JP5154426B2 - 巻管の製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻管の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
巻管（または巻付け管、wrapped tube(またはwrap-around tube)）は、その原理、および螺旋状に巻かれたストリップ材料（または帯状材料）の１以上の層より成ることが知られている。通常、巻管のこの性質は、曲げ易く、また可撓性を有し、これにより多くの用途に適するように、襞（または折り目、もしくは皺、crease）を備えている。巻管のこの性質は、例えば自動エンジンで放射熱からワイヤーまたはケーブルを保護するスリーブとして用いられている。例えば、トレーラハウスおよび移動可能な住宅建築の熱供給チューブのような、更なる用途で用いることもできる。
【０００３】
螺旋状に巻かれた、襞（または折り目）のあるチューブを製造する方法が、独国特許公報ＤＥ １ ００１ ５８２Ｂ公報により知られており、該公報では、巻き付け要素として機能するチューブが、固定軸の周りを回転するリールからストリップ材料を引き出す。ストリップ材料が回転する巻き付け要素の周りに巻き付けられる。同様の処理が独国特許公開公報ＤＥ ３１ １６ ９９０ Ａ１および独国実用新案公報ＤＥ １ ８５３ ２１６Ｕにより開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、その効率が改善された巻管（wound tube）を製造する方法および装置を創出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、一方においては請求項１に記載の方法により達することができる。
【０００６】
前記請求項によれば、少なくとも１つのストリップ材料から巻管を製造する方法の巻き付け工程(winding process)は、直接的または間接的に巻管に係合する少なくとも１つの回転する巻き付け要素により行われる。ストリップ材料に関しては、これはアルミニウムのような金属、紙、プラスチックフィルムまたは他のいかなる適切な材料を用いることが可能であることを記しておかねばならない。巻管は好ましくは、例えば３層のように多層に巻かれる。しかしながら、例えば５つの材料の層のような３層より多い層を備えることも可能である。材料層の数に関わらず、１層の材料が金属（好ましくはアルミニウム）から成ることが好ましい。ストリップ材料は安定性を確実にするようにオーバーラップしながら（または重なりながら）巻き付けられる。さらに、本発明に係る方法では、巻管は通常複数の層を巻き付けられる。現時点で好ましい構造は、１つのアルミニウムの内層と２つの紙の外層とを含む。各層はオーバーラップを有し、独立して巻き付けられる。さらに、層の少なくとも１つは、熱活性可能な接着剤を有している。以下により詳細に示すように一旦、巻管が巻かれ、さらに好ましくは襞状（または皺状）にされてから、この接着剤は、個々の層を互いに強く結合させるように活性化される。２つの紙の外層は、例えばそれらの内面にこのような性質の接着コーティングを含んでもよい。例えばストリップは幅が４５ｍｍ〜６０ｍｍでよく、オーバーラップは例えば５ｍｍでよい。しかしながらオーバーラップはストリップ幅の５０％まで達してもよい。
【０００７】
巻管の製造の一部として、ストリップ材料は最初スリーブ状に巻き付けられてもよい。この巻き付けは回転する巻き付け要素により本発明に従い為される。これは、従来技術との決定的な違いを示している。従来は、巻き付けはストリップ材料が巻かれた１以上のリールの巻き付けコアの周りの動きにより実施されていた。巻き付けコアおよび巻き付けスリーブは、従来、円周方向に静止しており、一方、巻き付けるようにリールがスリーブの周りを回転していた。新しい方法では、リールは、静止でき、巻き付けられるスリーブが回転する巻き付け要素により回転させられる。巻き付け要素は例えば、巻管の中に位置し、直接または間接的に巻管の内側に係合する、軸方向に動く突起物（例えば歯）を外側に取り付けられた、コアマンドレルとして知られるものでよい。他の実施形態では、例えば複数の回転するホイールを巻管の内側に係合させることができる。更なる選択肢は、例えばホイール、ローラまたは回転するコンベアベルトのような１または複数の巻き付け要素であり、巻管の外側に係合してもよい。それぞれの場合、これにより回転運動が巻管または初期に形成された、詳細を後述するスリーブに与えられ、革新的に、ストリップ材料を例えば静止したリールから引き出すことが可能である。しかしながら、本発明に係る方法として用いる装置を巻管に巻き付けることを意図しているストリップ材料の製造装置の下流に配置することもまた考えられる。この場合、ストリップは更に、とりわけその製造の直後に、巻管に加工される。しかしながら、現時点ではリールに巻かれた材料の使用が好ましく、前記材料は上述したように回転する巻取り要素の回転運動により少なくとも部分的にリールから巻きを解かれることを記しておく必要がある。
【０００８】
本発明に係る方法は、リールを静止できるという利点を生じる。リールは、もはや巻き付けられる管（または巻管）の周囲を回転する必要がないことから、従来の場合と比べて十分に大きくすることが可能である。複数のリールが、巻き付けらけれる管の周りを回転しなければならない従来の装置では強度限界に達していた。このことは、最大寸法、即ちリールの重さと、最大巻き付け速度との両方が制限されることを意味していた。本発明に係る方法は、リールを明らかに大きくできる。以前４００ｍｍ程度の直径が通常であったが、例えば、試験ではリールは最大で１０００ｍｍの直径を有し得ることが示されている。これはストリップ材料の長さが約６倍であることを意味している。従って、リールは十分に少ない頻度の交換を要することから、段取り時間を顕著に減少できる。さらに、用いるリールを、従来のリールから異なってデザインにできることから、ストリップ材料の幅を増加させることができる。これは、新しい種類の巻管の製造が可能であることを意味している。
【０００９】
さらに、本発明に係り使用する巻き付け要素は、複数のリールが巻き付けられる管の周りを回転するのに用いていた従来の装置と比べ、明らかに慣性モーメントが低い。このことは、より速い回転速度を可能にし、効率を更に高める。試験で達成した速度は、例えば従来の方法で達成した速度と比べ、何倍も速かった。新しい方法で作られた巻管は、特定の用途では利点となる、優れた可撓性を有していることが、更に明確になった。最後に、本発明に係る方法は、多くの破砕点(crushing point)を有するリールの回転の実施をもはや要しないことから、改善された安全性を、とりわけ材料の交換において与える。
【００１０】
静止しており、従って駆動が必要ない、巻き取りコアとして知られるものにストリップ材料は巻き付けられる。
【００１１】
好ましい、更なる進歩を請求項に記載する。
【００１２】
上述したように、現時点では巻管の内部に位置する、コアマンドレルとして知られているものが、直接または間接的に巻管に係合する巻取り要素として好ましい。本発明に係る方法の試験では、この性質の実施形態による知見はとりわけ良好であった。完成した巻管から除去され、また製造工程においては少なくとも一方の面を潤滑することにより摩擦を低減するように用いることができる加工紙(process paper)をコアマンドレルと巻管の内側との間に用いた場合、コアマンドレルと巻管との間を間接的に係合することができる。コアマンドレルが外側係合手段、つまり軸方向に動く突起物を具備している場合、巻管への係合はとりわけ信頼できる方法で提供することが可能である。
【００１３】
さらに、少なくとも１つのストリップ材料が少なくとも１つのリールから巻きが解かれることが現時点では好ましい。このようにして、本発明に係る方法はストリップ材料の製造方法に依存せずに、好適に操業（または操作）することができる。とりわけ、ストリップ材料を適切な時にリールに巻き、また巻管に加工することが可能である。少なくとも１つのリールが静止している場合、とりわけ好都合である。原理上は、これらのリールもまた、巻き付けられる管の周りを回ることが可能である。この場合、巻き付け要素の付加的な回転のお陰で巻き付け速度を増加させることができる。さらに、リールの回転速度が、従来から知られている方法と比べて低い場合、リールをより大きく、従ってより重くでき、上述したように個々のリールでの材料の量を増加することができ、全体の効率が向上する。これらの選択肢に関わらず、少なくとも１つ、好ましくは全てのリールを、操作上の信頼性の利点とリールのデザインの選択肢を与える静止位置に取り付けることが、現時点では好ましい。
【００１４】
原理上は、回転する巻き付け要素のみの回転動作によって、ストリップ材料は様々なリールから巻きを解くことが可能である。しかしながら、試験の結果を基にすると、少なくとも１つのリール、好適には全てのリールを駆動させることが好ましい。このようにして、連続した金属の供給を好都合に保証できる。
【００１５】
これに関連し、少なくとも１つのリールの駆動が、巻取り要素の駆動と連動し、巻取り要素の駆動がある程度リールの駆動回転速度の設定値を与えることも、また好都合であることがわかっている。この点で、回転する巻き取り要素は、いわゆるマスターであり、１または複数の回転するリールの速度を規定する。
【００１６】
ストリップ材料を少なくとも１回、単に向きを変える（または逸らす）ことは、本発明にかかる方法とともに用いられる装置のレイアウトにとって好ましい。これは、例えば１以上のリールを、巻き付け装置に隣接して備える付ける必要がなく、本質的に巻き付け装置と協調(align)させることを可能にする。このようにして、装置を全体として、好適により小さく設計することが可能となり、とりわけ、隣り合ったリールの配置に必要であるがしかし装置の更なる過程、とりわけ管に巻き付けている際には必要でない比較的広い幅を用いる装置を必要としない。
【００１７】
巻き付けコアを高い光沢を有するまで研磨すると、巻き付けコアは、とりわけ信頼性の高い操作が可能となることが、試験で示されている。巻き付けコアがある領域のスリーブと考えることができる巻き付けられる管は、巻き付けコアと同じ円周方向に回転しなければならず、巻き付けコアがしっかり研磨されていると、好ましい低摩擦係数を実現できるからである。
【００１８】
好ましくは、本発明に係る方法の一部として、巻き付けられる管は螺旋状保持具により、さらに軸方向に動く、または進行する。この螺旋状保持具は、例えば、管内のウォームねじと、外側に位置しウォームねじと連動して作動するナットとから構成することが可能である。現時点で好ましい方法では、保持具は巻き付け要素と同じ方向に回転し、その螺旋状の形態と、回転速度が巻き付け要素の回転速度と比べ異なることとに起因し、巻き付けられる管を軸方向に運ぶ。さらに、保持具は粗い状態の襞を巻管に作り、各層の材料を一緒にプレスすることが可能である。最後に、現時点で好ましい実施形態に係る保持具は、巻管を巻管内に位置するコアマンドレルの上に押し、巻管は、コアマンドレルと巻管との間の摩擦により圧縮され、襞をより明確に規定する。コアマンドレルの直後に熱の作用により接着剤を活性化してもよい。保持具の駆動部は、巻き付けコアの内部に位置することが可能である。この場合、コアマンドレルの駆動部は中実シャフトの形態をとり、保持具の駆動部は中空の形態をとる。
【００１９】
上述した課題は、本発明に係る方法の特徴に対応する特徴を本質的に含む請求項８に示す装置により解決される。とりわけ、直接または間接的に巻管に係合し、巻き付けを行う回転する巻き付け治具を具備する。本発明に係る装置の好ましい実施形態は、本質的に上述した方法の好ましい実施形態と対応する。加えて、好ましくは、少なくとも１つのリールが、静止して取り付けられ、および／または少なくとも１つのリールが、巻き付け装置と概して協調するように取り付けられることを述べておく必要がある。少なくとも１つのストリップ材料は、例えば直径１００ｍｍ〜１５０ｍｍのしっかり研磨したロッドにより向きを変える（または逸らす）ことができる。リールの駆動部は、リール駆動部の回転速度を規定する巻取り要素と連動することができる。さらに、ストリップ材料の信頼性の高い供給を保証するように、リールにストリップの制御を与えてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図示した例示的実施形態を基に本発明をより詳細に説明する。
【００２１】
図より判るように、本発明に係る装置は、一方では、長さ１００ｍｍでもよいコアマンドレル１０を含み、軸方向に動く突起部または歯１２を具備することが可能である。コアマンドレル１０はＡ方向に駆動する。この駆動は図示した実施形態ではシャフト１４により為される。シャフト１４は、Ａ方向と同期しているＢ方向に保持具１８を駆動する中空のシャフト１６の中に位置している。図示した場合では、配置をＣ方向から見た場合、回転の方向は時計回りである。図示した実施形態では、保持部１８の内側要素であるウォームねじ２０が駆動している。このウォームねじ２０は、ナット２２に取り囲まれている。この２つの間にあるのが、詳細を以下に示す、巻管である。
【００２２】
保持具１８の駆動部として設けられた中空シャフト１６は、更に巻き付けコア２４の中に位置している。巻き付けられる管２８の内側に係合し、かつストリップ材料を例えばリール（図示せず）から巻解くように前記管をＡ方向に駆動するコアマンドレル１０を有するこの巻き付けコア２４の上に、スリーブ２６が巻き付いている。他の実施形態または本実施形態の補足として、上述したようにリールを駆動することが可能である。図中でのコアマンドレル１０と巻管２８との寸法比について、図をより明確にするように、コアマンドレルは実際の場合より小さい直径で示されていることに留意すべきである。コアマンドレルは直接または間接的（例えば上述した加工紙を介して）に、その半径方向の外側と、すなわち図示した実施形態では、歯１２を介して巻管２８、とりわけ襞の「波状の谷部」に係合している。
【００２３】
スリーブ２６およびオーバーラップを有して配置された複数の層を含む、もっと後の巻管２８の構造は、単純化するために図では詳細を示していない。しかしながら、ストリップ材料は、図から判るように、概して平滑な外面および内面を備えたスリーブ２６の形態で巻き付けコア２４の上に巻き付けられている。スリーブ２６を軸方向Ｃに動かし、さらにスリーブ２６に対する保持具１８の相対的な回転と、保持具１８の螺旋状の形態とにより、粗い襞を付与する。軸方向の移動は、保持具１８による粗く襞を付けたスリーブ２６のマンドレル１０上への押し出しを生じる。コアマンドレル１０とスリーブ２６との摩擦のために、スリーブが圧縮され、より細かい襞が形成される。
【００２４】
続いて、それぞれの層が具備する絶着剤を熱作用により活性化することが可能である。これは図示されていない。さらに、得られた管は、所望の襞を広げること、および所望の長さに切ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る装置の本質的部分を示す部分断面図である。

Claims (17)

1. 巻き付けが、巻管（２８）と直接または間接的に係合する少なくとも１つの回転する巻き付け要素（１０）により行われ、静止した巻き付けコア（２４）にストリップ材料を巻き付ける、少なくとも１つのストリップ材料から巻管（２８）を製造する方法であって、
   巻管（２８）の内側でかつ、巻管（２８）の進行方向において巻き付けコア（２４）よりも下流に配置されたコアマンドレル（１０）を巻き付け要素として用いることを特徴とする方法。
2. 少なくとも１つのストリップ材料が、少なくとも１つのリールから巻きを解かれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 少なくとも１つのリールが静止していることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 少なくとも１つのリールが駆動していることを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
5. 少なくとも１つのリールの駆動が、巻き付け要素（１０）の駆動と連動し、巻き付け要素（１０）の駆動が、少なくとも１つのリールの回転速度を規定することを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. ストリップ材料が、巻き付けられる前に少なくとも１度向きを変えられことを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の方法。
7. 螺旋状の保持具（１８）により巻管（２８）が軸方向（Ｃ）に運ばれ、螺旋状の保持具（１８）により粗い襞が巻管に導入されることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の方法。
8. 巻管（２８）に直接または間接的に係合し、巻き付けを行う、少なくとも１つの回転する巻き付け要素（１０）と、少なくとも１つのストリップ材料を巻き付ける、静止した巻き付けコア（２４）と、を含む巻管（２８）を製造するための装置であって、
   巻き付け要素が、巻管（２８）の内側でかつ、巻管（２８）の進行方向において巻き付けコア（２４）よりも下流に配置されたコアマンドレル（１０）であることを特徴とする装置。
9. コアマンドレル（１０）が、外側係合手段（１２）を備えることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. ストリップ材料がそこから巻を解かれる少なくとも１つのリールを含むことを特徴とする請求項８または９に記載の装置。
11. 少なくとも１つのリールが静止していることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 少なくとも１つのリールが駆動することを特徴とする請求項１０または１１に記載の装置。
13. 少なくとも１つのリールの駆動が、巻き付け要素（１０）の駆動と連動し、巻き付け要素（１０）の駆動が、少なくとも１つのリールの回転速度を規定することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 少なくとも１つのリールが、概して巻き付け装置と協調していることを特徴とする請求項１０〜１３いずれかに記載の装置。
15. 少なくとも１つの向きを変える装置がストリップ材料のために具備されていることを特徴とする請求項８〜１４いずれかに記載の装置。
16. 巻き付けコア（２４）が研磨されていることを特徴とする請求項８〜１５いずれかに記載の装置。
17. 巻管（２８）を軸方向に運びかつ前記巻管に粗い襞を導入する螺旋状の保持具（１８）を含むことを特徴とする請求項８〜１６いずれかに記載の装置。

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