<Desc/Clms Page number 1>
"Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van met draad versterkte voorwerpen"
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van met draad versterkte voorwerpen, volgens dewelke men een mal, waarop het voorwerp dient gevormd te worden, aan een rotatiebeweging ondcrwerpt en men tegelijkertiid minstens eén continue draad wikkclt op de mal door de draad vanaf een buiten de mal gelegen ten opzichte van deze laatste beweegbaar geleidingspunt te wikkelen op de mal tijdens haar rotatiebeweging.
Deze op zichzelf gekende wikkeltechniek laat toe versterkingen te vormen voor zeer uiteenlopende produkten, 20als drukvaten in composiet materiaal, slangen in rubber of plastiek, luchtbanden enz...
Deze versterking wordt bijvoorbeeld verzonken in plastiek, rubber of dergelijke en na verharding kan dan de mal verwijderd worden. Het is nochtans niet uitgesloten dat in sommige gevallen de mal blijvend deel kan uitmaken van het versterkte voorwerp.
In de thans meestal gebruikte systemen wordt de positie van genoemd geleidingspunt gestuurd door de heen- en weergaande translatiebcwegíng van een slede evenwijdig aan de rotatieas van de mal.
Bij andere bestaande systemen is de draadgeleider bevestigd aan een robotarm die gestuurd wordt volgens de gewenste plaats en orientate van de gewikkelde draad.
Het groot nadeel van al deze bestaande systemen is de belangrijke mechanische inertie zowel van de slede als van de robotarm. Deze inertie vertraagt aanzienlijk het wikkelproces. Daarbij is bij het wikkelen met hulp van cen robotarm een relatief complexe stuureenheid van de robotarm nodig.
De uitvinding heeft hoofdzakelijk tot doel aan
<Desc/Clms Page number 2>
deze verschillende nadelen te verhelpen door het voorstellen van een werkwijze volgens dewelke men het geleidingspunt voor de draad aan een zeer eenvoudige beweging onderwerpt tijdens het wikkelen van de draad.
Deze werkwijze wordt gekenmerkt door het feit dat men genoemd geJeidingspunt onderwerpt aan een heen- en weergaande boogvormige beweging rond minstens een gedeelte van de mal, in een vlak dat niet loodrecht is op de as waarrond de mal aan een rotatiebeweging onderworpen wordt.
In een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding onderwerpt men het geleidingspunt aan een boogvormige beweging in een vlak waarin zich de rotatieas van de mal bevindt of dat evenwijdig is aan deze as.
De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting voor het vervaardigen van door middel van draad versterkte voorwerpen met een aandriifinrichting om minstens een mal, waarop het voorwerp dient gevormd te worden aan een rotatiebeweging te onderwerpen en met een ten opzichte van de mal beweegbare draadgeleider van waaruit de draad op de n) al gewikkeld wordt.
Deze inrichting is gekenmerkt door het feit dat de draadgeleider voorzien is op een steun die toelaat deze aan een heen-en weergaande boogvormige beweging om minstens een gedeelte van de mal te onderwerpen, in een vlak dat niet loodrecht is op de rotatieas van de mal, tijdens het wikkelen van de draad op deze laatste.
Andere bijzonderheden en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hierna volgende beschrijving van een bijzondere uitvoeringsvorm van een inrichting voor het vervaardigen van door middeJ van draad versterkte voorwerpen ; deze beschrijving wordt enkel. als voorbeeld gegeven en beperkt de draagwijdte van de uitvinding niet ; de hierna gebruikte verwijzingscijfers hebben betrekking op de hieraan toegevoegde figuren.
Figuur i is een schematische voorstelling in perspectief van deze specifieke uitvoeringsvorm volgens de uitvinding.
Figuur 2 is een schematische voorstelling van een mogelijke configuratie met de sturing van de inrichting volgens deze uitvoeringsvorm.
<Desc/Clms Page number 3>
In deze beide figuren hebben dezelfde verwijzing- ciifers betrekking op dezelfde elementen.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze die in het algemeen toegepast kan worden voor het vervaardigen van met draad versterkte voorwerpen van zeer uiteenlopende vorm en afmetingen.
Volgens deze werkwijze onderwerpt men een mal, waarop het voorwerp dient gevormd te worden, aan een rotatiebeweging en wikkelt men tegelijkertijd een of meer continue doorlopende draden op de mal door deze draad of draden vanaf een buiten de mal gelegen ten opzichte van deze taatste beweegbaar geleidingspunt te wikkelen op de mal tijdens haar rotatiebeweging.
Het specifieke van de werkwijze volgens de uitvinding ligt hierin dat men het geleidingspunt aan een heen-en weergaande boogvormige beweging onderwerpt rond minstens een gedeelte van de mal, in een vlak dat niet loodrecht is op de as, waarrond deze mal draait.
Deze werkwijze is vooral toepasbaar voor het vormen van door draad versterkte voorwerpen welke een symmetric-as vertonen volgens dewelke de mal draaibaar gemonteerd wordt.
Aldus kan deze werkwijze toegepast worden voor het vormen van luchtbanden, stangen, drukvaten in composiet materiaal en dergeliike.
De mal kan bijvoorbeeld bestaan uit een enigszins elastisch materiaal, zoals polyurethaanschuim, waarop de draad tijdens het wikkelen zieh gemakkelijk kan vastzetten. Nadat de draden op de mal gewikkeld werden, wordt het materiaal, dat door deze draden dient versterkt te worden, op de mal aangebracht en na verharding wordt deze laatste dan verwijderd. Het materiaal kan bijvoorbeeld bestaan uit hars, poJyester, rubber of in het algemeen allerhande al dan niet vervormbare kunststoffen.
Eventueel kunnen de draden, alvorens gewikkeld te worden op de mal, met genoemd materiaal geïmpregneerd worden. De draden kunnen eveneens van zeer uiteenlopende aard zijn, zoals glasvezel, metaal, textiel, kunststof, enz...
Meer specifieke kenmerken van een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding zullen geïllustreerd
<Desc/Clms Page number 4>
worden bij de beschrijving van de inrichting volgens bijgaande figuren, welke toelaat deze werkwijze toe te passen.
Deze inrichting omvat een as hoofdas genoemd, waarop, als voorbeeld, een mal 2 voor het vormen van luchtbanden vast gemonteerd is door middel van twee langs weerszijden van de mal op de as vastgezette schijven 3. Deze as wordt aangedreven door een aandrijfmotor
4 welke toelaat de mal 2 aan een rotatie te onderwerpen volgens de richting van de pijl 9.
Verder vertoont de inrichting nog een draadgeleider 5, ook nog wikkeloog genoemd, van waaruit een draad 6, vanaf een niet voorgestelde spoel bijvoorbeeld, over de mal 2 gewikkeld wordt. De draad verplaatst zich dus vanaf deze spoel in de richting van pi) t tO doorhcen het wikkeloog 5.
Volgens de uitvinding is het wikkeJoog 5 gemonteerd op een steun 7 die toelaat dit laatste, tijdens het wikkelen van de draad 6 op de mal 2, aan een heen- en weergaande boogvormige beweging te onderwerpen om minstens een gedeelte van deze laatste en dit in een vlak dat niet loodrecht is op de rotatieas 1 van de mal 2.
In deze specifieke uitvoeringsvorm wordt de steun 7 gevormd door een arm in de vorm van een zwengel.
Deze zwengel vertoont een cerste staafgedeelte 7A dat heen en weer draaibaar is om zijn eigen as, zoals aangeduid werd door pijlen 8, en dat samenwerkt met een aandrijfmotor 9. Een tweede gedeelte 7B, waarop het wikkeloog 5 voorzien is, bevindt zieh buiten de as van het eerste gedeelte, zodanig dat het wikkeloog 5 een cirkelboogvormige beweging uitvoert tijdens de heen-en weergaande rotatiebeweging van het gedeelte 7A.
Aldus beweegt dit wikkeloog zich een vlak dat evenwijdig is aan de as 1 of waarin zieh de denkbeeldige axiale rechte 11 bevindt waarrond deze as draait.
De hoeksnelheid van de heen-en weergaande boogvormige beweging van het wikkeloog 5 wordt gestuurd in functie van de rotatiesnelheid van de as I en dit zodanig dat dit wikkeloog 5 zieh steeds in de gewenste positie bevindt om het wikkelen en bij voorkeur uniform verdelen van de draad 6 op de mal 2 toe te laten.
Aldus wordt in de voorgestelde uitvoeringsvorm
<Desc/Clms Page number 5>
de draad eerst tegen een zijvlak 2A van de mal 2 aangespannen en vervolgens over het cylindrisch oppervlak 28 tegen het tegenoverliggend zijvlak 2C geleid, om dan opnieuw over dit cylindrisch oppervlak 28 naar het eerst genoemd zijvlak 2A gebracht te worden, waarna een volgende analoge wikkelcyclus uitgevoerd wordt.
Door het feit dat de mal 2 doorlopend draait in de richting van pijl 9, vormen de draden een bepaalde hellingshoek op het zylindrisch oppervlak 2B en is er een verschuiving van de draad op het zijvlak
2C ten opzichte van deze op het zijvlak 2A, die in dit specifiek geval van de orde van 900 is, waarbij verder tussen twee opeenvolgende wikkelcycli eveneens een bepaalde verschuiving aanwezig is.
Op deze manier wordt dan de mal op een nagenoeg homogene manier volledig door de draad omwikkeld.
In de ligueur 1 werden vijf opeenvolgende wikkelcycli voorgesteld.
De dichtheid en structuur van de wikkelingen op de mal 2 hangt uiteraard af van de rotatiesnelhcid van deze laatste, waaraan dan de relatieve positie en dus de verplaatsingssnelheid van het wikkeloog 5 dienen aangepast te worden.
Door de positie van het wikkeloog 5 ten opzichte van de mal 2 te veranderen bepaalt men de ligging van de draad 6 op de mal 2.
In figuur 2 wordt schematisch een uitvoeringsvorm voorgesteld van een mogelijke configuratie van de sturing van de inrichting volgens de uitvinding.
Deze omvat een positiemeting 17 van de rotatie van de as I en een positiemeting 16 van de beweging van de arm 7. De relatieve positie van de rotatie van de as I en van de gestuurde beweging van der arm 7 wordt vergeleken met de gewenste relatieve positie bepaald door de computer 13. Uit de vergelijking genereert de stuureenheid 14 een stuursignaal voor de snelheid van de motor 9 die de arm 7 aandrijft. dit signaal wordt in de motorsturing 14 vergeleken met de snelheid van de motor gemeten door de snelheidsmeting 15.
Op deze wijze wordt de positie van wikkeloog 5 tegenover de mal op ieder ogenblik bepaald overeenkomstig het
<Desc/Clms Page number 6>
computerprogramma gestockeerd in computer 13.
De hoofdas 1 draait op een ingestelde, min of mcer constante snelheid die wordt gemeten aan de aandrijfmotor 4 en doorgegeven aan de stuureenheid 12. Uit deze meting wordt de rotatie van de arm 7 via het systeem 14 gestuurd, zodanig dat het wikkeloog 5 zieh op jeder ogenblik op de gewenste positie bevindt.
De voordelen van de uitvinding zijn vooral de zeer Jage mechanische irtertie van de zwengel 7 waarop het wikkeloog 5 voorzien is en de zeer eenvoudige constructie en sturing van de inrichting. Er is imrners slechts een gestuurde beweging, nl. de rotatiebeweging van de zwengel 7 bij de heen- en weergaande boogvormige beweging volgens pijlen 8.
Meer bepaald, door de juiste keuze van de vaste positie van de rotatieas van de zwengel 7 tegenover de hoofdwas 1 van de lengte van het gedeelte 78 van de zwengeJ 7 en van de exccntricitcit van dit gedeelte 7B ten opzichte van de as waarrond het gedeelte 7A van de zwengel 7 wentelt, kan de wikkeling van de draad op de mal uitgevocrd worden met éden enkele gestuurde rotatiebeweging van de zwengel.
De rotatic van de as moet namelijk niet noodzakelijk gestuurd worden, het volstaat enkel de positie van deze as I te meten en dit door te geven aan de stuureenheid 12, zoals hiervoor reeds beschreven werd. De sturing van de rotatie van de zwengel 7 bepaalt de positie van het wikkeloog 5 in functie van de gemeten rotatie van de hoofdas I en van de gewenste ligging van de draad 6 op de te wikkelen mal 2.
Het wikkelen kan met veel grotere snelheid geschieden dan dit tot nog toe het geval is met de bestaande inrichtingen.
De uítvinding is natuurlijk gecnszins beperkt tot de hierboven beschreven en in de figuren voorgestelde uitvoeringsvorm en binnen het raam van de gevorderde bescherming kunnen meerdere variaties overwogen worden o. m. in functie van de vorm en de aard van het te omwikkelen voorwerp.