Vorrichtung zur Herstellung von aus einem schraubengängig gewickelten profilierten Kunststoffband hergestellten Schläuchen, insbesondere Schutzschläuchen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von aus einem schraubengängig gewickelten profilierten Kunststoffband hergestellten Schläuchen, insbesondere Schutzschläuchen, mit einem eine Steigungsführung und einen Dorn aufweisenden Wickelkopf, dem ein seitliches Führungselement für die Zuführung des durch eine Spritzdüse einer Spritzmaschine profilierten und noch plastischen Bandes sowie eine Kühlvorrichtung zugeordnet sind.
Durch die deutsche Patentschrift 1 073 190 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen derartiger Kunststoffschläuche bekannt geworden. Die noch plastischen Schraubengänge des profilierten Kunststoffbandes werden hier während des Wickelns zu einem Schlauch einer allseitigen Spreizwirkung und bis zum Erkalten der Kunststoffmasse einer auf alle gewickelten Schraubengänge wirkenden Zugkraft unterworfen.
Die Spreizung wird entlang der umlaufenden Profilrille des Schlauches bei zunächst geradlinig und dann über ein Kardangelenk gekrümmt geführtem und sich ständig drehendem Schlauch durchgeführt und erfolgt unter Einwirkung einer Schwerkraftskomponente des gewickelten Schlauches, der auf einer schrägen Führungswelle, die sich an das Kardangelenk anschliesst, abgleitet und dabei infolge des Gewichtes des Schlauches einen zusätzlichen Zug auf alle Schraubengänge ausübt.
Bei dem vorbekannten Wickelkopf wird das profilierte Kunststoffband durch den zentralen Dorn in den Wickelkopf hineingezogen, der zu diesem Zweck eine geriffelte Oberfläche aufweist und drehangetrieben ist.
Die bisherigen Wickelköpfe für das schraubengängige Wickeln vorprofilierter Kunststoffbänder zu Schläuchen haben den Nachteil, dass für die Steigungsführung des profilierten Kunststoffbandes meist nur der Teil eines einzigen Gewindeganges zur Verfügung steht, der beim Durchlaufen des Kunststoffbandes das Einfädeln der Profile ineinander bewirkt. Demgemäss endet die Riffelung des Dornes unmittelbar hinter dieser Steigungsführung, so dass sie das eingeführte Kunststoffband nur im Bereich des ersten zu wickelnden Ganges erfasst. Der gewickelte, zunächst noch plastische Schlauch wird auf dem zylindrischen Teil des Dornes in axialer Richtung weiter transportiert und sich dabei selbst überlassen.
Zwar ist noch eine Spreizrolle vorgesehen, die aber keine eigentliche Führungseigenschaft hat und mit der Profilgenauigkeit nichts zu tun hat.
Es hat sich gezeigt, dass die Genauigkeit des gewickelten Kunststoffschlauches meist nicht ausreicht.
Die Profile fallen trotz der Spreizung und der vorgenommenen Kühlung doch wieder unkontrolliert etwas zusammen. Meist stellen sich die Seitenwände des Bandprofils etwas schräg, und dies hat zur Folge, dass die Schlauchlänge um 10 O/o und mehr reduziert wird, wenn der Schlauch, wie es in der Praxis üblich ist, nach Metern ausgezogener Länge gemessen wird.
Diese nachteilige Profilungenauigkeit kann durch die bisher erstrebte allseitige Spreizwirkung in Verbindung mit der auf die gewickelten Schraubengänge ausgeübten Zugkraft nicht beseitigt werden. Derart gewickelte Kunststoffschläuche sind oftmals in erheblichem Masse undicht.
Die Spreizwirkung und die auf die gewickelten Schraubengänge wirkende Zugkraft können bewirken, dass der Schlauch beim Wickeln grösserer Schlauchlängen aufspringt oder zumindest einen grösseren Durchmesser als den Solldurchmesser annimmt. Des weiteren besteht der Nachteil, dass eine Bremsung des Schlauches in axialer Richtung auftreten kann, welche die Spreizwirkung mehr oder weniger aufhebt. Das hat zur Folge, dass sich der Schlauch innerhalb seines noch plastischen Bereiches zusammenschiebt und die auf die Schraubengänge ausgeübte Spreizung mehr oder weniger aufhebt, wodurch die Ungenauigkeit des schraubengängig gewikkelten Kunststoffschlauches noch vergrössert wird.
Die in dem bekannten Wickelkopf sonst vorhandenen Leitrollen haben keinen Einfluss auf eine bessere Führungsgenauigkeit. Die bisherigen Wickelköpfe gestatten es nicht, die Steigungsführung wesentlich zu verbessern.
Um diese Nachteile zu vermeiden, hat es einer langen Entwicklung bedurft. Schliesslich wurde eine überraschende Lösung gefunden, welche die Steigungsführung erheblich verbessert und die bisher zur Profilaufrichtung für notwendig erachtete Spreizung überflüssig macht.
Zur Lösung der so gestellten Aufgabe wird der bisher übliche Lösungsweg verlassen. Der sonst drehangetriebene und mit einer Längsriffelung versehene Dorn und der mit dem Teil eines Innengewindeganges versehene Wickelkopf werden nicht mehr verwendet.
Erfindungsgemäss ist ein Dorn mit einem mehrere Gänge aufweisenden Aussengewinde als Steigungsführung feststehend neben einer drehangetriebenen Andrückwalze angeordnet und von einem mit ihm fest verbundenen etwa halbzylindrischen Leitblech mindestens in der unteren Hälfte und im Bereich weniger Anfangsgewindegänge des Dornes umgeben, das mit seiner hinteren Längskante dicht unter dem Walzenspalt steht.
Dieser neue Wickelkopf hat den Vorteil, dass die Steigungsführung und die erstrebte Profilgenauigkeit des schraubengängig gewickelten profilierten Kunststoffbandes bis zur völligen Erkaltung des gewickelten Schlauches aufrechterhalten werden und bis dahin auf die zu wickelnden und gewickelten Profilgänge des Schlauches weder eine Spreizung noch eine Zugkraft ausgeübt wird.
Der fertig gewickelte und bereits erkaltete Kunststoffschlauch verlässt den Dorn und kann sich nach Verlassen der Gewindegänge des Dornes unbeschadet zusammenschieben, ohne dass eine Einbusse an Schlauchlänge auftritt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Profilgänge des Kunststoffschlauches bis zu ihrem völligen Erstarren über den Bereich aller Gewindegänge des Dornes ihren Antrieb erfahren und sich dabei unbeschadet um die feststehenden Gewindegänge des Dornes herumschrauben, bis sie diese Gewindegänge verlassen. Hiermit ist ein weiterer Vorteil verbunden, der darin besteht, dass der Wickelvorgang nicht wie bisher in einem nahezu geschlossenen Wickelkopf, sondern offen verläuft und deshalb jederzeit kontrollierbar ist. Auch ist dadurch die Kühlung leichter. Der ganze Wickelkopf ist wesentlich einfacher als bisher. Der auf dem neuen Wikkelkopf gewickelte Kunststoffschlauch hat eine bisher nicht erreichbare Profilgenauigkeit. Ein Verlust an Schlauchlänge ist nicht mehr vorhanden.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umgibt das Leitblech den Dorn auch oberhalb der durch die Achsen des Dornes und der Walze gehenden Mittenebene derart, dass ihre vordere Längskante als Auflager für das zugeführte profilierte Kunststoffband ausgebildet und etwa in Scheitelhöhe des Dornes angeordnet ist. Durch diese Massnahme wird gewährleistet, dass das zugeführte noch plastische profilierte Kunststoffband sich von oben her selbsttätig um den ersten Gewindegang des Dornes herumlegt und in den Walzenspalt gelangt, den die Andrückwalze mit den Gewindegängen des Dornes bildet, um von diesem Augenblick an das Kunststoffband in den Wickelkopf einzuziehen.
Bei dem Aufwärtsschieben des profilierten Kunststoffbandes kommt das halbzylindrische Leitblech zur Wirkung, welches das Vorlaufende des Profilbandes wiederum etwa bis zur Scheitelhöhe in Kontakt mit den Gewindegängen hält, so dass das Vorlaufende sich wiederum selbsttätig in Scheitelhöhe um den Gewindegang herumführt und wiederum in den Walzenspalt nunmehr des zweiten Gewindeganges gegenüber der Andrückwalze gelangt und so fort. Das Leitblech braucht praktisch nur über vier Gewindegänge zu gehen, da dann erfahrungsgemäss das profilierte Kunststoffband schon so weit erstarrt ist, dass es seine ihm gegebene Form behält und sich unter Aufrechterhaltung der Steigungsführung nunmehr selbsttätig weiter entlang der Gewindegänge des Dornes schraubt.
Diese Bewegung wird durch die immerwährende Kontaktberührung mit der Andrückwalze gewährleistet, bis sich das profilierte Kunststoffband aus dem Gewinde herausschraubt.
Vorteilhaft sind auf der der Andrückwalze gegen überliegenden Seite des Dornes und im Abstand von dem Leitblech eine achsparallele Haltestange und auf ihr ein verschiebbares und feststellbares Führungsbakkenpaar angeordnet, dessen beide FührungsbacLen seitlich gegeneinander derart versetzt sind, dass die untere Führungsbacke in die nach unten offene Längsrille und die obere Führungsbacke in die nach oben offene Längsrille des profilierten Kunststoffbandes eingreifen, wobei die untere Führungsbacke zugleich als Auflager für das Kunststoffband ausgebildet ist. Dieses im Abstand vor dem Dorn angeordnete Führungsbackenpaar gewährleistet einen geringstmöglichen Durchhang des noch plastischen Kunststoffbandes, so dass dieses beinahe waagrecht in den Wickelkopf einläuft.
Ein zu grosser Durchhang wäre ungünstig, weil dann das zu verzahnende Profil des Kunststoffbandes auseinanderspreizen würde.
Dies wird durch das Führungsbackenpaar verhindert.
Zweckmässig sind die beiden Führungsbacken zusammenschraubbar, und zwischen der oberen Führungsbacke und einer an der unteren Führungsbacke befindlichen Auflagefläche ist ein Gummipolster zwischengeordnet. Dadurch werden in einfachster Weise beide Backen von oben und von unten her in die offenen Rillen des Bandprofils gedrückt und halten dessen Profilwände aufrecht. Das Führungsbackenpaar ist durch Verstellung auf der Haltestange genau auf den ersten Gewindegang des Dornes ausrichtbar.
Ein über dem Walzenspalt angeordnetes Sprührohr ist auf den Walzenspalt einstellbar und bestreicht den Bereich aller Gewindegänge des Dornes. Dadurch kann der Walzenspalt zwischen der Andrückwalze und dem Dorn mit Kühlwasser angefüllt sein, so dass der Schlauch, wenn er sich aus dem Gewinde des Dornes herausgeschraubt hat, schon so weit verfestigt ist, dass er sich nicht mehr verformt und profilgenau bleibt.
Der Dorn kann zweckmässig über die Gewindegänge hinaus einen dem Gewindegrund im Durchmesser entsprechenden Führungsteil für den Schlauch aufweisen, der stirnseitig ein zentrales Gewindeloch besitzt, in das der Gewindezapfen eines Seiles als zusätzliche Führung des Schlauches einschraubbar ist. Der Schlauch kann sich auch in einer Winkelschiene führen. Die jeweilige Schlauchlänge wird man zweckmässig mittels einer Trennscheibe hinter dem Dorn des Wickelkopfes auf die gewünschte Länge des Schlauches abtrennen. Dieser rutscht dann entlang seiner Führung ab, worauf die zweite Schlauchlänge gewickelt und abgetrennt wird.
Die Andrückwalze besteht vorteilhaft aus einem Metallkern und einem aufvulkanisierten Gummihohlzylinder. Dieser ist geeignet, das schraubengängig zu wikkelnde Kunststoffband zu transportieren und gleichzeitig zu egalisieren. Der Gewindedorn kann an einem quer zu ihm verstellbaren Schlitten auswechselbar befestigt sein, so dass der Abstand der drehangetriebenen Andrückwalze zu dem feststehenden Dorn einstellbar ist.
Durch diese Massnahmen lässt sich die Maschine auf verschiedene Bandprofile einrichten.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 die Wickelvorrichtung perspektivisch in Ansicht,
Fig. 2 ein Zusammenbauschema der Wickelvorrichtung nach Fig. 1, ebenfalls perspektivisch,
Fig. 3 eine Aufsicht auf die Wickelvorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 4 eine stirnseitige Ansicht auf den Gewindedorn und die Andrückwalze mit dem Leitblech,
Fig. 5 eine Teillänge eines schraubengängig gewikkelten Kunststoffschlauches im Längsschnitt und
Fig. 6 eine Gesamtanordnung der Wickelvorrichtung.
Die Kunststoff-Spritzmaschine 1 bekannter Bauart hat das dem Bandprofil gemäss Fig. 5 des gewickelten Schlauches entsprechende Mundstück 2 zum Auspressen des profilierten Kunststoffbandes 3, das sich in Richtung des Pfeiles 4 bewegt. Die Spritzmaschine 1 arbeitet mit einer maschinellen Wickelvorrichtung zusammen, die einen offenen Wickelkopf besitzt, der allgemein mit 5 bezeichnet ist. Dieser besteht aus einem feststehend angeordneten Dorn 6 mit einem mehrere Gänge aufweisenden Aussengewinde 7 als Steigungsführung, einem mit dem Dorn fest verbundenen etwa halbzylindrischen Leitblech 8 und einer neben dem Dorn angeordneten und auf Abstand zu ihm einstellbaren drehangetriebenen Andrückwalze 9.
Die Wickelvorrichtung ist auf einem Schwenktisch 10 montiert, der an dem Fuss 11 um die Achse 12 neigbar ist und in seiner Schrägstellung mittels eines nicht dargestellten Handrades festklemmbar ist. An dem Schwenktisch 10 ist die Auffangschale 13 für das Kühlwasser mittels eines Gelenkes 14 befestigt, so dass sie unabhängig von der Schrägstellung des Schwenktisches waagrecht einstellbar ist.
Der Schwenktisch 10 trägt Querführungen 15 für einen Schlitten 16. In diesem Schlitten ist stirnseitig der Gewindedorn 6 mittels eines Gewindeansatzes 17 befestigt. Der Dorn hat einen zylindrischen Führungsschaft 17a, der sich in der Bohrung 18 des Schlittens 16 führt. Der in dem Schlitten 16 eingeschraubte Dorn 6 ist mittels der Querführungen 15 querverstellbar. Die Einstellung des Schlittens wird durch die beiden Spannschrauben 19 fixiert.
Der Schwenktisch 10 trägt ausserdem einen Spindelkasten 20 mit einem Regelgetriebe 21 und einem Antriebsmotor 22. Mit der drehangetriebenen Spindel 23 ist eine Kupplungsbuchse 24 drehfest mittels Nut 25 und Feder 26 verbunden. Diese Kupplungsbuchse hat ein Innengewinde 27 und ein Führungsloch 28 für den Gewindezapfen 29 und den zylindrischen Ansatz 30 der Andrückwalze 9. Die Andrückwalze hat einen zylindrischen metallischen Kern 31, auf den ein Gummihohlzylinder 32 aufvulkanisiert ist. Der Aussenmantel des Gummihohlzylinders hat an seinem ganzen Umfang und auf seiner ganzen Länge eine feine Längsriffelung, die mit 33 bezeichnet ist. Die Längsriffelung drückt sich in der Oberfläche des gewickelten Kunststoffbandes nicht ab.
Damit das an den Wickeldorn herangeführte Kunststoffband 3 den ersten Gewindegängen 7 folgt, ist das etwa halbzylindrische Leitblech 8 in einem dem Bandprofil entsprechenden Abstand um die ersten Gewindegänge herum angeordnet und an dem Dorn mittels des Tragringes 34 befestigt, der mit der Schraube 35 angr- schraubt ist.
Das Leitblech umgibt den Dorn 6 auch oberhalb der durch die Achsen des Dornes und der Andrückwalze gehenden Mittenebene 36 derart, dass seine Längskante 37 als Auflager für das zugeführte profilierte Kunststoffband 3 ausgebildet und etwa in Scheitelhöhe des Dornes angeordnet ist. Die hintere Längskante 38 des Leitbleches 6 steht dicht unter dem Walzenspalt 39.
Etwa in der Höhe der vorderen Längskante des Leitbleches befindet sich ein Führungsbackenpaar 40, bestehend aus einer unteren Führungsbacke 41 und einer oberen Führungsbacke 42, die miteinander unter Zwischenfügung eines elastischen Polsters 43 verschraubt sind. Zu diesem Zweck besitzt die untere Führungsbacke eine Auflagefläche 41a für die elastische Zwischenlage 43, die beispielsweise aus Gummi besteht. Beide Führungsbacken sind seitlich gegeneinander derart versetzt, dass die untere Führungsbacke 41 in die nach unten offene Längsrille 44 und die obere Führungsbacke 42 in die nach oben offene Längsrille 45 des profilierten Kunststoffbandes eingreifen. Beide Führungsbacken sind halbkreisförmig und quer zum Dorn stehend abgerundet und in ihrer Breite der lichten Weite der Längsrillen 44 und 45 angepasst.
Die untere Führungsbacke 41 ist zugleich als Auflager für das Kunststoffband ausgebildet, das auf einer der oberen Führungsbacke 42 gegenüberstehenden abgerundeten Sattelfläche 46 der unteren Führungsbacke aufliegt. Die untere Führungsbacke hat eine Durchgangsbohrung 47 für eine Haltestange 48, die mit ihrem Gewindeansatz 49 in ein Gewindeloch 50 des Schlittens 16 fest eingeschraubt ist. Die Stellung des Führungsbackenpaares auf der Haltestange wird durch eine Feststellschraube 51 fixiert.
Ein mit einer Kühlwasserleitung in Verbindung stehendes Sprührohr 52 ist über dem Walzenspalt parallel zu ihm angeordnet und auf ihn einstellbar und an einer Halterung 53 befestigt, die an dem Spindelkasten 20 befestigt ist.
Die Spindel 23, die aus dem Spindelkasten herausführt, kann in axialer Richtung verstellbar sein, wozu das Handrad 54 dient. Das Regelgetriebe 21 hat ein Handrad 55, mit welchem die Drehzahl der Spindel 23 verändert werden kann.
Die Geschwindigkeit des Aufwickelns des Kunststoffbandes 3 auf den Wickeldorn 6 muss auf die Aus pressgeschwindigkeit der Spritzmaschine 1 eingestellt sein, so dass beide Geschwindigkeiten einander gleich sind.
Die Steigungsführung durch die Gewindegänge 7 des Dornes 6 ist so auf das Bandprofil abgestimmt, dass ein schraubengängig gewickelter Schlauch 56 entsteht; sobald die ineinander eingreifenden Profile des Kunststoffbandes aus dem fortlaufenden Gewinde des Dornes herausschrauben, gelangen sie auf den an den Gewindegrund anschliessenden Führungsteil 57 des Dornes und aus dem Bereich der Andrückwalze 9. Die Stirnseite 58 dieses Führungsteils hat ein zentrales Gewindeloch 59, in das der Gewindezapfen 60 eines Seiles 61 als zusätzliche Führung des Schlauches 56 einschraubbar ist.
Anstelle dieses Führungsseiles kann auch eine Winkelschiene 62 die Schlauchführung übernehmen. Diese Schiene ist an Füssen 63 schräg abwärts gerichtet befestigt. In der Fig. 6 ist nur ein Fuss dargestellt. Die Neigung dieser Winkelschiene entspricht der eingestellten Neigung des Schwenktisches 10.
Zum Abtrennen einer bestimmten Schlauchlänge dient eine Trennscheibe 64, die mit ihrem Antriebsaggregat 65 in Richtung des Doppelpfeiles 66 vor und zurück bewegbar ist.