DE2218561A1 - Aufnahmedorn - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

P- DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

1575

Uniroyal AG·.
51 Aachen, Hüttenstr. 7

Aufnahmedorn

Die Erfindung betrifft einen Aufnahmedorn für Vorrichtungen zum Schneiden von Ringen aus gespritzten oder geformten Schläuchen, Hülsen oder Rohren aus Gummi, Kunststoff oder ähnlichem Material, mit einem in radialer Richtung spreiz^ und zusammenziehbaren Kern und einem auf diesem auswechselbar angeordnetem Mantel aus elastomerem Material.

In der T chnik werden an vielen Stellen endlose, ringförmige Elemente aus G-ummi, Kunststoff oder ähnlichem Material benötigt, welche zur Vereinfachung und Verbilligung der Herstellung von einem gespritzten oder geformten Schlauch, oder einem hülsen- oder rohrförmigen Rohling aus G-ummi oder Kunststoff abgeschnitten werden. Die Rohlinge können aus einem in sich homogenen G-ummi oder Kunststoffmaterial bestehen oder aber auch. Füllstoffe, Verstärkungseinlagen, Deckschichten oder dgl. aufweisen, die beim Zerschneiden mit durchgeschnitten werden.

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Vorrichtungen zum Schneiden von solchen Ringen sind bereits bekannt. Das Schneiden kann dabei mit einem Steckmesser oder auch mit einem stillstehenden Kreismesser erfolgen, während in beiden Fällen der gespritzte oder geformte Schlauch, die Hülse oder das Rohr rotiert werden und der Messerschlitten nach jedem Schnitt um die Breite eines Ringes gegenüber dem in axialer Richtung gesicherten Schlauch oder dgl. versetzt wird.

Bei Hülsen, Rohren oder Schläuchen aus relativ nachgiebigem Material muß der Rohling während des Schneidens auf einem Dorn abgestützt werden. Bei Schläuchen großen Durchmessers ist es bekannt, den Schlauch über zwei oder mehr Walzen laufen zu lassen, wobei die Schneideinrichtung mit einer der Walzen zusammenwirkt, wie dies beispielsweise aus der US-PS 3 107 563 bekannt ist. Bei Hülsen oder dgl. von kleinem Durchmesser ist die Verwendung eines zylindrischen Dornes aus Stahl oder anderem hochfesten Material bekannt, der in die Schneidvorrichtung eingespannt werden kann.

In beiden bekannten Fällen hat der Rohling während des Schneidens die Neigung, seitlich zu wandern, so daß die Schnittgenauigkeit trotz genauer Weiterschaltung des Messerschlittens erheblich leidet.

Es ist zur Vermeidung dieses Nachteils auch bekannt, einen radial dehn- und zusammenziehbaren Dorn zu verwenden. So zeigt die U.S.-Patentschrift 2 661 579 u.a. einen Dorn, der ähnlich

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einer Aufbautrommel für eine Reifenkarkasse eine Yielzahl von Umfangsrichtung verteilte und in Achsrichtung langgestreckte Segmente aufweist, die über innere Lenker und eine teleskopartig, zusammenschiebbare Dornachse radial spreiz- und zusammenziehbar ist. Um eine durchgehende Dornumfangsflache darzubieten, ist ein schwerer hohlzylindrischer Mantel aus Gummi auswechselbar über den spreizbaren Dorn schiebbar, der mittels Keil- und' .Uütverbindung gegen Drehen an einem der Segmente verankert ist. Da der Mantel trotz seiner schweren Ausführung im Bereich der Lücken zwischen benachbarten Segmenten im gespreizten Zustand Abplattungen zeigt, muß er zunächst mittels einer besonderen Abzieheinrichtung zylindrisch geschliffen werden. Mit diesem Dorn wird der hülsenförmige Rohling festgespannt, wobei der schwere Mantel als Widerlager für zwei schräg oder rechtwinkelig zur Dornachse verschiebbare Messer dient.

Dieser bekannte Dorn ist außerordentlich aufwendig und teuer und gewährleistet trotz der zusätzlichen Bearbeitungsmöglichkeit für den zylindrischen Mantel keinen genauen und sauberen Schnitt, insbesondere bei zur Dornachse schräger Schnittführung. Außerdem sind alle genannten Dorne für die Aufnahme von hülsenförmigen Rohlingen außerordentlich schwer und teuer.

ist Aufgabe der Erfindung, einen Aufnahmedorn der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß er bei geringem . Gewicht leicht und billig herzustellen ist und eine zuverlässige Sicherung des schlauchförmigen Rohlinges während des Schneid

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Vorganges gewährleistet und jegliches axiales Ausweichen verhindert, wobei insbesondere eine sehr hohe Schnittgenauigkeit angestrebt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der dehnbare Kern aus einem hochelastischen Material mit einer oder mehreren mit einer Druckmittelquelle verbindbaren Zellen besteht und radial innen starr abgestützt ist und daß zwischen dem dehnbaren Kern und dem Mantel wenigstens eine Zwischenschicht aus elastomerem Material angeordnet ist, die mit dem dehnbaren Kern fest verbunden ist, wobei die Elastizität der drei Schichten von innen nach außen abnimmt.

Es sind an sich seit Jahrzehnten elastisch dehnbare Rollen, Walzen oder Wellen für die verschiedensten Zwecke, z.B. für Schleif bänder, Abwickelstationen für Bandmaterialien, als Gautschwalze für die Papierherstellung oder als Druckwalze in Druckmaschinen bekannt. So zeig^ die U. S.Pat ent schrift 689 590 eine elastische Druckwalze, bei der ein Blähschlauch auf einen Hohlzylinder aufgewickelt, von einer Schicht aus festem und praktisch unelastischem Gewebe umwickelt und von einem Druckfarbe absorbierenden Mantel umgeben ist. Eine ähnliche Rolle zeigt die U.S.Patentschrift 1 226 984, bei der als Mantel auf die Gewebeschicht eine dicke Gummischicht aufvulkanisiert ist. Abgesehen von dem völlig anderen Zweck sind diese Rollen oder Walzen für die Zwecke der Erfindung nicht geeignet.

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Der Dorn nach der Erfindung weist keinerlei mit der Schneideinrichtung in Berührung tretende Metallteile auf, so daß eine hohe Standzeit der Messer gewährleistet ist, was für eine sehr hohe Gleichförmigkeit und Genauigkeit des Schnittes sowie für eine hohe Schneidleistung günstig ist. Durch die gleichförmige Dehnbarkeit des Kernes und die- Zwischenschaltung der vorzugsweise relativ dicken Zwischenschicht, werden der relativ leichte Verschleißmantel sowie der schlauchförmige Rohling fest auf dem Aufnahmedorn aufgespannt, so daß eine relative, axiale Bewegung zwischen dem auf dem Dorn aufgespannten Rohling und dem Mantel bzw. zwischen diesem und der Dornobjerfläche auch bei hohen seitlichen Kräften nicht niöglich ist. Der Mantel kann relativ dünn

er

ausgebildet sein, da/über den vollen Umfang durch die Zwischenschicht abgestützt wird. Eine Sicherung des Mantels gegen relative Drehung gegenüber der Zwischenschicht ist nicht erforderlich. Auch wird er durch die Zwischenschicht so abgestützt, daß sich in jeder Spreizstellung eine genaue zylindrische Aufspannfläche für den Rohling ergibt. Dadurch wird erstmals die Voraussetzung dafür geschaffen, daß bei der Herstellung von solchen Ringen auch bei schrägen Schnitten eine sehr hohe Genauigkeit erzielt wird.

Ein weiterer Vorteil der neuen Ausbildung besteht darin_n daß in bestimmten Grenzen hülsenförmige Rohlinge unterschiedlichen Durchmessers von dem gleichen Aufnahmedorn zuverlässig aufgenommen werden können. Auf der anderen Seite läßt sich der neue Dorn, verglichen mit den bekannten Dornen, so leicht und billig

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herstellen, daß ohne weiteres jeweils ein Aufnahmedorn für eine Gruppe eng beieinanderliegender Schläuche unterschiedlichen Durchmessers vorgesehen werden kann.

Die Zwischenschicht bildet eine zuverlässige Schutzschicht für den dehnbaren Kern, erhöht zugleich die Elastizität des Dornes und sorgt dafür, daß der auswechselbar und ohne eine feste Verbindung oder zusätzliche Sicherung auf dem Dorn angeordnete äußere Verschleißmantel zuverlässig auf dem Dorn gehalten wird, ohne unter der Einwirkung der Schneidkräfte oder sonstiger äußerer Kräfte axial zu verrutschen. Die Auswechslung des Verschleißmantels läßt sich wesentlich schneller ausführen, da dieser nicht besonders gesichert und nicht bearbeitet zu werden braucht. Da er sehr leicht ausgebildet sein kann, läßt sich der Mantel mit geringen Kosten herstellen.

Die Zwischenschicht ist mit dem dehnbaren Kern fest verbunden und besteht zweckmäßigerweise aus einer Gießmasse, welche Silikone enthält, und nur Härtegrade zwischen Shore A 20 und Shore A 40 aufweist. Die Zwischenschicht ist vorteilhafterweise im Vergleich zu dem Verschleißmantel relativ dick, so daß bei Dehnung des Kernes die Umfangsfläche der Zwischenschicht trotz der Dehnung ihre genaue Zylinderform beibehält. Der dehnbare Kern kann mit besonderem Vorteil aus einem auf einem starren zylindrischen zentralen Teil des Dornes schraubenförmig aufgewickelten Schlauch bestehen. Hierdurch wird eine sehr gleichmäßige Dehnung des Dornes über seine ganze Länge gewährleistet.

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Da die Schlauchwindungen fest mit der Zwischenschicht verbunden sind, können sich die Windungen nicht verschieben. Dabei kann es zur Überleitung der Dehnungskräfte in die Enden des Bornes zweckmäßig sein, in den Endbereichen um den dehnbaren Kern weniger dehnbare oder undehnbare, schlauchförmige oder aus Kordmaterial bestehendeEinlagen vorzusehen.

Die Erfindung wird nac-hfolgend anhand einer schematsichen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Figur zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines neuen Aufnahmedornes nach der Erfindung, und zwar teilweise in Seitenansicht und teilweise in einem die Achse enthaltenden Schnitt, wo*- bei Teile weggebrochen sind, um die Darstellung zu verdeutlichen«

In der Darstellung ist der Aufnahmedorn als Ganzes mit 1 bezeichnet. Er besteht im dargestellten Beispiel aus zwei Stirnflanschen 2 und 4, welche mit einem hohlzylindrischen, zentralen Teil 5, z.B. durch Schweißen fest verbunden sind. Die Stirnflansche 2 und 4 sind so ausgebildet, daß derAufnähmedorn in einer Vorrichtung zum Schneiden von Ringen zuverlässig aufgenommen werden kann. Im dargestellten Beispiel weist zu diesem Zweck der Flansch 2 einen zylindrischen oder kegelförmigen Ansatz 3 auf, der in ein entsprechendes Mitnahmefutter der Vorrichtung eingesetzt werden kann. Statt dessen kann der Flansch 2 auch durch in Umfangsrichtung verteilte Schrauben mit einem Gegenflansch des Mitnahmefutters verbunden sein. Der andere Flansch 4 weist da-

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gegen eine zentrale Ausnehmung 4a zur Aufnahme in einer Körnerspitze der "Vorrichtung auf.

Auf den Außenumfang des zentralen zylindrischen Teiles 5 ist schraubenförmig ein Schlauchkörper 6 aus hochelastischem Material aufgewickelt, welcher den dehnbaren Kern bildet. Die Windungen des Schlauches liegen eng aneinander und sind wenigstens an einem Ende bei 7a an einen Anschlußstutzen 8 eines Kanals 9a, 9b angeschlossen, der entlang der Achse des Aufnahmedornes durch den !Flansch 2 nach außen führt, und über das Mitnahmefutter der Schneidvorrichtung und eine Drehkupplung mit einer Druckmittelquelle verbindbar ist. Bei kürzeren Aufnahmedornen reicht der Anschluß eines Endes des Schlauches aus. Bei längeren Dornen können beide Enden und gegebenenfalls auch Zwischenstücke an die Druckmittelquelle angeschlossen sein, um eine rasche, gleichmäßige Füllung des Schlauches mit Druckmittel zu gewährleisten.

Auf den dehnbaren Kern 6 ist im dargestellten Beispiel eine Zwischenschicht 11 aufgebracht, und zwar zweckmäßigerweise in Form einer z.B. kalt vulkanisierenden Gießmasse aus einem Silikone enthaltenden Kautschuk. Die Gießmasse ist fest mit den Windungen des Kernes verbunden. Die Zwischenschicht 11 kann auch aus mehreren Schichten bestehen. Die Elastizität der Zwischenschicht 11 ist zweckmäßigerweise etwas geringer als die Elastizität des Materials des Kernes 6.

Um eine gleichmäßige radiale Dehnung des Kernes und der Zwi-

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schenschicht über die ganze axiale Länge des Dornes zu gewährleisten, ist zweckmäßigerweise in den Endbereichen des Dornes über den dehnbaren Kern jeweils eine Schicht oder Hülse oder mehrere Schichten aus einem weniger oder nicht dehnbaren Material geschoben, welche in dem Material der Zwischenschicht eingebettet ist oder sind. Diese Schichten sind -in den Figuren mit 12a und 13a bzw. 12b und 13b bezeichnet. Diese Schichten können aus einem hülsenförmigen Kunststoffmaterial oder aus Gewebe aus Stahl, Kunststoff oder Textil bestehen.

Auf die zylindrische Außenfläche der, Zwischenschicht 11 ist ein äußerer Mantel 14 aufgebracht, der aus einem hochverschleißfesten elastomeren Material besteht, welches insbesondere auch Füllstoffe bzw. Einlagen aufweisen kann. Als geeignetes Material für den äußeren Mantel haben sich vulkanisierte Kautschukmischungen von Härtegraden zwischen Shore A 45 bis A 50 erwiesen. Als Füllstoffe bzw. Einlagen können Fasern oder Gewebe aus Textilien, Kunststoffen oder Glas, wie z.B. Rayon, Nylon oder Polyester zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit in das Kautschukmaterial mit einvulkanisiert sein.

Die Verschleißschicht 14 ist im dargestellten Beispiel als gesonderter Teil hergestellt und auswechselbar auf die Zwischenschicht 11 aufgebracht. Beim Aufbringen wird die axiale lage des Mantels 14 durch die Anlagefläche 2a des einen Flansches 2 und durch eine entsprechende, kleinere Schulter des anderen Flansches 4 gesichert. Der Mantel ist dehnbar, wobei die Elastizität

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des Mantels jedoch geringer ist als die der Zwischenschicht 11.

Die gezeigte Anordnung weist im entspannten Zustand einen Durchmesser d auf, der etwas geringer als der kleinste Durchmesser eines in Ringe zu zerschneidenden Schlauches oder dgl. ist. Der Aufnahmedorn kann über seine ganze Länge gleichmäßig auf einen Durchmesser D gebracht werden, welcher etwas größer ist als der maximale, lichte Durchmesser des mit dem gleichen Aufnahmedorn zu behandelnden Schlauches. Dem kleinsten und dem größten Durchentsprechen Umfangslinien des Dornes u bzw. U. Durch die Dehnbarkeit des Dornes lassen sich alle Schläuche, die innerhalb bestimmter Grenzen unterschiedliche, lichte Durchmesser aufweisen, zuverlässig auf dem gleichen Dorn für den Schneidvorgang festspannen. Eine Relativbewegung in axialer Richtung ist durch die hohe Reibung der Außenfläche des Verschleißmantels und durch die Dehnungsspannung völlig ausgeschlossen, so daß eine hohe Schnittgenauigkeit gewährleistet ist.

Die elastische Verschleißschicht läßt ein Eindringen des Schneidmessers ohne weiteres zu, ohne daß die Standdauer des Mantels 14 dadurch nennenswert beeinträchtigt wird. Außerdem läßt sich bei Verschleiß des Mantels 14 dieser leicht auswechseln, so daß der Aufnahmedorn als solcher praktisch unverwüstlich ist. Da sich die Dehnung der elastischen Schichten des Dornes in Grenzen hält, treten auch keine nennenswerten Ermüdungserscheinungen auf.

Das Aufziehen der zu schneidenden Schläuche wird wesentlich da-

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durch erleichtert, daß der entspannte Aufnahmedorn einen kleineren Durchmesser als der zu schneidende Schlauch aufweist. Dennoch ist eine zuverlässige Halterung des Schlauches gewährleistet, Dadurch läßt sich die Schnittgeschwindigkeit und die Leistung mit der Schneidvorrichtung wesentlich erhöhen.

Insbesondere gestattet der Aufnahmedorn auch die Ausführung von schräg zur Achse des Dornes verlaufenden Schlitten, welche normalerweise zu hohen Ungenauigkeiten führen, da durch die Seitenkräfte eine Verschiebung des Schlauches auf dem Dorn zu "befürchten ist· Solche Verschiebungen sind bei dem Aufnahmedorn gemäß der Erfindung ausgeschlossen.

Die Dehnung des Dornes kann auf pneumatischem oder hydraulischem Wege erfolgen.

Ansprüche

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Claims (8)

1. Ansprüche

   M J Aufnahmedorn für Vorrichtungen zum Schneiden von Ringen aus gespritzten oder geformten Schläuchen, Hülsen oder Rohren aus Gummi, Kunststoff oder ähnlichem Material mit einem in radialer Richtung spreiz- und zusammenziehbaren Kern und einem auf diesem auswechselbar angeordneten Mantel aus elastomerem Material, dadurch gekennzeichnet , daß der dehnbare Kern aus einem hochelastischen Material mit einer oder mehreren mit einer Druckmittelquelle verbindbaren Zellen besteht und radial innen starr abgestützt ist, und zwischen dem dehnbaren Kern (6) und dem Mantel (14) wenigstens eine Zwischenschicht (11) aus elastomerem Material angeordnet ist, die mit dem dehnbaren Kern (6) fest verbunden ist, wobei die Elastizität der drei Schichten (6, 11, 14) von innen nach außen abnimmt.
2. 2. Aufnahmedorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chn e t , daß der dehnbare Kern (6) wenigstens einen etwa schraubenförmig über wenigstens einen Teil der Länge des zentralen Teils (5) verlaufenden Kanal (10) aufweist, der mit einer axialen Anschlußbohrung (9a, 9b) an einer Stirnseite (2) des Dornes in Verbindung steht.
3. 3. Aufnahmedorn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dehnbare Kern aus einem auf den zentralen Teil (5) des Dornes schraubenförmig aufgewickelten Schlauch (6) besteht.

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4. 4. Aufnahmedorn nach Anspruch 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Zwischenschicht aus einer Silikoiie
   enthaltenden Kautschukmasse mit Härtegraden zwischen etwa Shore A 20 und Shore A 40 besteht, die auf den dehnbaren Kern (6) und gegebenenfalls die Einlagen (12, 13) aufgegossen und durch Vulkanisieren fest verbunden ist:
5. 5. Aufnahmedorn nach Anspruch 1 bis 4, dadurch g e ke η η zeichnet , daß der verschleiß- oder schnittfeste Mantel (14) aus einem vulkanisierten Kautschukmaterial besteht, welches Härtegrade zwischen Shore A 45 bis'Shore A 50 aufweist.
6. 6. Aufnahmedorn nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet , daß in das Kautschukmaterial für den verschleiß- oder schnittfesten Mantel Füllstoffe bzw. Einlagen aus Fasern oder Geweben einvulkanisiert sind.
7. 7. Aufnahmedorn nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den Schichten im Bereich der
   Dornenden eine oder mehrere die radiale Dehnbarkeit einschrän-' kende Einlagen (12, 13) vorgesehen sind.
8. 8. Aufnahmedorn nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (12, 13) an den Enden des
   Dornes aus einem schlauchförmigen Material aus Metall, Textil
   oder Kunststoff bestehen.

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