DE2940052B1 - Verfahren zum Herstellen einer Wendel aus einem thermoplastischen Kunststoffprofil - Google Patents

Description

• Im Anschluß an das Durchlaufen der Kühlzone wird die ursprünglich bei der Entstehung der Wendel beim Aufwickeln auf die Wickeleinrichtung eingehaltene Wickelrichtung in die Gegenrichtung umgekehrt Bei der Ausnutzung der zur Wendelerzeugung erforderlichen Drehbewegung erfolgt dies in der Art, daß die Wickeleinrichtung einen drehbar gelagerten Kern aufweist, welcher einen der lichten Weite der herzustellenden Wendel en.sprechenden Durchmesser aufweist und eine Drehbewegung ausführt, welche ein lagenweises Aneinanderreihen der Wendelwindungen ohne das Entstehen von Zug- oder Druckspannungen ermöglicht.
• Diesem drehbaren Kern ist in dem beschriebenen Fal nach dem Ende der Kühlzone ein unverdrehbar gelagerter zweiter Kern zugeordnet. Im Beispielsfall sieht ein solcher Aufbau einen hohlen, drehbar gelagerten Kern vor, in dessen Hohlraum der feststehende Kern angeordnet ist, welcher in gleichem Durchmesser am Ende des ersten Kerns angesetzt ist.
• Der feststehende Kern besitzt für das Festhalten des in der Wickelrichtung umgekehrten freien Wendelendes eine in der Oberfläche längs verlaufende Führungsnut, in welcher eine Halterung axial verschiebbar gelagert ist, welche ihrerseits das Wendelende aufnimmt.
• Die Ausnutzung der Drehbewegung, welche durch den drehbaren Kern bei der Herstellung der Wendel erzeugt wird, erfolgt nach der Umkehrung der Wickelrichtung durch Abschieben der Windungen der Wendel vom drehbaren Kern auf den feststehenden Kern und danach weiter durch Verdrängung der einen Wendelwindung durch die andere, wie dies auch beim Transport der Wendelwindungen auf dem drehbaren Kern der Fall ist. Unterstützend zu diesem Vorschub kann am Ende des feststehenden Kerns eine nicht dargestellte handelsübliche Abzugseinrichtung verwendet werden, der eine nicht dargestellte Aufwickelvorrichtung für die Wendel nachgeschaltet sein kann.
• Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch in der Weise durchführen, daß dem drehbaren Kern, auf dem die Wendel erzeugt und auf dem sie durch die Temperzone und die Kühlzone geführt wird, ein gegenläufig drehender zweiter Kern nachgeschaltet ist.
• In diesem Fall wird eine der Drehbewegung des ersten Kerns entgegenlaufende Drehbewegung des zweiten Kerns verwendet. Die Drehbewegungen können so aufeinander abgestimmt sein, daß sie in gleicher Geschwindigkeit drehen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren und die zur Durchführung erforderliche Vorrichtung ermöglichen die kontinuierliche Herstellung einer Wendel in beliebiger Länge. Der besondere Vorteil dieser Wendel ist darin zu sehen, daß die Federstärke der Wendelwindungen durch das Umformen nach dem Abkühlen ganz erheblich . verstärkt werden konnte. Die durch das Umformen der Windungsrichtungen bedingte Verstärkung der Federstärke läßt die Windungen fest aneinander anliegen, auch wenn die Wendel nur an einem Ende hochgehoben wird. Dieser Vorteil läßt die erfindungsgemäß hergestellten Wendeln überall dort einsetzbar sein, wo für die Wendel selbst wenig Platz zur Verfügung steht und somit ein durch geringe Federspannung der einzelnen Wendelwindungen entstehendes Verlängern einer solchen Wendel unerwünscht ist.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachstehend anhand einer schematischn Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit einer Wickeleinrichtung mit drehbarem erstem Kern, und mit einer zweiten Wickeleinrichtung mit unverdrehbar gelagertem zweitem Kern und mit einem Vorschubelement, Fig.2 eine raumbildliche Ansicht des Vorschubelementes nach F i g. 1 in größerer Darstellung, F i g. 3 eine raumbildliche Ansicht des zweiten Kerns nach Fig. 1 und F i g. 4 einen Teilschnitt durch den zweiten Kern entlang der Linie IV-IV nach F i g. 1 in größerer Darstellung.
• Eine Wickeleinrichtung 1 weist einen drehbaren ersten Kern 2 auf, der in Pfeilrichtung A mittels eines nicht dargestellten, in einem Aufbau 4 untergebrachten Getriebes antreibbar ist. Dem drehbaren Kern 2 ist ein Vorschubelement 21 zugeordnet, welches in Form eines Wendelganges den Aufschub eines zu wickelnden Kunststoffprofils 8 auf den drehbaren Dorn 2 bewirkt.
• An den drehbaren Kern 2 schließt sich unmittelbar ein unverdrehbar gelagerter Kern 3 einer zweiten Wickeleinrichtung 9 an. Der drehbare Kern 2 ist als Hohlwelle ausgebildet, in deren Bohrung der Kern 3 mittels einer feststehenden Stange 31 gelagert ist, an derem freiem Ende der Kern 3 mit einem dem Außendurchmesser des drehbaren Kerns 2 entsprechenden Außendurchmesser angeformt ist.
• Das Kunststoffprofil 8 läuft in Pfeilrichtung B(F i g. 2) auf das feststehende Vorschubelement 21 auf und wird durch dieses auf der Oberfläche des in Pfeilrichtung A drehenden Kerns 2 kontinuierlich weitergeschoben.
• Diese Transportbewegung wird dadurch erreicht, daß das Vorschubelement ein Wendelgang ist.
• Der unverdrehbare Kern 3 weist eine schwalbenschwanzförmige Längsnut 32 auf, in der eine Halterung 33 axial verschiebbar angeordnet ist. Die Halterung 33 besitzt in ihrem oberen, aus der Längsnut 32 heraustretendem Bereich eine nicht dargestellte Bohrung, durch welche der freie Anfang 51 der Wendel 5 geführt und dort festgelegt ist.
• Das Herstellen der Wendel 5 geschieht in folgender Weise: Das zum Herstellen der Wendel 5 verwendete Kunststoffprofil 8 wird von einer nicht dargestellten Vorratstrommel abgenommen und trifft auf das Vorschubelement 21 auf. Durch dessen Wendelgang wird das Kunststoffprofil 8 kontinuierlich auf den drehbaren Kern 2 geschoben und bildet dort die Wendelwindungen, die sich gegenseitig nachfolgend durch Verdrängung auf der Oberfläche des Kerns 2 weiterschiebt. Im Zuge dieses Verschiebevorgangs durchläuft jede der Wendelwindungen eine Heizzone 6 und daran anschließend eine Kühlzone 7. Im Anschluß an die Kühlzone 7 erfolgt der Übergang auf den unverdrehbaren Kern 3, bei dem das Umformen der Wickelrichtung in die Gegenrichtung vorgenommen wird. Dieses Umformen erfolgt maschinell durch ein nicht dargestelltes handelsübliches Umlenkelement. Die umgeformte Wendel 5 wird nachfolgend in der entgegengesetzten Wickelrichtung auf den Kern 3 aufgewickelt. Dies erfolgt derart, daß der freie Anfang 51 der Wendel in die Bohrung der Halterung 33 gesteckt wird. Der Transport der umgeformten Wendel 5 auf den Kern 3 erfolgt dabei unter Ausnutzung der Drehbewegung, wie sie aus dem sich drehenden Kern 2 herrührt.
• Vom Kern 3 wird die in ihrer Wickelrichtung umgeformte Wendel 5 abgenommen.
• In der nachfolgenden Aufstellung sind Beispiele angeführt, bei denen jeweils eine umgeformte Wendel und eine Wendel mit gleichen Abmessungen nach dem Stand der Technik ohne umgekehrte Windungsrichtung in ihrer Wirkungsweise einander gegenüber gestellt sind. Hierbei wurden zur Herstellung der Wendeln Monofile, Schläuche und Rohre aus thermoplastischen Kunststoffen verwendet.
• Kunststoffprofil Wendel Prüfling Längung der Pos. Ab- Innen-# Steigung Länge Belastung Wendel umge. Wendel messung formt = A nicht umgeformt = B mm mm mm mm mm ^ #% PE, TP-Monofil 1,2 14 1,2 60 mit A 62 3 B 110 83 2 PE-Monofil 1,4 4,8 1,4 23 mit A 30 30 mit B 52 126 3 PE-Schlauch 3/0,6 35 4,2 70 ohne A 90 28 ohne B 110 57 4 PE-Schlauch 3/0,6 35 8,4 70 mit A 97 38 mit B 195 178 5 PA-Rohr 8X1 70 8 88 mit A 90 2 mit B 125 42 6 PUR-Schlauch 4/1 40 6 75 ohne A 120 60 ohne B 170 126 7 PUR-Schlauch 4/1 40 12 75 ohne A 82 9 ohne B 210 180 Eine Wendel wird durch ihre Federkonstante C = P(N) charakterisiert.
• f(cm) Im vorliegenden Fall - Beispiel Pos. 1 - beträgt die Prüfkraft P = 49,05 X 10 -3 N. Die jeweilige Auslenkung unter dieser Prüfkraft beträgt bei nicht umgeformter Wendel 50 mm und bei umgeformter Wendel 2 mm. Damit errechnet sich eine Federkonstante von 0,01 (N/cm) bzw. 0,25 (N/cm).
• Durch Umformen der Wendel wurde die Federkonstante also auf das 25-fache des ursprünglichen Wertes erhöht. Die prozentuale Steuerung beträgt 2400 %.

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen einer Wendel aus einem thermoplastischen Kunststoffprofil, bei dem das Kunststoffprofil auf einen dem Wendeldurchmesser entsprechenden Kern gewickelt, durch eine Temperzone und durch eine Kühlzone geführt und danach von dem Kern abgenommen wird, d a -durch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach dem Verlassen der Kühlzone und vor dem Abnehmen der Wendel das Kunststoffprofil in entgegengesetzter Wickelrichtung umgeformt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem koaxial zu einem drehbaren Kern einer Wickeleinrichtung angeordneten Vorschubelement zum axialen Vorschieben des Wickels, dadurch gekennzeichnet, daß anschlie-Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Wendel aus einem thermoplastischen Kunststoffprofil, bei dem das Kunststoffprofil auf einen dem Wendeldurchmesser entsprechenden Kern gewickelt, durch eine Temperzone und durch eine Kühlzone geführt und danach von dem Kern abgenommen wird, sowie eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei einem bekannten Verfahren zum Herstellen einer Wendel wird das Kunststoffprofil, z. B. ein Schlauch oder ein Vollstab, auf einer Wickeleinrichtung Lage an Lage auf einen Kern gewickelt. Wenn es sich um Hohlprofile bei der Herstellung solcher Wendel handelt, wird der Beginn und das Ende der Wicklung durch einen auf dem Kern angeordneten Klemmechanismus dicht verschlossen, so daß bei den nachfolgenden Verfahrensschritten keine Flüssigkeit in das Innere des Hohlprofils eindringen kann. Der mit dem Kunststoffprofil bewikkelte Kern wird nach Wickelabschluß zur Thermofixierung der Wicklung in einen Temperofen eingehängt, aus dem er nach einer vorbestimmten Einwirkzeit der Temperatur entnommen und mit der noch auf dem Kern befindlichen Wicklung in ein Kühlbad getaucht wird.

Nach erfolgter Kühlung wird die Wendel von dem Kern abgezogen.

Dieses bekannte Verfahren ist umständlich und zeitaufwendig und die zur Durchführung erforderliche Vorrichtung ist platzraubend und kostspielig. Ferner ist als Nachteil festzustellen, daß mit dem bekannten Verfahren nur Fixlängen der Wendel hergestellt werden können, wobei die Länge der Wendel von der Länge des verwendeten Wickelkerns abhängig ist. Trotz des bei der Wendelherstellung eingesetzten Tempervorgangs und der anschließenden Abkühlung läßt die Spannung der so erzeugten Wendel sehr zu wünschen übrig. Dies tritt insbesondere dort nachteilig in Erscheinung, wo größere oder dickere Kunststoffprofile verwendet werden. Die fertige Wendel hat in diesen Fällen ein beträchtliches Eigengewicht, was zu einem großen Abstand der Wendelwindungen untereinander führt, wenn eine solche Wendel nur an einem Ende gehalten und frei aufgehängt wird. Dieser Nachteil ist insbesondere dort spürbar, wo für die Wendel beim Arbeitseinsatz wenig Platz zur Verfügung ist und somit ein festerer Sitz der einzelnen Wendelwindungen aneinander oder ein höheres Rückstellvermögen nach dem Öffnen der Wendel wünschbar wäre.

ßend an die Kühlzone (7) ein Kern (3) einer zweiten Wickeleinrichtung (9) mit einer Halterung (33) für den freien Anfang (51) der Wendel (5) angeordnet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (3) der zweiten Wickeleinrichtung (9) unverdrehbar gelagert ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (3) der zweiten Wickeleinrichtung (9) in zur ersten Wickeleinrichtung (1) entgegengesetzter Richtung drehbar gelagert ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (33) in einer Längsnut (32) des Kerns (3) axial verschiebbar ist Aus der DE-PS 1944371 ist darüber hinaus eine Vorrichtung zum Herstellen einer Wendel aus einem fadenförmigen thermoplastischen Kunststoffprofil bekannt, bei der über einem Kern das Gehäuse einer Heizeinrichtung angeordnet ist Der Kern weist eine schraubenlinienförmig verlaufende Führungsnut mit einer Vielzahl von Windungen auf, in die das zur Wendel zu verformende Kunststoffprofil eingelegt, verformt, danach gekühlt und als geformte Wendel abgenommen wird. Mit dieser bekannten Vorrichtung können ebenfalls nur Wendeln in beliebiger Länge hergestellt werden, deren einzelne Wendelwindungen nicht in einem festen Sitz aneinander anliegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Wendel aus einem Kunststoffprofil anzugeben, bei denen sowohl eine diskontinuierliche als auch eine kontinuierliche, d. h. endlose Herstellung der Wendel möglich ist, wobei die Windungen der Wendel aufgrund vorgegebener Eigenspannungen fest aneinander liegen, so daß die Nachteile des Auseinanderklaffens der Windungen durch Eigengewicht vermieden werden und ein hohes Rückstellvermögen nach einem Belasten der Wendel gewährleistet ist. Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen, daß unmittelbar nach dem Verlassen der Kühlzone und vor dem Abnehmen der Wendel das Kunststoffprofil in entgegengesetzter Wickelrichtung umgeformt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Ausnutzung einer Drehbewegung, die schon beim Wickelvorgang einsetzen oder später zugeschllltet werden kann Im ersteren Fall erfolgt die Wicklung der Wendel durch eine Drehbewegung mit Vorschubelement, durch welche die einzelnen Wendelwindungen auf einer Wickeleinrichtung kontinuierlich nach vorn verschoben werden. Diese Verschiebebewegung schiebt die einzelnen Wendelwindungen auf der Wickeleinrichtung durch den Temperofen und die anschließende Kühlzone. Die Temperatur der Temperzone ist dabei auf einer Höhe gehalten, welche geeignet ist, in dem Kunststoffprofil enthaltene Spannungen abzubauen.