NL8902739A

NL8902739A - Laminated-tube-prodn. method - moves reinforcing wire at right angles to winding direction of flexible strips

Info

Publication number: NL8902739A
Application number: NL8902739A
Authority: NL
Original assignee: Dec Holding Bv
Priority date: 1989-11-06
Filing date: 1989-11-06
Publication date: 1991-06-03

Abstract

The method produces a tube of flexible and laminated material, two or more strips of the latter being wound one over the other in a spiral pattern with a reinforcing wire between them. During the winding operation, one or more wires are moved at right angles to the winding direction, forming a regularly-repeated section of wire extending over the width of the strip.

Description

Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een uit gelamineerd soepel materiaal vervaardigde buisMethod and device for manufacturing a tube made of flexible laminated material

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van een uit gelamineerd soepel materiaal vervaardigde buis, die door spiraalsgewijs op elkaar wikkelen van tenminste twee bandstroken van dat soepele materiaal wordt verkregen, waarbij althans één versterkingsdraad tussen de lagen wordt meegewikkeld.The invention relates to a method and device for manufacturing a tube made of laminated flexible material, which is obtained by spirally winding at least two tape strips of that flexible material, whereby at least one reinforcing thread is wound between the layers.

Buizen van dit materiaal worden gewoonlijk gebruikt voor het transport van gasvormige stoffen, waarbij de buis desgewenst in de juiste vorm wordt gebracht door een aparte ondersteuning, bijvoorbeeld een schroeflijnvormige steundraad. Met een dergelijke constructie is het mogelijk de buizen in de gewenste vorm voor de eindmontage te brengen, dat wil zeggen buigen en torderen is relatief eenvoudig. Het nadeel van het soepele materiaal is dat dit gemakkelijk inscheurt, ondanks de toevoeging van een extra versterkingsdraad tussen de lagen. Scheurt het materiaal eenmaal in, dan zet zich dit schroeflijnvormig snel door de wikkelingen voort.Tubes of this material are commonly used for the transport of gaseous materials, the tubing being shaped as desired by a separate support, for example, a helical support wire, if desired. With such a construction it is possible to bring the tubes into the desired shape for the final assembly, i.e. bending and twisting is relatively simple. The disadvantage of the flexible material is that it tears easily, despite the addition of an extra reinforcement thread between the layers. If the material tears once, it will continue to spiral through the windings.

De uitvinding beoogt het laminaat zodanig te versterken dat de eenvoudige werkwijze voor het vervaardigen van de buizen wordt gehandhaafd, maar niettemin de beschadigingen aan het buismateriaal worden verhinderd dan wel beperkt tot lokale delen.The object of the invention is to reinforce the laminate in such a way that the simple method of manufacturing the pipes is maintained, but nevertheless the damage to the pipe material is prevented or limited to local parts.

De werkwijze volgens de uitvinding onderscheidt zich doordat tijdens het wikkelen althans een draad dwars op de wikkelrichting wordt bewogen ter verkrijging van een regelmatig weerkerend, zich over de breedte van de bandstrook uitstrekkend draadstuk.The method according to the invention is distinguished in that at least one wire is moved transversely to the winding direction during the winding in order to obtain a regularly recurring piece of wire extending over the width of the tape strip.

Dankzij het feit dat de versterkingsdraad niet alleen met de lengterichting van de bandstrook meeloopt, maar dat daarbij althans een draad zich dwars daarop uitstrekt, zal het inscheuren van het laminaat ook in de lengterichting van de bandstrook worden beperkt door die dwarsdraad.Due to the fact that the reinforcing thread does not only run along the longitudinal direction of the tape strip, but that at least one wire extends transversely therewith, the tearing of the laminate in the longitudinal direction of the tape strip will also be limited by that transverse thread.

In een bijzonder eenvoudige uitvoeringsvorm van de werkwijze wordt de of elke spiraalsgewijs tussen de bandstroken meegewikkelde draad tijdens het wikkelen in een heen en weer gaande beweging gebracht. Dankzij deze heen en weer gaande beweging zal die draad zich regelmatig weerkerend dwars op de bandstrooklengte uitstrekken, waardoor het bovengenoemde doel, namelijk het beperken van inscheuren respectievelijk het opnemen van trekkrachten in langsrichting worden bereikt.In a particularly simple embodiment of the method, the or each wire coiled spirally between the tape strips is brought in a reciprocating motion during the winding. Thanks to this reciprocating movement, that thread will regularly extend transversely transverse to the tape strip length, thereby achieving the above-mentioned object, which is to limit tearing or to absorb longitudinal tensile forces.

In een verdere ontwikkeling kan het de voorkeur verdienen om de slag van de heen en weer gaande beweging groter te doen zijn dan de spoed van de wikkeling van de bandstroken, waardoor de draad in de opeenvolgende wikkelingen bij de grootste uitslaggedeelten zichzelf zou kruisen. Hierdoor ontstaat een maasvormige figuur, welke in staat is om relatief grote trek- en buigkrachten van het buismateriaal te kunnen weerstaan.In a further development, it may be preferable to make the stroke of the reciprocating movement greater than the pitch of the winding of the tape strips, whereby the wire would cross itself in the successive windings at the largest deflection portions. This creates a mesh-shaped figure, which is able to withstand relatively great tensile and bending forces of the pipe material.

Volgens een andere uitvoering van de werkwijze kan de of elke draad in een richting dwars op de wikkelrichting gestrekt worden meegetrokken. Hierdoor ligt de draad in axiale zin van de uiteindelijke buis tussen de lagen spiraalsgewijs gewikkelde bandstroken in, hetgeen een optimaal trek-krachtvermogen met zich meebrengt.According to another embodiment of the method, the or each thread can be pulled along in a direction transverse to the winding direction. As a result, the wire lies in the axial sense of the final tube between the layers of spiral-wound tape strips, which entails an optimum tensile force.

Vanzelfsprekend zijn combinaties van de bovengenoemde draadconfiguraties mogelijk.Of course, combinations of the above wire configurations are possible.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van bovengenoemde werkwijze, welke inrichting is voorzien van een roterend aangedreven doorn en tenminste een spoel voor de ene onderliggende bandstrook en tenminste een spoel voor de andere bovenliggende bandstrook, welke inrichting zich onderscheidt door een draadgeleider, die parallel aan de doornas heen en weer beweegbaar is aangedreven .The invention furthermore relates to a device for carrying out the above-mentioned method, which device is provided with a rotating driven mandrel and at least one reel for the one underlying belt strip and at least one reel for the other upper belt strip, which device is distinguished by a thread guide which is reciprocally movable back and forth parallel to the thru-axle.

De heen en weer gaande beweging van de draadgeleider kan willekeurig zijn, maar ook zijn afgeleid van de rotatie van de doorn.The reciprocating movement of the thread guide can be arbitrary, but can also be derived from the rotation of the mandrel.

Voor het verkrijgen van de andere uitvoeringsvorm van de werkwijze kan de doorn zijn voorzien van middelen voor het in de asrichting daarvan geleiden van een of meer draden. Hiermee kan de of elke draad dwars op de wikkelrichting in het laminaat worden meegetrokken en in omtrekszin van de doorn meedraaien, dus ten opzichte van de doorn stilstaan.To obtain the other embodiment of the method, the mandrel may be provided with means for guiding one or more wires in its axial direction. This allows the or each wire to be drawn into the laminate at right angles to the winding direction and to rotate in the circumferential direction of the mandrel, i.e. standing still relative to the mandrel.

Bovengenoemde en andere kenmerken van de uitvinding zullen nader worden toegelicht in de hieronderstaande figuur-beschrijving van een aantal uitvoeringsvoorbeelden.Above mentioned and other features of the invention will be further elucidated in the figure description below of a number of exemplary embodiments.

In de tekening toont:In the drawing shows:

Fig. 1 een perspectivisch aanzicht van een wikkelin-richting voor het vervaardigen van een gelamineerde buis volgens de uitvinding, fig. 2 een zijaanzicht van de inrichting uit fig. 1 met een schematische weergave van de mogelijke spoelen voor de versterkingsdraden, fig. 3 een aanzicht van de gelamineerde buis met een eerste uitvoeringsvorm van een als netwerk gevormde versterkingsdraad, fig. 4 een met fig. 3 overeenkomend aanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van een netwerkconfiguratie met meer dan een versterkingsdraad, fig. 5 een met fig. 3 overeenkomend aanzicht van een derde uitvoeringsvorm van een netwerkconfiguratie met meer dan een versterkingsdraad.Fig. 1 is a perspective view of a winding device for manufacturing a laminated tube according to the invention, FIG. 2 is a side view of the device of FIG. 1 with a schematic representation of the possible coils for the reinforcement wires, FIG. 3 is a view of the laminated tube with a first embodiment of a networked reinforcing wire, fig. 4 shows a view corresponding with fig. 3 of a second embodiment of a network configuration with more than one reinforcing wire, fig. 5 a view corresponding with fig. 3 of a third embodiment of a network configuration with more than one reinforcement wire.

De in fig. 1 getoonde inrichting bestaat uit een gestel 1, waarin de verder niet in detail aangegeven aandrijving is ondergebracht voor het doen roteren van een doorn 2 in de richting van de pijl P1. Terzijde van het gestel 1 is een eerste spoel 3 voor een onderste bandstrook 4 en een tweede wikkelspoel 5 voor een bovenste bandstrook 6 aangebracht. Tenslotte is een klos 7 voor een versterkingsdraad 8 aangebracht, welke versterkingsdraad door een gat 9 in een doorn 10 is geleid. De wikkeldraad wordt tussen de bandstroken 4, 6 gevoerd. De naar elkaar toegekeerde zijden van de bandstroken 4, 6 zijn voorzien van hechtmiddel, teneinde bij het op elkaar wikkelen van de stroken een hechting tussen beide lagen tot stand te brengen. In deze hechtlaag wordt tevens de draad 8 vastgehouden.The device shown in Fig. 1 consists of a frame 1, in which the drive, which is not further specified in detail, is accommodated for rotating a mandrel 2 in the direction of the arrow P1. A first reel 3 for a lower band strip 4 and a second winding reel 5 for an upper band strip 6 are arranged to the side of the frame 1. Finally, a spool 7 for a reinforcing thread 8 is provided, which reinforcing thread is passed through a hole 9 in a mandrel 10. The winding wire is passed between the tape strips 4, 6. The sides of the tape strips 4, 6 facing each other are provided with adhesive, in order to establish an adhesion between the two layers when the strips are wound on one another. The wire 8 is also retained in this adhesive layer.

Het vervaardigen van een buis 11 uit de bandstroken 4, 6 gaat als volgt. De onderste bandstrook 4 wordt vanaf de wikkel 3 op de omtrek van de doorn 2 gelegd, en onder een bepaalde hoek van de draaiingsas of hartlijn A-A van de doorn 2. Door het doen roteren van de doorn 2 zal de onderste bandstrook 4 als een spiraal daaromheen worden gelegd, en zal bij het naar links trekken volgens pijl P2 van de spiraalvormige constructie een buis ontstaan met een binnendiameter welke overeenkomt met de buitendiameter van de doorn 2. De vorming van de buis 'is derhalve oneindig en de buis wordt op bepaalde lengtes door niet getoonde snijmiddelen gekort. Voor het verkrijgen van een gelamineerde wandconstructie van de buis dient de bovenste bandstrook 6, welke op de hierboven beschreven wijze volgens de bandstrook 4 eveneens wordt mee-gewikkeld vanaf de wikkel 5. Dankzij het hechtmiddel aan de onder- respectievelijk bovenzijde van de bovenste respectievelijk onderste bandstrook 6, 4 zal tijdens het wikkelen een hechting tussen de bandstroken plaatsvinden, waardoor een laminaat ontstaat. Vanzelfsprekend kunnen binnen het kader van de uitvinding meer bandstroken dan de getoonde 4, 6 zijn aangebracht, waardoor een meerlagig laminaat wordt verkregen.The manufacture of a tube 11 from the strip strips 4, 6 is as follows. The lower band strip 4 is placed from the wrapper 3 on the circumference of the mandrel 2, and at a certain angle of the axis of rotation or axis AA of the mandrel 2. By rotating the mandrel 2, the lower band strip 4 will form as a spiral are placed around it, and when drawing to the left according to arrow P2 of the spiral construction, a tube will be formed with an inner diameter corresponding to the outer diameter of the mandrel 2. The formation of the tube is therefore infinite and the tube is cut to certain lengths. cut by means not shown. In order to obtain a laminated wall construction of the tube, the upper tape strip 6, which is also co-wound along the tape strip 4 in the manner described above, serves from the wrapper 5. Thanks to the adhesive on the bottom and top of the top and bottom respectively tape strip 6, 4 during the winding an adhesion will take place between the tape strips, whereby a laminate is created. Of course, more tape strips than the shown 4, 6 may be applied within the scope of the invention, whereby a multilayer laminate is obtained.

Volgens de uitvinding wordt tijdens de wikkeling van de bandstroken 4, 6 op elkaar rond de doorn 2 gelijktijdig een draad 8 ingevoerd, welke volgens een hoofdkenmerk van de uitvinding volgens een bepaald zig-zag patroon wordt aangebracht. Het zig-zag patroon komt tot stand door het heen en weer bewegen van de doorn 10 in de richting van de pijl P3 zodat de draad 8 zig-zag vormig in de kneep tussen de twee bandstroken 4,6 wordt neergelegd. Dankzij het hechtmiddel blijft de eenmaal ingenomen positie gehandhaafd.According to the invention, during the winding of the strip strips 4, 6 on top of each other around the mandrel 2, a wire 8 is simultaneously introduced, which according to a main feature of the invention is applied in a specific zig-zag pattern. The zig-zag pattern is created by moving the mandrel 10 back and forth in the direction of the arrow P3 so that the wire 8 is zig-zag shaped in the nip between the two tape strips 4,6. Thanks to the adhesive, the position once taken is maintained.

Opgemerkt wordt dat voor de duidelijkheid de doorn 10 op afstand van de kneep tussen de bandstroken 4, 6 is aangebracht, maar in praktijk zal de doorn 10 zo dicht mogelijk bij de kneep zijn aangebracht.It is noted that for clarity the mandrel 10 is arranged at a distance from the nip between the tape strips 4, 6, but in practice the mandrel 10 will be arranged as close as possible to the nip.

In fig. 2 zijn dezelfde onderdelen met dezelfde referen-tiecijfers weergegeven, en de uitvoering daarin is in zoverre afwijkend van die in fig. 1, dat hier een drietal draden 8' van een drietal klossen 7' worden afgetrokken ter verkrijging van een drietal parallelle draden welke door een gemeenschap pelijke doorn 10 in de zig-zag vorm wordt neergelegd tussen de bandstroken 4, 6. Het aanbrengen vindt op dezelfde wijze als hierboven beschreven aan de hand van fig. 1 plaats.In Fig. 2 the same parts are shown with the same reference numerals, and the embodiment therein differs from that in Fig. 1 in that here three threads 8 'are subtracted from three bobbins 7' to obtain three parallel wires which are laid between the tape strips 4, 6 by a common mandrel 10 in the zig-zag form. The application is made in the same manner as described above with reference to Fig. 1.

Een verdere uitbreiding wordt gevormd doordat ook ver-sterkingsdraden 12 in asrichting van de doorn 2 kunnen worden aangebracht tussen de bovenste en onderste bandstrook 4, 6 respectievelijk tussen de lagen van de buis 11. Dergelijke versterkingsdraden, waarvan er drie zijn getoond, worden afzonderlijk van een drietal klossen 13 afgewikkeld, welke draad via een centraal in een doorvoerruimte in het gestel 1 tot in de holle doorn 2 leidt. Deze centrale leiding 14 zorgt ervoor dat de draden nabij doorvoergaten 15 in de mantel van de doorn 2 uitkomen en via deze gaten 15 naar de bandstroken 4, 6 kunnen worden geleid. De draden worden bij het vormen van de buis 11 automatisch van de klossen 13 losgetrokken via de geleiding 14 en de doorgaande gaten 15 langs de buitenzijde van de doorn 2 aangevoerd.A further extension is formed in that reinforcing wires 12 can also be arranged in the axial direction of the mandrel 2 between the upper and lower band strip 4, 6 respectively between the layers of the tube 11. Such reinforcing wires, of which three are shown, are separated from three bobbins 13 have been unwound, which wire leads through a central in a passage space in the frame 1 into the hollow mandrel 2. This central conduit 14 ensures that the wires protrude into the casing of the mandrel 2 near lead-through holes 15 and can be guided via these holes 15 to the tape strips 4, 6. When the tube 11 is formed, the wires are automatically pulled out of the bobbins 13 via the guide 14 and the through holes 15 are supplied along the outside of the mandrel 2.

Op deze wijze ontstaat een versterkingsdraad welke zich in de lengte richting van de doorn 2 respectievelijk buis 11 uitstrekt.In this way a reinforcing wire is created which extends in the longitudinal direction of the mandrel 2 and tube 11, respectively.

De verkregen netwerkconfiguraties van de versterkingsdraden zijn nader toegelicht aan de hand van de figuren 3 en 4.The obtained network configurations of the reinforcement wires are further elucidated with reference to Figures 3 and 4.

De draad 8 wordt met een zodanige slag S heen en weer ·** ~ bewogen, dat deze bij voorkeur groter is dan de spoed s van de bandstroken 4 respectievelijk 6, waardoor de draad zich bij de toppen van meandervormige gestalte zichzelf zal kruisen. Hierdoor ontstaat een netwerkachtige constructie, waarbij telkens weerkerend een gedeelte van de draad 8 zich dwars op de bandstrook 4 respectievelijk 6 uitstrekt. Het zal duidelijk zijn dat het inscheuren van de bandstrook 4 door deze dwarsliggende versterkingsdraaddelen wordt verhinderd. Ook een axiale kracht welke op de buis 11 wordt uitgeoefend, wordt opgenomen door de zich in langsrichting van de buis uitstrekkende draaddelen waardoor de sterkte van een dergelijke buis aanzienlijk wordt verbeterd.The wire 8 is moved back and forth by such a stroke S that it is preferably larger than the pitches of the tape strips 4 and 6, respectively, so that the wire will cross itself at the tips of the meandering shape. This creates a network-like construction, in which, in each case, a portion of the wire 8 extends transversely to the tape strip 4 and 6, respectively. It will be clear that the tearing of the tape strip 4 is prevented by these transverse reinforcing wire parts. An axial force which is exerted on the tube 11 is also absorbed by the thread parts extending in the longitudinal direction of the tube, whereby the strength of such a tube is considerably improved.

Fig. 4 laat zien dat een drietal draden 8' parallel aan elkaar tussen de bandstroken 4, 6 kunnen worden aangebracht, hetgeen de sterkte in axiale zin verhoogt.Fig. 4 shows that three wires 8 'can be arranged parallel to each other between the tape strips 4, 6, which increases the strength in the axial sense.

De draden 12 die via de doorgaande gaten of ogen 15 tussen de bandstroken 4, 6 worden doorgevoerd, liggen in axiale zin en strekken zich dwars op de bandstroken 4, 6 uit, met name in de axiale zin van de verkregen buis 11. Een dergelijke draadconfiguratie maakt de buis 11 aanzienlijk sterker dan de configuratie uit fig. 3.The wires 12, which pass through the through holes or eyes 15 between the tape strips 4, 6, lie in an axial sense and extend transversely to the tape strips 4, 6, in particular in the axial sense of the obtained tube 11. Such a wire configuration makes the tube 11 considerably stronger than the configuration of Figure 3.

Fig. 5 toont een uitvoering, waarbij in aanvulling op de zig-zag versterkingsdraad .8 in fig. 3 een tweetal rechte draden 16 worden meegewikkeld ter verkrijging van een netwerk. Deze draden 16 kunnen tussen de bandstroken 4 en 6 worden ingevoerd en liggen dan in direct contact met draad 8. In de getoonde uitvoering liggen de draden echter op de bovenste bandstrook 6 en worden door een extra bandstrook 17 vastgeklemd. Dit leidt tot een drielaags materiaal voor de buiswand.Fig. 5 shows an embodiment in which, in addition to the zig-zag reinforcing wire .8 in FIG. 3, two straight wires 16 are coiled to obtain a network. These wires 16 can be inserted between the tape strips 4 and 6 and then lie in direct contact with wire 8. However, in the embodiment shown, the wires lie on the top tape strip 6 and are clamped by an additional tape strip 17. This results in a three-layer material for the pipe wall.

Als alternatief kan een van de rechte draden of beide onder bandstrook 4 zijn aangebracht, wat een verplaatsing van de invoer van bandstrook 17 op doorn 2 noodzakelijk maakt.Alternatively, one or both of the straight wires may be provided under tape strip 4, necessitating displacement of the tape strip 17 feed on mandrel 2.

De rechte draden 4 worden ingevoerd respectievelijk geleid door een vaste draadgeleider, overeenkomstig draadge-leider 10, die op de geschikte plaats rond de doorn 2 is aangebracht .The straight wires 4 are introduced or passed through a fixed wire guide, corresponding to wire guide 10, which is arranged in the appropriate place around the mandrel 2.

Als draad 8 respectievelijk 12 kunnen willekeurige materialen worden gekozen. Zo kan de draad uit glasvezel bestaan, nylon of metaaldraad, zowel platte als ronde draad, die gemakkelijk buigbaar is. De materialen van de bandstroken 4, 6 kunnen bijvoorbeeld zijn gevormd door aluminiumfolie, kunststoffolie van zeer geringe dikte en zeer grote soepelheid, welke afhankelijk van de toepassing kunnen dienen als bescherming voor isolatie rond een transportbuis als transportbuis zelf voor gasvormige stoffen, enzovoort.As materials 8 and 12, arbitrary materials can be chosen. For example, the wire can consist of fiberglass, nylon or metal wire, both flat and round wire, which is easily bendable. The materials of the strip strips 4, 6 can for instance be formed by aluminum foil, plastic foil of very small thickness and very great flexibility, which depending on the application can serve as protection for insulation around a transport tube as a transport tube itself for gaseous substances, etc.

De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen. Zo behoeft de langsdraad 12 niet te worden gecombineerd mét de zig-zag-draad 8, maar alleen met draad of draden 16. Voorts is de inrichting niet beperkt tot een roterende doorn, maar kan ook de inrichting zijn voorzien van een subgestel waarin de spoelen 3f 5 alsmede de klos 7 rond de doorn draaiend zijn opgesteld. Een soortgelijke constructie is denkbaar voor de ophanging van de klossen 13 voor de langsdraden 12, die niet centraal in de doorn 2 worden gevoerd, maar buitenaf via op de doorn 2 aanwezige ogen.The invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the longitudinal wire 12 need not be combined with the zig-zag wire 8, but only with wire or wires 16. Furthermore, the device is not limited to a rotating mandrel, but the device can also be provided with a sub-frame in which the coils 3f 5 and the bobbin 7 are arranged rotatably around the mandrel. A similar construction is conceivable for the suspension of the bobbins 13 for the longitudinal threads 12, which are not fed centrally in the mandrel 2, but externally via eyes present on the mandrel 2.

Claims

Method for manufacturing a tube made of laminated flexible material, which is obtained by spirally winding at least two tape strips of that flexible material, wherein at least one reinforcing thread is wound between the layers, characterized in that during the winding at least one wire (8, 12) is moved transversely of the winding direction in order to obtain a regularly extending piece of wire extending over the width of the tape strip (4, 6).

Method according to claim 1, characterized in that the or each wire (8) coiled spirally between the tape strips is brought to and fro during winding.

Method according to claims 1 and 2, characterized in that the stroke (S) of the reciprocating movement is greater than the pitch (s) of the winding of the tape strips (4, 6).

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the or each thread (12) is pulled along in a direction transverse to the winding direction.

Device for carrying out the method according to the preceding claims, which device is provided with a rotating driven mandrel with at least one reel for the one underlying belt strip (4), and at least one reel for the other upper belt strip (6), -Characterized by a thread guide (10), which is driven reciprocally parallel to the through-axis AA.

Device according to claim 5, characterized in that the mandrel (2) is provided with means for guiding one or more wires (12) in axis A-A thereof.

Device according to claim 6, characterized in that the means consist of an eye (15) located at or in the mandrel circumferential wall for each wire (12).