Um seine Längsachse drehbarer, angetriebener Dorn zur kontinuierlichen Herstellung von Rohren beliebiger Länge, vorzugsweise glasfaserbewehrten Kunststoffrohren
Die Erfindung betrifft einen um seine Längsachse drehbaren, angetriebenen Dorn zur kontinuierlichen Herstellung von Rohren beliebiger Länge, vorzugsweise von glasfaserbewehrten Kunststoffrohren, welcher Dorn einen rohrförmigen Dornkern mit einem von den Dorndrehlagern freitragend herausragenden Kernteil sowie eine den fliegend gelagerten Kernteil mit Abstand umgebende äussere Dornwand aufweist, auf deren Aussenseite das Rohr hergestellt wird, und die aus einem endlosen Band besteht, das fortlaufend schraubenförmig mit einer der Bandbreite entsprechenden Steigung in Richtung zum freien Dornkernende hin aufgewickelt wird, so dass die Bandwindungen kantschlüssig aneinander anliegen,
wobei das Band am freien Ende des Dornkerns durch den Kern hindurch zum Beginn der Wickelstrecke zurückgeführt wird, und am Dornkern Stützvorrichtungen befestigt sind, auf denen das die Dornaussenwand bildende Band in der angegebenen Weise aufgewickelt wird.
Um die auftretende Reibung zwischen den Bandwindungen und den Stützvorrichtungen sowie zwischen den Stützvorrichtungen und dem Dornkern zu vermindern, wurde gemäss der schweizerischen Patentschrift Nr. 467 666 vorgeschlagen, als Stützvorrichtungen endlose Kugelbänder mit jeweils einem in der Gesamtlänge der Dornwand verlaufenden Bandtrumm zu verwenden.
Die Verwendung mehrerer solcher endloser Kugelbänder als Stützvorrichtungen für die Dornaussenwand erfordert jedoch baulich aufwendige Führungs- und Lagerungsvorrichtungen am Dornkern, die ein freies Umlaufen der Kugelbänder mit geringstmöglichem Widerstand in der Achsrichtung gewährleisten, dabei aber jedes Kugelband in dessen Radialebene exakt führen.
Die Verwendung von Kugelbändern als Stützvorrichtungen für die äussere Dornwand hat aber insbesondere den Nachteil, dass die jeweils im Bereich der Wurzel des fliegend gelagerten Dornkernteils und im Bereich des freien Endes dieses Dornkernteils befindlichen beiden gekrümmten Verbindungsstrecken zwischen dem inneren und äusseren geraden Trumm der endlosen Kugelbänder einen verhältnismässig grossen Krümmungsradius aufweisen müssen, so dass in denjenigen Fällen, wo der Dorndurchmesser kleiner ist als der kleinste zulässige Krümmungsradius der kreisförmig gekrümmten Übergangsstrecken der Kugelbänder zwischen dem radial inneren und dem radial äusseren Kugelbandtrumm, die Verwendung solcher Kugelbänder als Stützvorrichtungen nicht möglich ist.
Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, diese Nachteile zu beseitigen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Stützvorrichtungen der äusseren Dornwand aus in der Dornlängsrichtung und in der Umfangsrichtung gleichmässig verteilten, in gleichem Abstand von der Dornkernachse befindlichen, am Dornkern fest gelagerten, jeweils um eine rechtwinklig zur Dornlängsrichtung verlaufende Achse frei drehbaren Rollen bestehen. Solche Rollen lassen sich wie die vorstehend erwähnten Kugelbandkugeln von den die Dornaussenwand bildenden, am Umkreis der Rollen anliegenden und von diesen gestützten Bandwindungen bei deren Verschiebung zum freien Dornende hin in der Dornlängsrichtung um ihre Achse praktisch friktionsfrei drehen. Ein Verschieben der Dornwindungen in jeder beliebigen anderen Richtung setzt jedoch voraus, dass die Dornwindungen auf den Rollen gleiten.
Ein solches nicht erwünschtes Gleiten wird vom Reibungswiderstand verhindert. Die Verwendung von Rollen an Stelle von Kugelbändern bietet den Vorteil, dass der Durchmesser einer Rolle wesentlich kleiner sein kann als der erforderliche radiale Abstand zwischen den beiden Trumms eines endlosen Kugelbandes. Mit solchen Rollen als Stützvorrichtungen für die Dornaussenwand lassen sich somit Kunststoffrohre wesentlich kleineren Durchmessers herstellen als auf Wickeldornen, deren aus Bandwindungen bestehende Aussenwand durch endlose Kugelbänder abgestützt wird.
Die Rollen können zwei von beiden Rollenseiten herausragende, als Rollenachse dienende pinolförmige Zapfen aufweisen, die jeweils in einem Pinolenlager an einem vom Dornkern radial herausragenden Rollenhalter gelagert sind. Bei dieser Ausführungsform der Rollen kann deren Lagerung mit geringer Reibung sowohl radiale als auch axiale Kräfte aufnehmen, falls diese eine gewisse Grenze nicht überschreiten. Diese Ausführungsform ist daher für Wickeldorne mit verhältnismässig kleinem Durchmesser besonders gut geeignet.
Für Wickeldorne mit grossem Durchmesser, wo die Stützvorrichtungen der Dornaussenwand stark belastet sind, können die Rollen eine durchgehende Achse aufweisen, welche in einem vom Dornkern radial herausragenden Rollenhalter gelagert ist.
Schliesslich können die Rollen als Wälzlager, beispielsweise Kugellager, gestaltet sein, welche auf einer in einem vom Dornkern radial herausragenden Halter befestigten Achse angeordnet sind. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind die Bandwindungen in der Dornlängsrichtung besonders leicht verschiebbar, wodurch die Treibkraft zum Drehen des Dorns auf ein Mindestmass reduziert wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in Seitenansicht und teilweise im Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2 eine Ausführungsform der Rollorgane,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt durch eine andere Ausführungsform und
Fig. 4 einen entsprechenden Schnitt durch eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemässen Rollorgane.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Halter 1 für mehrere als Stützvorrichtungen für die nicht dargestellte äussere Wand eines nicht dargestellten Wickeldorns dienende Kugellager 2. Der Halter ist als ein in der Dornlängsrichtung verlaufender Balken gestaltet, der aus zwei parallelen Schenkeln la und Ib, Fig. 2 und aus einer diese verbindenden Brücke 1c besteht, die so angeordnet ist, dass sie den Zwischenraum zwischen den beiden Schenkeln la und 1b in eine am radial äusseren Schenkelende offene, in der Längsrichtung durchlaufende Rinne 3 und in eine auf der entgegengesetzten Seite der Materialbrücke lc liegende Rinne 4 aufteilt.
Die Kugellager 2 sind in der Rinne 3 in Reihe angeordnet und jeweils auf einer Achse 5 frei drehbar gelagert, die durch zwei miteinander fluchtende Bohrungen in den beiden Schenkeln la und lb geführt sind.
Die Kugellagerachsen ragen von der Aussenseite der Schenkel etwas hervor und sind dort durch Sperringe 6 gegen Verschiebung gesichert. Der Halter 1 ist mit seiner Rinne 4 auf ein nicht dargestelltes Verankerungsorgan am Wickeldornkern aufgeschoben.
Eine geeignete Anzahl von Haltern mit Kugellagern, wie beschrieben, sind in gleichem gegenseitigem Abstand in der Dornkreisrichtung und in gleichem Abstand von der Dornlängsachse angeordnet. Die Kugellager 2 sind in den Rinnen 3 so angeordnet, dass sie in radialer Richtung über die radial äusseren Enden der Schenkel la und lb etwas hervorstehen und sowohl in der Dornlängsrichtung als auch in dessen Umfangsrichtung gleichmässig verteilt, so dass sie die Windungen eines um die Halter 1 herum auf den Dorn aufgewickelten, nicht dargestellten endlosen Stahlbands, dessen Windungen kantschlüssig aneinander anliegen und dadurch die Dornaussenwand bilden, wirksam abstützen.
Die Bandwindungen verlaufen im wesentlichen rechtwinklig zur Papierebene in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine den Fig. 1 und 2 im wesentlichen entsprechende Ausführungsform, bei der jedoch als Rollorgane statt der erwähnten Kugellager Rollen 2a verwendet sind.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform mit Rollen 2b, die nicht auf einer durchgehenden gesonderten Achse sitzen, sondern jeweils zwei von den beiden Rollenseiten herausragende pinolenförmige Achszapfen 5a aufweisen, die jeweils in einem Pinolenlager 7 im betreffenden Balkenschenkel la bzw. 1b gelagert sind.
Driven mandrel rotatable about its longitudinal axis for the continuous production of pipes of any length, preferably glass fiber reinforced plastic pipes
The invention relates to a driven mandrel rotatable about its longitudinal axis for the continuous production of pipes of any length, preferably of glass fiber-reinforced plastic pipes, which mandrel has a tubular mandrel core with a core part protruding cantilevered from the mandrel pivot bearings and an outer mandrel wall surrounding the cantilevered core part at a distance, on the outside of which the tube is made, and which consists of an endless band that is continuously wound in a helical manner with a pitch corresponding to the band width in the direction of the free end of the mandrel core, so that the band windings rest against one another with an angular fit
wherein the tape at the free end of the mandrel core is returned through the core to the start of the winding section, and support devices are attached to the mandrel core on which the tape forming the mandrel outer wall is wound up in the specified manner.
In order to reduce the friction occurring between the tape windings and the support devices as well as between the support devices and the mandrel core, it was proposed according to Swiss patent specification No. 467 666 to use endless spherical tapes as support devices, each with a belt strand running the entire length of the mandrel wall.
The use of several such endless ball bands as support devices for the mandrel outer wall, however, requires structurally complex guide and storage devices on the mandrel core, which ensure free rotation of the ball bands with the least possible resistance in the axial direction, but guide each ball band exactly in its radial plane.
The use of spherical hinges as support devices for the outer mandrel wall has the particular disadvantage that the two curved connecting sections between the inner and outer straight strands of the endless spherical hinges, which are located in the area of the root of the cantilevered mandrel core part and in the area of the free end of this mandrel core part, form one must have a relatively large radius of curvature, so that in those cases where the mandrel diameter is smaller than the smallest permissible radius of curvature of the circularly curved transition sections of the spherical belts between the radially inner and the radially outer spherical belt strand, the use of such spherical belts as support devices is not possible.
The present invention aims to overcome these drawbacks. According to the invention, this is achieved in that the support devices of the outer mandrel wall consist of rollers that are evenly distributed in the mandrel longitudinal direction and in the circumferential direction, are located at the same distance from the mandrel core axis, are firmly mounted on the mandrel core and are freely rotatable around an axis running at right angles to the mandrel longitudinal direction. Such rollers, like the above-mentioned ball band balls, can be rotated practically without friction in the longitudinal direction of the mandrel around their axis by the band windings that form the mandrel outer wall, lie against the periphery of the rollers and are supported by them when they are moved towards the free mandrel end. However, moving the mandrel windings in any other direction requires that the mandrel windings slide on the rollers.
Such undesirable sliding is prevented by the frictional resistance. The use of rollers instead of ball belts offers the advantage that the diameter of a roller can be significantly smaller than the required radial distance between the two strands of an endless ball belt. With such rollers as support devices for the mandrel outer wall, plastic pipes with a significantly smaller diameter can thus be produced than on winding mandrels, the outer wall of which, consisting of tape windings, is supported by endless spherical bands.
The rollers can have two pinole-shaped pins which protrude from both roller sides and serve as the roller axis, each of which is mounted in a sleeve bearing on a roller holder projecting radially from the mandrel core. In this embodiment of the rollers, their bearings can absorb both radial and axial forces with low friction if these do not exceed a certain limit. This embodiment is therefore particularly well suited for mandrels with a relatively small diameter.
For winding mandrels with a large diameter, where the support devices of the mandrel outer wall are heavily loaded, the rollers can have a continuous axis which is mounted in a roller holder protruding radially from the mandrel core.
Finally, the rollers can be designed as roller bearings, for example ball bearings, which are arranged on an axis fastened in a holder that protrudes radially from the mandrel core. In this preferred embodiment, the tape windings can be moved particularly easily in the longitudinal direction of the mandrel, as a result of which the driving force for rotating the mandrel is reduced to a minimum.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 in side view and partially in section along the line I-I in Fig. 2, an embodiment of the rolling elements,
Fig. 2 is a section along the line II-II in Fig. 1,
FIG. 3 shows a section corresponding to FIG. 2 through another embodiment and
4 shows a corresponding section through a third embodiment of the rolling elements according to the invention.
1 schematically shows a holder 1 for several ball bearings 2 serving as support devices for the outer wall (not shown) of a winding mandrel (not shown). The holder is designed as a bar running in the longitudinal direction of the mandrel, which consists of two parallel legs 1a and 1b, FIG and consists of a bridge 1c connecting these, which is arranged in such a way that it divides the space between the two legs la and 1b into a channel 3 open at the radially outer leg end and running in the longitudinal direction and into a channel 3 on the opposite side of the material bridge lc Dividing channel 4.
The ball bearings 2 are arranged in series in the channel 3 and are each freely rotatably mounted on an axis 5, which are guided through two aligned bores in the two legs la and lb.
The ball bearing axles protrude somewhat from the outside of the legs and are secured there against displacement by locking rings 6. The holder 1 is pushed with its groove 4 onto an anchoring element (not shown) on the winding mandrel core.
A suitable number of holders with ball bearings, as described, are arranged at the same mutual distance in the direction of the mandrel circle and at the same distance from the mandrel longitudinal axis. The ball bearings 2 are arranged in the grooves 3 in such a way that they protrude somewhat in the radial direction over the radially outer ends of the legs la and lb and are evenly distributed both in the longitudinal direction of the mandrel and in its circumferential direction, so that they the turns of one around the holder 1 endless steel band, not shown, wound around the mandrel, the windings of which lie against one another with an angular fit and thereby form the mandrel outer wall.
The tape windings run essentially at right angles to the plane of the paper in FIG. 1.
3 shows an embodiment essentially corresponding to FIGS. 1 and 2, but in which rollers 2a are used as rolling elements instead of the ball bearings mentioned.
Fig. 4 shows an embodiment with rollers 2b, which do not sit on a continuous separate axle, but each have two pinole-shaped axle journals 5a protruding from the two roller sides, which are each mounted in a sleeve bearing 7 in the relevant beam leg la or 1b.