DE1504867C - Vorrichtung zum kontinuierlichen Her stellen eines Rohrs durch Schleuderguß - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines Rohrs durch Schleuderguß, mit mehreren in Gestalt eines rohrförmigen Stützkäfigs um ihre Achsen antreibbar angeordneten Rollen und einer innerhalb des Stützkäfigs durch kontinuierliches, schraubenlinienförmig überlapptes Winden eines Bands gebildeten rotierenden und axial fortschreitenden Schleudergußform.

Es ist bereits eine Vorrichtung zur Herstellung von Rohrgebilden aus biegsamem Flachmaterial be- ίο kannt (britische Patentschrift 864105), die einen Formkäfig mit mehreren in einer zylindrischen Anordnung ausgerichteten Rollen und mit einem vorrichtungsfesten Stützring für das eine Ende jeder Rolle des Käfigs aufweist. Bei dieser Vorrichtung ist die Länge der umlaufenden Form begrenzt und die Anpassung an unterschiedliche Durchlaufzeiten des zu vergießenden Materials nur beschränkt möglich. Die Herstellung von Rohren aus einem extrem langsam härtenden Material wurde demnach wegen des ao Erfordernisses überdimensionaler Ausdehnung der Größe der erforderlichen mechanischen Vorrichtung unwirtschaftlich.

Andere bekannte Vorrichtungen haben den Nachteil, daß sie, einer diskontinuierlichen Herstellung entsprechend, niedrige Ausstoßmengen erzielen, da jedes hergestellte Rohrstück zunächst in der Form erstarren, die Form geöffnet werden, das Rohrstück herausgenommen und die Form wieder geschlossen werden muß, bevor das Ausgangsmaterial für das nächste Rohrstück in die Form eingebracht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit der Möglichkeit einer besseren Regelung der Durchlaufzeit und -strecke des zu vergießenden Materials zur Anpassung an unterschiedliche Materialien zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rollen des Stützkäfigs an ihrem einen Ende in einem feststehenden Stützring und an ihrem anderen Ende in einem um die Achse des Stützkäfigs mittels einer Rotationseinrichtung verdrehbaren Stützring in sphärisch einstellbaren Lagern gelagert sind.

Im folgenden ist die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung genauer erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 eine etwas schematische perspektivische Darstellung einer Schleudergußform, wobei zur Sichtbarmachung des Inneren der Schleudergußform bestimmte Abschnitte weggebrochen sind,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit einem Stützkäfig,

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht des Stützkäfigs der Vorrichtung gemäß Fig. 2,

F i g. 4 einen Schnitt durch die Vorrichtung längs der Linie 4-4 in Fig. 2 und

Fig. 5 einen Tcilschnitt in vergrößertem Maßstab durch den Stützkäfig längs der Linie 5-5 in Fig. 4.

Eine Schlcudcrgußform 11 wird aus Streifen 12 eines biegsamen Materials, wie starker Pappe, hergestellt, wobei die Streifen 12 unter Überlappung gewickelt werden, um einen ofTcncndii'en, hohlen Gicßformbereich 13 zu bilden, der ein gießbarcs Material 14 aufzunehmen vermag. Das Material 14 bzw. ein Gemisch von Bestandteilen dieses Materials wird in den Giußformbereich 13 eingeführt und mittels eines Spritzkopfes 15 auf der Innenfläche der Schleudergußform 11 abgelagert.

Während der Herstellung der Schleudergußform 11 werden dieser zwei Bewegungskomponenten verliehen, nämlich einmal eine Drehbewegung um ihre eigene Achse herum und zum anderen eine axiale Vorschubbewegung gemäß F i g. 1 nach links. Hierbei wird der Schleudergußform 11 eine derartige Umlaufgeschwindigkeit erteilt, daß eine auf das Material 14 einwirkende Zentrifugalkraft erzeugt wird, welche das Material 14 an der Innenfläche der Schleudergußform 11 hält und es gleichmäßig in der Schleudergußform 11 verteilt. Die Austraggeschwindigkeit des Materials 14 aus dem Spritzkopf 15 wird entsprechend der Drehzahl der Schleudergußform 11 sowie deren Vorschubgeschwindigkeit geregelt, so daß eine gleichmäßige Schicht vorbestimmter Dicke an gießfähigem Material 14 auf der Innenfläche der Schleudergußform 11 abgelagert wird.

Das Material 14 besteht aus einem aufschäumbaren Polyurethan, das in zähflüssigem Zustand als Reaktionsgemisch in die Schleudergußform 11 eingebracht wird. Während der Reaktion der Bestandteile des Materials 14 dehnt sich dieses aus und bildet einen verfestigten zellartigen Schaum. Es ist ohne weiteres möglich, eine bestimmte Drehzahl der Schleudergußform 11 für das jeweils verwendete Material 14 auszuwählen, bei welcher dieses gleichmäßig gegen die Innenfläche der Schleudergußform 11 gehalten wird, ohne den Aufschäumvorgang zu behindern, so daß die Wand des gegossenen Rohrs von der Außenfläche zur Innenfläche eine im wesentlichen gleichmäßige Dichte besitzt.

Die Schleudergußform 11 ist an ihrer Außenfläche abgestützt, und ihre Drehbewegung wird mit gleichbleibender Drehzahl über ein so langes Stück der Vorschubbewegung fortgesetzt, daß der Schaum in ausreichendem Maß reagieren kann, bis er selbsttragend wird. Daraufhin können die vorgeschobenen Abschnitte der Schleudergußform 11 aus der Abstützung herausbewegt und mit Hilfe einer Säge 16 in Stücke der gewünschten Länge zerschnitten werden. Die abgeschnittenen Zylinder 17 des gegossenen Rohrs werden von ihrem Stück der Schleudergußform 11 befreit, um die Außenfläche des Zylinders 17 für eine weitere Bearbeitung freizulegen.

Die zur Verformung der biegsamen Streifen 12 in die Schleudergußform 11 sowie zu deren Abstützung und Vorwärtsbewegung während des Gießvorgangs verwendete Vorrichtung ist in den F i g. 2 bis 5 näher dargestellt. Gemäß den Fig. 2 und 3 weist die Vorrichtung eine Reihe von Stützkäfigen 18,19 auf, von denen jeder eine Vielzahl von in einer im wesentlichen zylindrischen Anordnung ausgerichteten Rollen 20 aufweist. Jede Rolle 20 ist mittels einer entsprechenden Einrichtung, beispielsweise der in F i g. 5 dargestellten Einrichtung, um ihre Achse herum drehbar gelagert, wobei in die Enden der Rollen Lager 21 eingesetzt sind, die von einer Welle 22 getragen werden. Die Endverlängerungen jeder Welle 22 sind in sphärisch einstellbaren Lagern 23 gelagert, mit deren Hilfe die Rollen 20 in Stützringen 24, 25, 26 gchaltcrt sind.

Es ist wesentlich, daß die die Stützkäfige 18, 19 bildenden Rollen 20 derart gchaltcrt sind, daß das Innere der Stützkäfigc 18, 19 offen und hindernisfrei bleibt und die Innenflächen der Rollen 20 frei in Berührung mit der in den Slützkäfigcn 18, 19 geform-

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ten, in Drehung versetzten und vorwärts bewegten den Rollen 20 des ersten Stützkäfigs 18 zu verleihen,

Schleudergußform 11 zu gelangen vermögen. Die be- muß der Stützring 26 über einen größeren Winkcl-

vorzugte Anordnung für die Rollen 20 ist in F i g. 3 weg gedreht werden als der Stützring 25, was bei der

am deutlichsten dargestellt und besteht aus einer Einstelleinrichtung gemäß F i g. 4 dadurch gewähr-

Reihe der Stützringe 24, 25 und 26, von denen der 5 leistet wird, daß der Arm 36 des einen Lenkers län-

im wesentlichen das Einlaufende der Vorrichtung ger als der Arm 35 des anderen Lenkers ausgebildet

bildende erste Stützring 24 fest an einem Trägerrah- ist. Der Arm 36 überträgt somit bei einer vorgegebe-

men 27 befestigt ist und neben seiner Hauptöffnung nen Drehung der Antriebswelle 34 auf die Schub-

mit mehreren Bohrungen zur Aufnahme der Lager stange 33 und den Stützring 26 eine größere Bewe-

23 für jeweils ein Ende der den ersten Stützkäfig 18 io gung, als sie der Arm 35 auf die Schubstange 32

bildenden Rollen 20 versehen ist. und den Stützring 25 überträgt.

Der Stützring 25 ist für beide Stützkäfige 18, 19 Es ist zu beachten, daß die Einstellung des vorgesehen und weist aus diesem Grund zwei um Schrägstellungswinkels der Rollen 20 der Stützkäfige seine Öffnung herum angeordnete Sätze von Boh- 18, 19 in erster Linie dem Zweck dient, die Vorrungen auf, welche zur Lagerung des anderen Endes 15 schubgeschwindigkeit der Schleudergußform 11 jeder Rolle 20 des ersten Stützkäfigs 18 sowie des durch die Vorrichtung zu ändern. Demzufolge stellt einen Endes jeder Rolle des zweiten Stützkäfigs 19 diese Einstellung ein Mittel zur Steuerung der Länge dienen (Fig. 5). Die anderen Enden der Rollen 20 der Zeitspanne dar, während der das Material 14 in des zweiten Stützkäfigs 19 sind jeweils in dem am den Stützkäfigen 18, 19 gehalten wird, um zu ge-Auslaufende der Vorrichtung angeordneten Stütz- 20 währleisten, daß der verhältnismäßig biegsamen ring 26 gehaltert. Schleudergußform 11 die Unterstützung nicht ent-

Die Stützringe 25 und 26 sind derart im Träger- zogen wird, bevor das Material 14 selbsttragend gerahmen 27 befestigt, daß sie relativ zum festen Stütz- worden ist. Bei der Herstellung von Polyurethanring 24 und relativ zueinander um die Achse der Schaumzylindern reicht im allgemeinen eine Reak-Stützkäfige 18, 19 herum verdreht werden können. 25 tionszeit von 3 bis 4 Minuten aus, um ein Verfesti-Zu diesem Zweck ist der Trägerrahmen 27 mit frei gen des Schaumes zu ermöglichen, so daß er eine drehbaren Führungsrädern 28 versehen, die paar- für eine Handhabung ausreichende Festigkeit besitzt, weise am unteren und oberen Umfangsabschnitt der Bei Material 14 dieser Art können für die vollstän-Stützringe 25 und 26 angeordnet sind. Gemäß den dige Aushärtung mehrere Stunden erforderlich sein, Fig. 2 und 4 sind die Stützringe 25 und 26 mit ab- 30 doch kann die weitere Reaktion nach dem Entfernen geschrägten Kanten versehen, die in entsprechend des geformten Zylinders 17 aus dem Stützkäfig 19 ausgebildete V-Nuten im Umfang der Führungsräder vor sich gehen.

28 eingreifen, um eine genaue Ausrichtung der Stütz- Für gewöhnlich ist während eines Gießvorgangs

ringe 25 und 26 zu gestatten. keine Nachstellung des Schrägungswinkels der RoI-

Die Stützringe 25 und 26 sind drehbar gelagert, 35 len 20 erforderlich, sondern nur dann, wenn eine

damit die gegenüberliegenden Enden der Rollen 20 Umstellung von einer Art eines gießfähigen Mate-

der beiden Stützkäfige 18, 19 relativ zueinander ver- rials 14 auf eine andere erfolgt. Aus diesem Grund

schränkt werden können, d. h. jede Rolle 20 gegen- werden die Stützringe 25 und 26 normalerweise in

über der Achse der Stützkäfige 18 und 19 schräg- ihrer Stellung festgelegt und nur zu Beginn jedes

gestellt werden kann. Die an beiden Enden der die 4° Gießvorgangs eingestellt.

Rollen 20 tragenden Wellen 22 vorgesehenen Lager Die Bewegung der biegsamen Streifen 12 um das

23 ermöglichen es, daß die Stützringe 24, 25, und 26 Innere des Stützkäfigs 18 herum sowie die Bewegung

parallel zueinander in senkrecht zur Achse der der Schleudergußform 11 aus dem Stützkäfig 18

Stützkäfige 18, 19 ausgerichteter Lage verbleiben wird dadurch bewirkt, daß mindestens einige und

können, und zwar unabhängig von der Größe der 45 vorzugsweise alle den Stützkäfig 18 bildenden RoI-

Schrägstellung der Rollen 20. Wie noch genauer be- len 20 angetrieben werden. Ein Antrieb der Rollen

schrieben werden wird, dient diese Schrägstellung 20 ist in den F i g. 2 und 4 dargestellt und weist einen

der Rollen 20 dazu, der im Stützkäfig 13 geformten biegsamen Riemen 39 auf, der mehrere Male um den

Schleudergußform 11 eine axial gerichtete Bewe- Stützkäfig 18 herumgeschlungen ist, in Reibungs-

gungskomponente zu verleihen. 5° berührung mit den Rollen 20 steht und außerdem um

Die in Fig. 4 am deutlichsten dargestellte Ein- eine mit einem Antriebsmotor 41 verbundene

richtung zur Verstellung der Stützringe 25 und 26 Scheibe 40 herumgelegt ist. Die Pfeile gemäß F i g. 4

weist lappenähnliche Vorsprünge 29,30 auf, die vom geben die Bewegungsrichtung der verschiedenen

Stützring 25 bzw. 26 getragen werden und an denen Teile des Antriebs bei einer Drehbewegung der

Schubstangen 32 bzw. 33 angelenkt sind, welche 55 Schleudergußform 11 entgegen dem Uhrzeigersinn

über Arme 35 bzw. 26, die ihrerseits mit Hilfe von an. Der Riemen 39 wird so angetrieben, daß er sich

lösbaren Stiften 37 an den Schubstangen 32, 33 be- im Uhrzeigersinn um die Rollen 20 herumbewegt

festigt sind, von einer antreibbaren Antriebswelle 34 und somit jeder Rolle 20, mit der er in Berührung

aus betätigt werden und zur Ermöglichung einer An- steht, eine im Uhrzeigersinn erfolgende Drchbewc-

fangseinstellung der Stützringe 25 und 26 relativ zu- ⁶° gung verleiht. Die biegsamen Streifen 12 und die

einander vorzugsweise mit einer Reihe von öffnun- durch diese gebildete Schleudergußform 11 berüh-

gen zur Aufnahme der Stifte 37 versehen sind. ren die einwärts gerichteten Flächenabschnitte der

Es ist somit ohne weiteres ersichtlich, daß eine Rollen 20, wobei der kombinierte AntriebscfTckt der

Drehbewegung der Antriebswelle 34, die von Hand Rollen 20 derart ist, daß sich die Streifen 12 und die

oder mit Unterstützung durch einen Antriebsmotor ⁶5 durch diese gebildete Schleudergußform U entgegen

31 crfolct, eine gleichzeitige Bewegung der Stüt/riiiüc dem Uhrzeigersinn um die Innenfläche des Stütz-

25 und 26 bewirkt. Um den im zweiten Stützkäfig 19 käfiu;s 18 herumbewegen.

vorgesehenen Rollen 20 dieselbe Schrägstcllung wie Gemäß Fig. 2 werden die Rollen 20 des zweiten

Stützkäfigs 19 durch einen ähnlichen Antrieb mit einem weiteren Riemen 39, einer Scheibe 40 und einem Antriebsmotor 41 angetrieben. Da der zweite Stützkäfig 19 in erster Linie zur Abstützung der Schleudergußform 11 während des Erstarrens des Materials 14 sowie zur Weiterführung der Drehbewegung der SchLi'dergußform 11 mit derselben Drehzahl wie beim Formen der Schleudergußform 11 dient, können die Stützkäfige 18, 19 durch eine einzige Antriebskraftquelle angetrieben werden. Die dargestellten . unabhängigen Antriebssysteme ermöglichen jedoch die Verwendung kleinerer und billigerer Antriebsmotoren.

Die biegsamen Streifen 12 werden längs einer Zuführmulde 42, die zwecks Förderung der Streifen 12 über ihre Fläche ein angetriebenes Reibrad 43 aufweist, in das Innere des Stützkäfigs 18 eingeführt. Gemäß F i g. 4 sind eine oder mehrere Einbaustellen für Rollen 20 nahe dem Boden des Stützkäfigs 18 frei gelassen, so daß sich die Zuführmulde 42 in die Rollenanordnung hinein erstreckt und die Streifen 12 in Berührung mit den einwärts gerichteten Flächen der Rollen 20 führt. Eine festere Schleudergußform 11 wird dann erzielt, wenn die Vorrichtung eine Einrichtung zum Aufbringen von Klebstoff auf die sich in der fertigen Schleudergußform 11 überlappenden Bereiche der Streifen 12 aufweist. Bei der dargestellten Vorrichtung wird ein schnell abbindender Klebstoff mit Hilfe eines Brausenkopfes 44 aufgebracht, der über einem Kantenabschnitt der Zuführmulde 42 an einer solchen Stelle angeordnet ist, daß sich ein Randabschnitt des Streifens 12 unter ihm hindurchbewegt, unmittelbar bevor der Streifen 12 in den Stützkäfig 18 eintritt.

Obgleich die Schleudergußform 11 vorzugsweise aus einer Reihe von sich überlappenden, einzelnen Streifen 12 gebildet wird, kann ersichtlicherweise ein ununterbrochener Streifen in den Stützkäfig 18 eingeführt werden, wenn das Material des Streifens 12 ausreichende Reckungs- und Biegsamkeitseigenschaften besitzt, so daß es flach an den Rollen 20 im Stützkäfig 18 anzuliegen vermag.

Wie vorher vorgeschlagen, werden die Rollen 20 der Stützkäfige 18, 19 mit so hoher Geschwindigkeit angetrieben, daß sich die Streifen 12, die Schleudergußform 11 und das gießfähige Material 14 mit einer Geschwindigkeit um die Innenfläche der Stützkäfige 18, 19 herumbewegen, bei welcher eine diese Teile zusammen an der Innenwand der Stützkäfige 18, 19 festhaltende Fliehkraft erzeugt wird. Die genaue, hierfür erforderliche Geschwindigkeit hängt vom Durchmesser der Stützkäfige 18, 19 ab, da größere Durchmesser höhere Drehzahlen erfordern. Vorzugsweise wird die Umlaufgeschwindigkeit des Materials 14 so hoch gehalten, daß die erforderliche Fliehkraft gerade erzeugt wird und sehr hohe Drehzahlen vermieden werden, da diese Kräfte auf das Material 14 ausüben könnten, welche die Aufschäumreaktion des Materials 14 verhindern oder zumindest beeinträchtigen würden. Beim Gießen von aufschäumbarem Polyurethan in eine Pappeschleudergußform mit etwa 1,2 m Durchmesser hat sich eine Drehzahl von 70 U/min als ausreichend erwiesen, um die Vorrichtung ihren vorgesehenen Zweck zufriedenstellend erfüllen zu lassen.

Die Vorrichtung wird gewünschtenfalls mit einer

ίο Einrichtung zum Abschneiden von geformten Rohren auf vorbestimmte Länge, sobald die Schleudergußform 11 aus dem Stützkäfig 19 austritt, versehen. Eine diese Aufgabe erfüllende Einrichtung weist gemäß F i g. 2 eine Kreissäge 46 auf, die mit einem Antriebsmotor 47 versehen und an einem Vorschubschlitten 48 angebaut ist, welcher das Heben und Senken des Sägeblatts sowie dessen gleichzeitige Bewegung in eine parallel zu ihrer Drehachse liegenden Richtung ermöglicht. Mit Hilfe der Kreissäge 46 ist es möglich, Stücke der Schleudergußform 11 und des in dieses gegossenen Rohrs abzutrennen, während sich die Schleudergußform 11 dreht und in Axialrichtung aus dem Stützkäfig 19 herausbewegt wird. Während des Abschneidens wird die Schleudergußform 11 vorzugsweise von unten her durch mehrere Rollenführungen 49 abgestützt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines Rohrs durch Schleuderguß, mit mehreren in Gestalt eines rohrförmigen Stützkäfigs um ihre Achsen antreibbar angeordneten Rollen und einer innerhalb des Stützkäfigs durch kontinuierliches, schraubenlinienförmig überlapptes Winden eines Bands gebildeten rotierenden und axial fortschreitenden Schleudergußform, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (20) des Stützkäfigs (18) an ihrem einen Ende in einem feststehenden Stützring (24) und an ihrem anderen Ende in einem um die Achse des Stützkäfigs (18) mittels einer Rotationseinrichtung verdrehbaren Stützring (25) in sphärisch einstellbaren Lagern (23) gelagert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem verdrehbaren Stützring (25) zusätzlich die Enden von Rollen (20) eines zweiten, den ersten verlängernden Stützkäfigs (19) gelagert sind, deren andere Enden in einem zweiten um die Achse der Stützkäfige (18, 19) mittels der Rotationseinrichtung verdrehbaren Stützring (26) gelagert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite verdrehbare Stützring (26) gegenüber dem ersten verdrehbaren Stützring (25) in Umfangsrichtung versetzt ist >und beide Stützringe (25, 26) gleichzeitig durch die Rotationseinrichtung verdrehbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen