DE2820750C2 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen einer band- oder drahförmigen Verstärkungswendel auf einen Innenschlauch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen einer band- oder drahtförmigen Verstärkungswendel auf einen Innenschlauch, bei welcher das band oder drahtförmige Verstärkungsmittel kontinuierlich von einer Vorratsspule, durch welche der Schlauch koaxial hindurchgeführt wird und deren Umlaufgeschwindigkeit mit der Vorx-hubgeschwindigkeit in einem, den Windungsabstand der Verstärkungswendel bestimmenden Verhältnis steht, abgewickelt und mittels einer Abnahmevorrichtung auf ein feststehendes, den kontinuierlich durchlaufenden Innenschlauch konzentrisch umschließendes, hohlzylindrisches Zugentlastungselement aufgebracht wird, von welchem es (das Verstärkungsmittel) als Verstärkungswendel mittels einer axialen, mit der Abnahmevorrichtung umlaufenden Schiebevorrichtung auf den Innenschlauch geschoben wird.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 25 02 363) ist in einer drehbar gelagerten und antreibbaren Hohlwelle, auf welcher die Vorratstrommel des band- oder drahtförmigen Verstärkungsmittels ihrerseits drehbar gelagert ist, feststehend ein Führungsrohr angeordnet, welches die Hohlwelle beidseitig axial überragt und durch welches der zu armierende Grundoder Innenschlauch kontinuierlich hindurchgeführt wird. Als Zugentlastungselement für das schraubenartig auf den Innenschlauch aufzubringende Verstärkungsmittel ist das in Durchlaufrichtung des Schlauches konisch verjüngte, auf der Auslaufseite des Schlauches die Hohlwelle axial überragende Endstück des feststehenden Fühiungsrohres vorgesehen, auf welches das Verstärkungsmittel spiralig aufgewickelt wird. Von diesem Zugentlastungseiement gleitet das vorgewickeltc Verstärkungsmittel auf den durch das Führungsrohr gezogenen Grundschlauch. Zur Förderung des Aufschubes der auf dem Zugentlastungselement vorgewickelten Windungen des Verstärkungsmittels auf den durchlaufenden Grundschlauch ist am Umfang eines zylindrischen Teiles einer Abnahmevorrichtung über dem Zugentlastungselement ein Gewindegang, eine Taumelscheibe oder dergl. vorgesehen, dessen Ende zum Zugentlastungselement hin verläuft.

Um unvorhergesehene Zugspannungen am zugeführten Verstärkungsmittel auszugleichen, ist die vorgesehene Abnahmevorrichtung, durch welche das Zugentlastungsmittel von der Vorratsspule auf das Zugentlastungselement geführt wird, mit einer besonderen Brems- und Mitnahmevorrichtung ausgerüstet, die eine lösbare, kraftschlüssige Verbindung zwischen der Abnahmevorrichtung und der Vorratstrommel herstellt.

Auf dem bereits genannten zylindrischen Teil der Abnahmevorrichtung ist ein radial verlaufendes Führungsrohr für das zuzuführende Verstärkungsmittel vorgesehen, aus welchem das Verstärkungsmittel auf das konische Zugentlastungselement gleitet. Weil zwischen diesem radialen Führungsrohr und dem Zugentlastungselement keine weiteren Führungs- und Zugregulierungsorgane "orhanden sind, können mit dieser Vorrichtung nur verhältnismäßig weiche, d. h. leicht biegsame und wickelbare Verstärkungsmittel verarbeitet werden. Für steife Verstärkungsmittel ist es erforderlich, diese beispielsweise durch Erhitzen von ihren Eigenspannungen zu befreien, bevor sie auf das Zugelement gelangen. Des weiteren ist schon wegen der durch die Hohlwelle bedingten Länge des Führungsrohres nur die Möglichkeit gegeber, einen bereits vorgefertigten Grundschlauch zu verwenden; die Anordnung dieser bekannten Vorrichtung in unmittelbarer Nähe der Extruderdüse einer den Grundschlauch herstellenden Extrudiermaschine ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des neuen Hauptan-Spruches unter Vermeidung der vorstehend aufgeführten Nachteile so zu verbessern, daß mit ihr auch verhältnismäßig steife und insbesondere bandförmige Verstärkungsmittel verarbeitet und in Form einer Verstärkungswendel mit gleichmäßigsn Windungsabständen unmittelbar auf den die Extruderdüse einer Extrudiermaschine verlassenden Grund- oder Innenschlauch kontinuierlich aufgebracht werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß konzentrisch zu einem hohlzylindrischen Vorwikkeldorn eine kontinuierlich umlaufend angetriebene, mit zum Vorwickeldorn exzentrisch angeordneten, radialen Führungs- und/oder Andruckrollen bzw. einem Zapfen versehene Wickelvorrichtung sowie im Endbereich des Vorwickeldorns eine Reduzierhülse angeordnet ist, wobei die Reduzierhülse eine sich in Bewegungsrichtung des Innenschlauches vom äußeren Vorwickeldurchmesser des Verstärkungswendelbandes auf den fertigen Außendurchmesser der Verstärkungswendel konisch verkleinernde Axialbohrung aufweist. Eine solche Vorrichtung hat im wesentlichen den Vorteil, daß das band- oder drahtförmige Verstärkungsmittel bis in die unmittelbare Nähe des Vorwickeldorns kraftschlüssig oder gar formschlüssig geführt ist bzw. dem Vorwickeldorn mit konstanter tangentialer Zugkraft zugeführt wird und daß die Reduzierung des Durchmessers der vorgewickelten Wendel auf den endgültigen Durchmesser, den die Verstärkungswendel auf dem Innenschlauch besitzt zwangsläufig in der Weise verursacht wird, daß die sich bereits auf dem Innenschlauch befindenden Windungen keinerlei Zugbeanspruchung in axialer Richtung ausgesetzt sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind den Ansprüchen 2 bis 14 zu entnehmen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Extruderkopf, mit Vorwickeldorn, Wickelvorrichtung und Reduzierhülse im Schnitt,

F i g. 2 die Schnittansicht H-II der F i g. 1, F i g. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der F i g. 1, F i g. 4 den Schnitt IV-IV der F i g. 2, Fig.5 eine Vorratstrommel mit Trommellager, teilweise geschnitten sowie mit einer anderen Ausführungsform der Wickelvorrichtung,
so F ig. 6 die Ansicht VI-VI der F ig. 5,

F i g. 7 einen Extruderkopf mit der in F i g. 5 gezeigten anderen Ausführungsform der Wickelvorrichtung im Schnitt,

F i g. 8 die Schnittansicht VIII-VIII der F i g. 7, F i g. 9 einen vergrößerten Teilausschnitt der F i g. 7 im Schnitt,

Fig. 10 ein Einzelteil der Fig. 8 und 9 in teilweise geschnittener perspektivischer Darstellung.

Zum Herstellen eines Kunststcffschlauches, bei dem auf einen Innenschlauch eine Verstärkungswendel aufgewickelt ist, sind in der Zeichnung zwei im Prinzip gleich arbeitende, in der Ausführungsform jedoch unterschiedliche Vorrichtungen dargestellt. Die eine, einfachere Vorrichtung ergibt sich aus den Fig. 1 bis 4 in Verbindung mit den F i g. 5 und 6, während die zweite Ausführungsform Gegenstand der Fig. 7 bis 10

ebenfalls in Verbindung mit den F i g. 5 und 6 ist.

Beide Ausführungsformen sind geeignet, das Aufbrin-

gen des Verstärkungswendeis auf den Innenschlauch unmittelbar während des Extrudierens des Innenschlauches durchzuführen, was fertigungstechnisch den großen Vorteil hat, daß die beim Extrudieren notwendige Schmelzwärme auch zum Erwärmen der zugeführten Verstärkungswendel auf Schmelz- bzw. Schweißtemperatur verwendet werden kann, um eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Verstärkungswendel und Innenschlauch herzustellen.

Ein in Fig. 1 schematisch im Schnitt dargestellter ι ο Extruderkopf 1, der von einem Ringgehäuse 2 umgeben und stirnseitig mit einem Flanschring 3 versehen ist, weist eine koaxial eingeschraubte Extruderdüse 4 auf, die in einem dünnwandigen Rohrstück 5 endet, und in welcher sich ein zylindrischer Kern 6 befindet, der an '5 seinem Ende einen Erweiterungswulst 7 besitzt. Auf einem zylindrischen Absatz 8 ist konzentrisch zur Extruderdüse 4 eine Fadeneinzugsscheibe 9 mittels nicht dargestellter Schrauben befestigt, die eine Anzahl gleichmäßig verteilt angeordneter radialer Fadenführungsschlitze 10 besitzt. Die Fadenführungsschlitze 10 münden alle in eine konzentrische Bohrung 11, deren Durchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Rohrstücks der Extruderdüse 4 und deren innere Ringkante, die aus F i g. 1 ersichtlich ist, abgerundet ist. Auf einem zylindrischen Ansatz 12 der Fadeneinzugsscheibe 9 ist konzentrisch zum Rohrstück 5 der Extruderdüse 4 eine mit einer entsprechenden zylindrischen Ausnehmung 13 versehene Kreisscheibe 14 zentriert, die auf ihrer äußeren Stirnseite einen aus einem Rohransatz bestehenden Vorwickeldorn 15 besitzt, der annähernd in der gleichen Radialebene endet wie das Rohrstück 5 der Extruderdüse 4. Eine konzentrische Axialbohrung 16 der Kreisscheibe 14 und des Vorwickeldorns 115 hat den gleichen Durchmesser wie die Bohrung 11 der Fadeneinzugsscheibe 9, so daß um das Rohrstück 5 der Extruderdüse 4 ein stirnseitig offener Ringspalt 17 entsteht. Durch diesen Ringspalt können axial verlaufend Verstärkungsfäden gezogen werden, die auf dem Umfang des extrudierten Innenschlauches befestigt werden sollen und die durch die radialen Fadenführungsschlitze 10 eingezogen werden. Der Vorwickeldorn 15 dient zum Vorwickeln eines Verstärkungswendelbandes 18, das auf seiner Außenseite zwei Verstärkungsrippen 19 aufweist. Zum Aufwickeln des Verstärkungswendelbandes 18 auf den Vorwickeldorn 15 ist eine Wickelvorrichtung 20 vorgesehen. Diese Wickelvorrichtung 20 besteht aus einer Ringscheibe 21, die mittels eines Kugellagers 22 leicht drehbar auf der Kreisscheibe 14 gelagert ist. Auf der äußeren Stirnseite der Ringscheibe 21 sind zwei Führungsrollen 23 und 24 auf Lagerzapfen 25 bzw. 26 drehbar gelagert, zwischen welchen das Verstärkungswendelband 18 tangential zum Vorwickeldorn 15 hindurchgeführt wird. Auf einem weiteren Lagerzapfen 27 ist ein Schwenkarm 28 gelagert, der mit einer Andruckrolle 29 versehen ist, die das Verstärkungswendelband 18 auf den Vorwickeldorn 15 drückt Die Andruckkraft wird von einer Zugfeder 30 aufgebracht, die an einem Zapfen 31 des Schwenkarmes 28 sowie an einem Zapfen 32 der Ringscheibe 21 eingehängt ist. Wie aus Fig.4 ersichtlich ist, ist das Mantelprofi! der Andruckrolle 29 dem Querschnittsprofil des Verstärkungswendelbandes 18 angepaßt Um den Reibungswiderstand möglichst klein zu halten, ist die Andruckroi-Ie 29 mittels eines Kugellagers 33 auf einem Lagerzapfen 34 des Schwenkarmes 28 gelagert Des weiteren ist auf der Ringscheibe 21 mittels zweier Schrauben 35 eine im wesentlichen radial verlaufende zungenförmige Platte 36 befestigt, die eine zum Vorwickeldorn 15 konzentrisch verlaufende und sich etwa über V₈ des Umfangs des Vorwickeldorns 15 erstreckende Axialkurvenscheibe 37 aufweist. Diese Axialkurvenscheibe 37 besteht aus einer wendel- oder gewindeartig verlaufenden radialen Ringfläche, deren axiale Steigung übereinstimmt mit der Steigung, die die eng aneinanderliegenden Windungsgänge des auf den Vowickeldorn 15 gewickelten Verstärkungswendelbandes 18 besitzen. Aufgabe dieser Axialkurvenscheibe 37 ist es, die auf den Vorwickeldorn 15 aufgewickelten Windungsgänge des Verstärkungswendelbandes 18 kontinuierlich in axialer Richtung zu verschieben.

Unmittelbar anschließend an den Vorwickeldorn 15 bzw. die Platte 36 ist eine Reduzierhülse 38 angeordnet, die mittels eines Ringflansches 39 an einem feststehenden Halter 40 zum Zwecke der Selbstzentrierung geringfügig radial beweglich befestigt ist. Die Reduzierhülse 38 besitzt eine zentrische Axialbohrung 41, die in axialer Richtung gesehen aus drei Abschnitten 42, 43 und 44 besteht. Der einlaufseitige Abschnitt 42 ist in axialer Richtung verhältnismäßig kurz und zylindrisch, wobei sein Durchmesser auf den Außendurchmesser der auf den Vorwickeldorn 15 aufgewickelten Windungsgänge des Verstärkungswendelbandes 18 abgestimmt ist. Der Abschnitt 43 ist konisch und verjüngt sich vom Durchmesser des Abschnittes 42 auf den Durchmesser des ausgangsseitigen, ebenfalls zylindrischen Abschnittes 44 der Bohrung 41. Der Durchmesser des Abschnittes 44 entspricht dem Enddurchmesser der auf den Innenschlauch aufgebrachten Verstärkungswendel.

In F i g. 3 ist vergrößert dargestellt, wie die auf den Vorwickeldorn 15 aneinanderliegend aufgewickelten Windungsgänge eines Verstärkungswendelbandes 18' beim axialen Durchlaufen der Reduzierhülse 38 unter ständiger Verringerung des Wicklungsdurchmessers eine der Durchmesserverringerung proportionale Erhöhung ihrer Wicklungssteigung erfahren, die sie beim Verlassen der Reduzierhülse 38 aufweisen, wenn sie auf einem extrudierten Innenschlauch 45 befestigt sind und dessen Verstärkungswendel 46 bilden.

Das Aufwickeln des Verstärkungswendelbandes 18 auf den Vorwickel lorn 15 erfolgt durch kontinuierliche Drehung der Wickelvorrichtung 20 in Richtung des Pfeiles 47 um den stillstehenden Vorwickeldorn 15 unter gleichzeitiger Axialbewegung der jeweils aufgewickelten Windungsgänge des Verstärkungswendelbandes 18' durch die Axialkurvenscheibe 37 der Platte 36. Um ein Festziehen des jeweils aufgewickelten Windungsganges des Verstärkungswendelbandes 18' auf dem Vorwickeldorn 15 zu vermeiden, ist die Mantelfläche des Vorwickeldornes 15 aufgerauht bzw. mit einer axialen Riefelung versehen. Wie aus Fig.3 ersichtlich ist besitzt der Kern 6 eine Axialbohrung 6', durch welche wie bekannt, ein Luftstrom geblasen wird, der das Zusammenfallen des extrudierten Innenschlauches 45 verhindert

Der Drehantrieb der Ringscheibe 21 der Wickelvorrichtung 20 erfolgt durch eine in Fig.5 und 6 dargestellte Einrichtung, mit welcher der Lagerzapfen 27 durch ein Winkelstück 48 verbunden ist Die in F i g. 5 und 6 dargestellte Einrichtung dient aber nicht nur zum Antreiben der Wickelvorrichtung, sondern auch zum Lagern einer Vorratstrommel 50, auf der das Verstärkungswendelband 18 spulenartig aufgewickelt ist Diese Vorratstrommel 50 ist mittels Kugellagern 51, von denen in F i g. 5 nur eines dargestellt ist, für sich leicht

drehbar konzentrisch auf einem zylindrischen Hohlkörper 52 eines seinerseits koaxial zum Vorwickeldorn 15 angeordneten Trommellagers 53 gelagert. Das Trommellager 53 besitzt an seinen beiden Enden Scheibenräder 54 und 55, mittels welcher es auf Lager- bzw. Reibrollen 56 bzw. 57 aufliegt, die jeweils paarweise symmetrisch zur senkrechten Mittelebene des Trommellagers ihrerseits drehbar angeordnet sind. Die Reibrollen 56 sind durch eine Welle 58 miteinander verbunden und stehen über einen Treibriemen 59 mit einem Antriebsmotor 60 in getrieblicher Verbindung. Das Scheibenrad 54, das auf der der Wickelvorrichtung 20 zugekehrten Stirnseite des Trommellagers 53 angeordnet ist, besitzt als Durchlaßführung für das Verstärkungswendelband 18 ein Winkelrohr 61, dessen Enden trompetenartig ausgeweitet sind. Dabei ist das eine Ende 62 radial auf die Wickelvorrichtung gerichtet und das andere Ende 63 axial ausgerichtet Der in F i g. 5 dargestellte Extruderkopf Γ ist mit einer anderen Wickelvorrichtung 67 ausgerüstet, die im einzelnen in den Fig.7 bis 10 dargestellt ist. An der Stirnseite des Scheibenrades 54 ist ein Mitnehmerarm 64 befestigt, der zwischen zwei radiale Mitnehmerfinger 65 und 66 der Wickelvorrichtung 67 eingreift (siehe auch F i g. 8).

Auf diese Weise ist die Vorratstromrnel 50 koaxial zum Aufwickeldora 15 bzw. zur Wickelvorrichtung 20, bzw. zur Extruderdüse 4 angeordnet, so daß sie sich zum Zwecke des Abwickeins des Verstärkungswendelbandes 18 ausschließlich um ihre eigene Achse frei drehen kann.

Das Rohr 40, an dem die Reduzierhülse 38 befestigt ist, kann zugleich als Auffangbehälter für die Kühlflüssigkeit dienen, die unmittelbar hinter der Reduzierhülse 38 auf den extrudierten, bereits mit einer Verstärkungswendel 46 versehenen Innenschlauch 45 gespritzt wird. Statt einer Flüssigkeitskühlung kann selbstverständlich auch eine Luftkühlung vorgesehen sein.

Es ist aus den Fig. 1, 3 und 5 ohne weiteres erkennbar, daß der Vorwickeldorn 15, die Reduzierhülse 38 sowie das Trommellager 53 mit der Vorratstrommel 50 koaxial zueinander bzw. koaxial zur Extruderdüse 4 angeordnet sind und daß auch die Ringscheibe 21 der Wickelvorrichtung 20 dazu eine konzentrische Lage einnimmt.

Wie insbesondere aus den F i g. 2 und 3 erkennbar ist, erfolgt das Aufbringen der Verstärkungswendel 46 auf den Innenschlauch 45 in der Weise, daß das Verstärkungswendelband 18 beim Drehen der Wickelvorrichtung 20 in Richtung des Pfeiles 47 in der stets gleichen Ebene auf den stillstehenden Vorwickeldorn 15 gewickelt wird und daß gleichzeitig durch die Axialkurvenscheibe 37 der Platte 36 die aufgewickelten Windungsgänge kontinuierlich in Extrudierrichtung des Pfeiles 69 vom Vorwickeldorn 15 in die Reduzierhülse 38 geschoben werden, in welcher sie unter stetiger Durchrnesserverringerung und gleichzeitiger Steigungsvergrößerung auf den Innenschlauch 45, der am Ende der Reduzierhülse 38 seinen endgültigen Durchmesser einnimmt, aufgebracht und mit diesem infolge der noch herrschenden Schweißtemperatur stoffschlüssig verbunden werden. Es ist klar, daß dabei die Drehgeschwindigkeit der Wickelvorrichtung 20 in einem bestimmten Verhältnis stehen muß zur Extrudiergeschwindigkeit, d. h. der Fördergeschwindigkeit des Innenschlauches 45 in Richtung des Pfeiles 69. In der Praxis wird dies dadurch erreicht, daß der Antrieb der Reibrollen 56 in getrieblicher Verbindung steht mit dem Antrieb der nicht dargestellten Ziehvorrichtung, die den extrudierten Innenschlauch 45 mit der aufgebrachten Verstärkungswendel 46 von der Extruderdüse 4 abzieht, und die in Abziehrichtung (Pfeil 69) hinter dem Trommellager 53 angeordnet ist.

Während des Extrudierens des Innenschlauches 45 werden zugleich auch nichtelastische, jedoch flexible Verstärkungsfäden 70, die nur in F i g. 3 angedeutet sind, durch den Ringspalt 17 eingezogen. Dabei kann erreicht werden, daß sie sich im Bereich des Erweiterungswulstes 7 des Kerns 6 der Extruderdüse 4 geringfügig in die Mantelfläche des Innenschlauches 45 einbetten und so eine teils form- teils stoffschlüssige Verbindung mit dem Innenschlauch 45 eingehen.

Während des Aufwickeins des Verstärkungswendelbandes 18 auf den Vorwickeldorn 15 dreht sich die Vorratstrommel 50 geringfügig schneller als das Trommellager 53 und die Wickelvorrichtung 20 bzw. 67. Diese Drehgeschwindigkeitsdifferenz ergibt sich aus der Differenz zwischen der Umfangslänge des Vorwikkeldorns 15 und der Umfangslänge eines Wickelwindungsganges auf der Vorratstrommel 50. Bis zum Gleichlauf zwischen der Vorratstrommel 50 und dem Trommellager 53 wird die Drehbewegung der Vorratstrommel 50 durch die Lagerreibung, wenn diese auch klein ist, aufrechterhalten, so daß auf dem zwischen der Vorratstrommel 50 und dem Vorwickeldorn 15 liegenden Abschnitt des Verstärkungswendelbandes 18 nur die Zugspannung herrscht, die zur Aufrechterhaltung des vorerwähnten Vorlaufes der Vorratstrommel 50 gegenüber dem Trornrr.eüager 53 erforderlich ist

In den F i g. 7, 8 und 9 ist nicht nur eine verbesserte Wickelvorrichtung 67, sondern auch ein anderer Vorwickeldorn 71, eine andere Extruderdüse 72 sowie eine anders angeordnete und anders ausgebildete Reduzierhülse 73 vorgesehen. Wie am besten aus der Fig.7 erkennbar ist, ist die Extruderdüse 72 mittels eines Gewindeansatzes 74 in ein rohrförrniges Endstück 75 des Extruderkopfes Γ eingeschraubt, an dessen Stirnfläche 76 ein Ringflansch 77 dichtend anliegt. Ein stabförmiger Kern 79, dessen ausgangsseitiges Ende mit einem Erweiterungswulst 80 versehen ist, in einer Axialbohrung bildet zwischen diesen einen Ringspalt (78). Ein Rohrstück 72' der Extrude .-düse 72, das wesentlich länger ist als das Rohrstück 5 der Extruderdüse 4 beim Ausführungsbeispiel der F i g. 1 bis 4, durchragt nicht nur eine konzentrisch dazu angeordnete Fadeneinzugsscheibe 81, die feststehend mit dem Extruderkopf 1 verbunden ist, sondern auch ein feststehendes Zahnrad eines Planetengetriebes 82 sowie den Vorwickeldorn 71, der so lang ist, daß er etwa 4 bis 6 eng aneinanderliegende Windungsgänge des Verstärkungswendelbandes 18 aufnehmen kann. Auch der Vorwickeldorn 71 besteht im wesentlichen aus einem Rohrstück 71', das an einem hohlzylindrischen Flanschkörper 83 angeformt ist Der Flanschkörper 83 besitzt zur Zentrierung und Befestigung des Zahnrades 82 einen Flanschring 84 und ist mittels eines Gewindes 85 in eine Bohrung 86 der Fadeneinzugsscheibe 81 fest eingeschraubt Dadurch ist das Zahnrad 82 stillstehend fest mit der Fadeneinzugsscheibe 81 bzw. mit dem Extruderkopf Γ verbunden. Auf der Stirnseite einer Ringscheibe 87, die mittels eines Kugellagers 88 auf einem zylindrischen Ansatz 89 der Fadeneinzugsscheibe 81 drehbar gelagert ist, sind auf in der Zeichnung nicht dargestellten Lagerzapfen zwei weitere Zahnräder 90 und 91 des Planetengetriebes drehbar gelagert, die gleich groß sind, d. h. gleichvicle Zähne haben, miteinander in Eingriff stehen und zusammen mit dem

konzentrisch zum Vorwickeldorn 71 angeordneten Zahnrad 82 ein einfaches Umlaufgetriebe bilden, in dem das Zahnrad 90 mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes 82 in Eingriff steht. Das Zahnrad 90 dient dabei lediglich als Zwischenrad zur Drehrichtungsumkehr des Zahnrades 91. Das Zahnrad 91 ist auf seiner freien Stirnseite mit einem zylindrischen Zapfen 92 versehen, dessen Mantelfläche aufgerauht bzw. mit einem Axialrendel versehen ist. An einem Hebelarm 93, der auf einem zylindrischen Ansatz 94 des Lagerzapfens des Zahnrades 90 schwenkbar gelagert ist und mittels einer Drehfeder 95 radial gegen den Zapfen 92 gedrückt wird, ist eine Andruckrolle 96 gelagert, die das über den Zapfen 92 geführte Verstärkungswendelband 18 fest an diesen andrückt.

Der Durchmesser des Zapfens Θ2 ist so gewählt, daß bei einem Umlauf des Zahnrades 91 um die Achse des Zahnrades 82 in Richtung des Pfeiles 97 durch die gleichzeitige Drehung des Zahnrades 91 in Richtung des Pfeiles 98 vom Zapfen 92 gerade soviel vom Verstärkungswendelband 18 nachgefördert, d.h. von der Vorratstrommel 50 abgezogen wird, wie zur Bildung eines kompletten Windungsganges auf dem Vorwickeldorn 71 benötigt wird. Zur seitlichen Führung des Verstärkungswendelbandes 18 sind zwei mit einer gemeinsamen Schraube 99 auf einem Pfosten 100 mit einem der Breite des Verstärkungswendelbandes 18 entsprechenden Abstand befestigte Führungslaschen 101 und 102 vorgesehen, zwischen welchen das Verstärkungswendelband 18 hindurchläuft (siehe hierzu insbesondere Fig.7). Durch diesen als Antriebsrolle dienenden Zapfen 92, der über das Planetengetriebe 82, 90 und 91 angetrieben wird, ergibt sich der Vorteil, daß die Zugspannung, die zum Abwickeln des Verstärkungswendelbandes 18 von der Vorratstrommel 50 erforder-Hch ist, sich nicht auf die Windungsgänge, die auf den Vorwickeldorn 71 aufgewickelt sind, auswirkt, so daß sich diese insgesamt leichter in axialer Richtung auf dem Vorwickeldorn 71 verschieben lassen.

Zur Axialverschiebung der auf den Vorwickeldorn 71 aufgewickelten Windungsgänge eines Verstärkungswendelbandes 103 bzw. 104 sind zwei verschiedene Vorschubvorrichtungen vorgesehen, die in axialem Abstand voneinander angeordnet sind. Die eine Vorschubvorrichtung besteht aus einer Ringscheibe 106, die mittels eines Kugellagers 107 in einer schräg zur Achse 108 des Vorwickeldorns 71 stehenden Ebene in einem Halter 109 drehbar gelagert ist Der Halter 109 ist mittels zweier Schrauben 110 und eines Distanzstückes 111 auf der Ringscheibe 87 befestigt Die Schräglage der Ringscheibe 106 entspricht dabei dem halben Steigungswinkel der Windungsgängs des Vsrstärkungswendelbandes 103. Die zweite Vorschubvorrichtung besteht ähnlich wie die Platte 36 der Ausführungsform der F i g. 1 bis 4, aus einer mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Distanzstückes und mittels zweier Schrauben 112 auf der Ringscheibe 87 befestigten Zunge 113, die in F i g. 10 als Einzelteil dargestellt ist und die eine konzentrisch zum Vorwickeldorn 71 verlaufende Axialkurvenscheibe 114 aufweist welche etwas mehr «> als den halben Umfang des Vorwickeldorns 71 umschließt.

Wie beim Ausführungsbeispiel der F i g. 1 bis 4 ist auch hier zwischen dem den Vorwickeldorn 71 bildenden Rohrstück 7Γ und dem Rohrstück 72' der Extruderdüse 72 ein Ringspalt 115 vorhanden, durch welchen nicht dargestellte axiale Verstärkungsfäden auf den extrudierten Innenschlauch 45 aufgebracht werden können, die dann von der Verstärkungswendel 46, wie beim Ausführungsbeispiel der Fig.3, umschlossen werden.

Die Reduzierhülse 73, deren axiale Länge etwa der zweieinhalbfachen Breite des Verstärkungswendelbandes 18 entspricht, ist mittels eines äußeren Ringflansches 116 axial beweglich in einem Halter 117 derart gelagert, daß sie sich selbst in bezug auf die sie durchlaufenden, auf dem Vorwickeldorn 71 noch teilweise geführten Windungsgänge des Verstärkungswendelbandes 104 zentrieren kann. Die Axialbohrung der Reduzierhülse 73 ist in drei Abschnitte 118,119 und 120 unterteilt die verschiedene Durchmesser haben. Der Durchmesser des einlaufseitigen Abschnittes 118 entspricht dem äußeren Durchmesser der Windungsgänge des Verstärkungswendelbandes 104, während der Durchmesser des auslaufseitigen Abschnittes 120 dem auf das Endmaß reduzierten Außendurchmesser der fertigen Verstärkungswendels 46 entspricht Der mittlere konische Abschnitt der zumindest annähernd in der gemeinsamen Mündungsebene des Rohrstückes 72' und der Extruderdüse 72 und des Rohrstückes 7Γ des Vorwickeldornes 71 beginnt, und der eine axiale Länge hat die etwa ³A der Breite des Verstärkungswendelbandes 18 entspricht überbrückt die beiden unterschiedlichen ein- und auslaufseitigen Bohrungsdurchmesser kegelförmig. Dadurch ist gewährleistet daß die Windungsgänge des Verstärkungswendelbandes 104, wenn sie im Zuge ihres Axialvorschubes den Vorwickeldorn 71 verlassen, unmittelbar anschließend auf den verjüngten Enddurchmesser und zugleich mit dem Außenmantel des extrudierten Innenschlauches 45 in Verbindung gebracht werden, wobei die Verringerung des Windungsdurchmessers die vergrößerte Windungssteigung verursacht, so daß die einzelnen Windungsgänge nicht mehr aneinander liegen, sondern den gewünschten Abstand voneinander haben, wie das in F i g. 9 dargestellt ist

Durch die gewählte Länge der beiden in der gleichen Ebene endenden Rohrstücke 71', 72' und der Extruderdiise 72 einerseits und des Vorwickeldornes 71 andererseits ist gewährleistet daß sich die Innenfläche des aufgewickelten Verstärkungswendelbandes ausreichend, d.h. auf Schmelz- bzw. Schweißtemperatur erwärmt so daß sofort ein Schweißvorgang stattfindet wenn sich ein Windungsgang des Verstärkungswendelbandes 104 und der extrudierte Innenschlauch 45 berühren. Wegen der axialen Länge des Vorwickeldornes bzw. wegen der Vielzahl von Windungsgängen, die jeweils auf dem Vorwickeldorn 71 aufgewickelt sind, ist es trotz leicht konischer Mantelfläche des Vorwickeldornes 71 vorteilhaft zwei Vorschubvorrichtungen in der beschriebenen Weise vorzusehen.

Dabei werden, wie aus F i g. 9 ersichtlich ist die ersten 2V2 oder 3 Windungsgänge des Verstärkungswendelbandes 103 jeweils von der schrägstehenden Ringscheibe 106 und die vorlaugenden Windungsgänge des Verstärkungswendelbandes 104 von der Axialkurvenscheibe 114 transportiert Der Antrieb der Wickelvorrichtung 67, d.h. der Ringscheibe 87 in Richtung des Pfeiles 97 erfolgt wie bereits vorerwähnt durch das Trommellager 53 (F i g. 5) den Mitnehmerarm 64 und die Mitnehmerfinger 65 und 66. Der Axialvorschub der aufgewickelten Windungsgänge des Verstärkungswendelbandes 103 und 104 erfolgt dabei in der Weise, daß die aneinander liegenden Windungsgänge bei jeder Umdrehung der Wickelvorrichtung 67 um eine Windung, d.h. um eine Verstärkungswendelbandbreite in Extrudierrichtung des Pfeiles 121 weiterbewegt werden.

Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren wohl am vorteilhaftesten in unmittelbarer Verbindung mit dem Extrudieren des Innenschlauches angewendet werden kann, ist es ohne weiteres möglich, in analoger Weise und mit einer im Prinzip gleich oder ähnlich aufgebauten Wickelvorrichtung einen bereits vorgefertigten Innenschlauch mit einer Verstärkungswendel zu versehen. Dabei ist es im Prinzip gleichgültig, welche Querschnittsform die Verstärkungswendel aufweist, ob sie rechteckförmig, rund. U-förmig oder sonstwie ausgebildet ist. Durch entsprechende Erwärmung sowohl der Schlauchoberfläche als auch der Innenfläche der

Wendelwindungen kann auch dabei ein Verschweißen zwischen Verstärkungswendel und Innenschlauch erzielt werden. Daß sich bei der Verarbeitung einer schmäleren Verstärkungswendel ein kürzerer Vorwikkeldorn ergeben kann, liegt in der Natur der Sache.

Es ist auch denkbar, die Innenfläche der aufgewickelten Windungen mit einem Kleber zu versehen, der beispielsweise am Ende des Vorwickeldornes durch entsprechende Radialöffnungen und eine Kleberzufullir durch den Hohlraum des Vorwickeldornes aufgebracht werden könnte. Für eine solche Kleberzufuhr könnte beispielsweise der Ringspalt 115 verwendet werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen einer band- oder drahtförmigen Verstärkungswendel auf einen Innenschlauch, bei welcher das band- oder drahtförmige Verstärkungsmittel kontinuierlich von einer Vorratsspule, durch welche der Schlauch koaxial hindurchgeführt wird, und deren Umlaufgeschwindigkeit mit der Vorschubgeschwindigkeit in einem, den Windungsabstand der Verstärkungswendel bestimmenden Verhältnis steht, abgewickelt und mittels einer Abnahmevorrichtung auf ein feststehendes, den kontinuierlich durchlaufenden Innenschlauch konzentrisch umschließendes, hohlzylindrisches Zugentlastungselement aufgebracht wird, von welchem es (das Verstärkungsmittel) als Yerstärkungswendel mittels einer axialen, mit der Abnahmevorrichtung umlaufenden Schiebevorrichtung auf den Innenschlauch geschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch zu einem hohlzylmdrischen Vorwickeldorn (15, 71) eine kontinuierlich umlaufend angetriebene, mit 7um Vorwickeldorn (15, 71) exzentrisch angeordneten, radialen Führungs- und/oder Andruckrollen (23, 24 bzw. 29, 96) bzw. einem Zapfen (92) versehene Wickelvorrichtung (20, 67) sowie im Endbereich des Vorwickeldorns (15, 71) eine Reduzierhülse (38, 73) angeordnet ist, wobei die Reduzierhülse (38, 73) eine sich in Bewegungsrichtung des Innenschlauches (45) vom äußeren Vorwikkeldurchmesser des Verstärkungswendelbandes (18', 103, 104) auf den fertigen Außendurchmesser der Verstärkungswendel (46) konisch verkleinernde Axiaibohrung (41, 42, 43, 44 bzw. 118, 119, 120) aufweist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckrolle (29) radial gegen den Vorwickeldorn (15) bewegbar und drehbar auf einem federbelasteten Schwenkarm (28) gelagert ist, welcher seinerseits an einer koaxial zum Vorwickeldorn (15) drehbar gelagerten, mit den Führungsrollen (23, 24) versehenen Ringscheibe (21) angelenkt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelvorrichtung (67) einen Zapfen (92) aufweist, der exzentrisch zum Vorwickeldorn (71) auf einer konzentrisch zum Vorwickeldorn (71) drehbar gelagerten Ringscheibe (87) drehbar gelagert und durch ein Planetengetriebe (82, 90, 91) antreibbar ist und dem die an einem federbelasteten Hebelarm (93) gelagerte Andruckrolle (96) zugeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwickeldorn (15, 71) auf seiner Mantelfläche mit einer axialen Riefelung versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als axiales Vorschuborgan für das vorgewickelte Verstärkungswendelband (18', 104) eine an der umlaufend antreibbaren Wickelvorrichtung (20, 67) befestigte, den Wickeldorn (15, 71) in Form eines Ringsektors teilweise umschließende Axialkurvenscheibe (37, 114), die eine der Vorwickelsteigung bzw. der Breite der Verstärkungswendel entsprechende Steigung aufweist, vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Axialkurvenscheibe (114) oder an deren Stelle eine planebene, an der umlaufend antreibbaren Wickelvorrichtung (67) befestigte, den Vorwickeldorn (71) umschließende Ringscheibe (106) vorgesehen ist, deren Achse mit der Wickeldornachse einen dem Steigungswinkel des vorgewickelten Verstärkungswendelbandes (103) entsprechenden Winkel bildet

7. Vorrichtung nach Anspruch ί und einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorratstrommel (50) für sich leicht drehbar konzentrisch auf einem zylindrischen Hohlkörper (52) eines seinerseits koaxial zum Vorwickeldorn (15, 71) angeordneten Trommellagers (53) gelagert ist, das mit Wickelgeschwindigkeit in Wickeldrehrichtung drehend antreibbar ist und mit der Wickelvorrichtung (20,67) in drehfester Verbindung steht

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Trommellager (53) mittels zweier jeweils an einem Ende angeordneter, konzentrischer Scheibenräder (54, 55) auf parallel darunter angeordneten Lager- bzw. Reibrollen (56, 57) gelagert ist über welche das Trommellager (53) motorisch angetrieben werden kann.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trommellager (53) mit der Vorratstrommel (50) in bezug auf die axiale Bewegungsrichtung des Innenschlauches (45) und üer Verstärkungswendel (46) hinter dem Vorwickeldorn (15,71) bzw. hinter der Reduzierhülse (38, 73) angeordnet ist, wobei die Reduzierhülse (38,73) an einem das Trommellager (53) durchragenden Halter (40) befestigt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß die Reduzierhülse (38, 73) radial beweglich am Halter (40 bzw. 117) befestigt ist

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Durchmesserverkleinerung der Axialbohrung der Reduzierhülse (38, 73) sich über eine axiale Länge erstreckt, die etwa der Breite eines Verstärkungswendelbandes (18) bzw. der Steigung eines Windungsganges des vorgewickelten Verstärkungswendelbandes (18', 103,104) entspricht.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwickeldorn (15, 17) unmittelbar an einem Extruderkopf (1, Γ) einer Extrudiermaschine konzentrisch zu einer Extruderdüse (4, 72) angeordnet ist und daß die Vorratstrommel (50) unmittelbar anschließend an den Extruderkopf (1, V) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwickeldorn (71) die Extruderdüse (72) auf eine Länge von mehreren Windungsgängen des Verstärkungswendelbandes (103, 104) unter Bildung eines dünnen Ringspaltes (78,17) umschließt und zumindest annähernd in der Mündungsebene eines dünnwandigen Rohrstückes (5) der Extruderdüse (4) bzw. der Extruderdüse (72) endet.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierhülse (73) so angeordnet ist, daß der Anfang ihrer Axiaibohrung (119) zumindest annähernd mit der Mündungsebene der Extruderdüse (72) bzw. mit der Stirnebene des Vorwickeldornes (71) zusammenfällt.