkörpern 15 umgeben. Es rist auch jede andere Art der Beheizung möglich,
beispielsweise Dampf- oder Gasheizung. In Fig.4 sind im Interesse der hesseren Darstellung
die Heizkörper 10 im Schnitt dargestellt. Ferner ist in Fig. 3 der Kern selbest
nicht dargestellt.
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Solald die Preßhülle 10 auf den Wickel 1 aufgelegt ist, erfolgt Beheizung
und Druckgabe durch das I)ruckrohr 8. Hierdurch erfolgt ein inniges Verschweißen
der aufgewickelten Folien 1 bei gleichzeitiger starker Zusammenpressung gegen die
Hülle 10. Sobald dieser Arbeitsgang beendet ist, wird das Druckmedium aus der Leitung
8 abgesogen. die Preßform 10 wird abgenommen, und der fertige Wickelkörper 1 wird
vom Kern 1 abezogen. dies ist ohne weiteres mäglich, dazufolge der Druckgsbe, die
vom Schlauch 6 von innen nach außen auf den Wickelkörper übertragen wird, dieser
einen größeren Innendurchmesser erhalten hat. als dem Kern 2 in seiner nichtaufgeblähten
Form entspricht.
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Gemäß Fig. 5 stellt der Wickelkörper I, das ist die Spinnkanne, die
zunächst noch keinen Boden besitzt. einen homogenen, also völlig einheitlichen Körper,
bestehend aus der Wand I Mit der oberen Randverstärkung 9, dar, Im Beispiel der
Fig. 5 ist noch eine innere Radverdickung 16 vorgesehen, um eventuell selbständig
aufsteigenide Lunten am Austritt aus der Kanne zu verhindern.
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Der Boden 17 kann in bekannter Weise auf den unteren Rand der Kanne
1 aufgebracht werden. also beispielsweise durch Nieten I8. gemäß Fig. 6 ist es aber
zweckmäßig, den Boden 17 in der Weise mit der Kannenwand I zu verbinden. daß der
Rand 1g des Bodendeckels 17 lediglich eingeschoben wird und daß lediglich körnerartige
Eindrücke 20 eingebracht werden, wodurch eine innige Verklammerung gewährleistet
wird.
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Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß auch im Bodenbereich keinerlei
Vorkragungen sich bilden.
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Auch bei Anwendung eines U-Förmigen Randes entsprechend Fig. 7 können
diese Rändelungseindrücke 20 vorgesehen werden.
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Nach Fig. 10 ist der U-förmige Kand mit einer zusätzlichen Innenwulst
versehen. Dadurch wird eine größere Auflagefläche und dadurch eine Schonung des
Faßbodens erreicht.
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Der Boden 17 kann auch ohne Rand in die Kanne eingehracht und in
dieser gehalten werden, wie in Fig. 8 dargestellt. Zu diesem Zwecke sind im Bodenbereich
einerseits eine äußere Randverstärkung 2I und andererseits ein nach innen vorkragender
Rand 22 im Wickelherstellungsgang erzeugt. Auf diesen inneren Rand 22 kann der Deckel
17 unter Zwischenfügung einer Verleimungssubstanz 23 aufgesetat werden. Da zufolge
der relativ großen Länge der Spinnkanne 1 das Aufsetzen des Deckels 17 Schwierigkeiten
bereiten könnte, kann das im Deckel stets vorgesehene
Lüftungsloch
24 dazu benutzt werden. um mit einem Greifwerkzeug 25 den Deckel paßgereclit einzufügen.
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Im Sinne der Fig. 9 kann der Innenkranz 22 vom äußeren Kennenrand
nach innen wegverstezt vorgesehen sein, so daß der Deckel 17 bequem von außen aufgesetzt
werden kann.
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Vor dem Aufsetzen des Bodenbeckels erfolgt die oberflächenmäßige
Bearbeitung der Spinnkanne, vornehmlich an der inneren oberfläche, um diese vollkommen
glatt zu gestalten. Hierbei erfolgt gleichzeitig die oberflächenmäßige Behandlung
des Kannenauslaufrandes zum Zwecke der Beseitigung jeglichen Greates oder sonstiger
Unsauberkeiten.
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Die fertige Spinnkanne ist völlig nahtlos, besitzt keinerlei Unebenheiten
oder Vorsprünge, wie beispielsweise Nietköpfe. Sie ist leicht und trotzdem äußerst
stabil und gegnüber harten Schlägen unempfindlich also auch selbst nach jahrelanger
Benutzung beulenfrei.