DE1300232B - Device for producing a wound body - Google Patents
Device for producing a wound bodyInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Wickelkörpers durch Aufwickeln von fadenförmigem Material, insbesondere von kunstharzgetränkten Fäden auf einen drehbaren Dorn, mit Fadenführungen, welche auf einem parallel zur Dornachse beweglichen Fadenführungswagen befestigt sind, dessen Antrieb durch eine über eine Anzahl von Zahnrädern od. dgl. geleitete, mit konstanter Geschwindigkeit laufende endlose Kette oder ein Band gemeinsam mit der Dorndrehung erfolgt. The invention relates to a device for producing a wound body by winding up thread-like material, in particular impregnated with synthetic resin Threads on a rotatable mandrel, with thread guides, which on a parallel to the Mandrel axis movable thread guide carriage are attached, its drive by a Via a number of gears or the like, guided at constant speed running endless chain or belt takes place together with the mandrel rotation.
Soll ein Faden auf eine Form aufgewickelt werden, so stehen gewöhnlich Einrichtungen zur Verfügung, mit denen der Faden in einem vorbestimmten, meistens schraubenlinienförmigen Muster aufgewickelt werden kann. Normalerweise ist es wünschenswert, daß jede nachfolgende Wicklung in nächster Nähe zur vorhergehenden aufgewickelt wird, damit zwischen aufeinanderfolgenden Windungen weder eine Uberlappung noch ein Zwischenraum entsteht. Das hierbei verwandte Verfahren ähnelt etwa dem Gewindeschneiden auf einer Drehbank, wobei die Neigung oder der Wicklungswinkel durch das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen dem drehenden Dorn und der Fadenführung bestimmt wird. Hat der Dorn, auf den der Faden aufgewickelt werden soll, eine regelmäßige Form, etwa die einer Kugel oder eines Zylinders, so ist diese Aufgabe einfach zu lösen. Hier wird die den Faden führende Öse gewöhnlich durch eine Kette gesteuert, die über Zahnräder ungefähr parallel zu den Dornenden läuft, wobei der Dorn und die Kette so miteinander gekuppelt sind, daß die Kette bewegt wird, wenn sich der Dorn dreht. Die Fadenöse bewegt sich sodann mit einer konstanten Geschwindigkeit entlang dem Dorn vor und zurück, was einen konstanten Wicklungswinkel ergibt. If a thread is to be wound onto a form, they usually stand Facilities available with which the thread in a predetermined, mostly helical pattern can be wound. Usually it is desirable that each subsequent winding is wound in close proximity to the previous one so that there is neither an overlap nor an overlap between successive turns a gap is created. The process used here is somewhat similar to thread cutting on a lathe, where the slope or the winding angle is given by the speed ratio is determined between the rotating mandrel and the thread guide. Has the thorn on that the thread is to be wound up, a regular shape, like that of a ball or a cylinder, this task is easy to solve. This is where the thread becomes leading eyelet is usually controlled by a chain that runs approximately over gears runs parallel to the ends of the mandrel, the mandrel and the chain so coupled to one another are that the chain is moved when the mandrel rotates. The thread loop moves then back and forth along the mandrel at a constant speed, what results in a constant winding angle.
Es ist bereits eine Einrichtung dieser Art bekannt (USA.-Patentschrift 2 862 541), bei der der Führungswagen für den aufzuwickelnden Faden mit einer direkt von der Umdrehungszahl der Trommel, auf die der Faden aufgewickelt werden soll, abhängigen Geschwindigkeit hin und her bewegt wird, wobei das Verhältnis zwischen der Umdrehungszahl. der Trommel und dem Vorschub des Führungswagens immer dasselbe bleibt. Eine solche Vorrichtung ist somit lediglich zur Aufwicklung von Fäden auf zylindrische Dorne verwendbar. A device of this type is already known (USA patent specification 2 862 541), in which the guide carriage for the thread to be wound up with a direct the number of revolutions of the drum on which the thread is to be wound, dependent speed is moved back and forth, with the ratio between the number of revolutions. the drum and the feed of the runner block are always the same remain. Such a device is therefore only for winding up threads cylindrical mandrels can be used.
Bei einer anderen bekannten Einrichtung (USA.-Patentschrift 2 747 649) wird eine Aufwicklung eines Bandes auf einen zylindrischen Dorn mit konstantem Wicklungswinkel dadurch vorgenommen, daß der Dorn während seiner Drehung in einer Richtung in Richtung seiner Längsachse verschoben wird, während der Band- bzw. Fadenzuführungswagen parallel zu dem Dorn geführt wird. Die Geschwindigkeit, mit der der Fadenzuführungswagen bewegt wird, ist dabei dann größer, wenn der Wagen in der Bewegungsrichtung des Dornes geführt wird, und kleiner, wenn der Fadenzuführungswagen in der Richtung entgegengesetzt zu der Längsverschiebungsrichtung des Dornes bewegt wird. Die beiden verschiedenen Geschwindigkeiten des Fadenzuführungswagens beim Vor- und Zurücklauf werden dadurch erreicht, daß ein an dem Fadenzuführungswagen befestigter Mitnehmer bei der Vorwärtsbewegung mit einer ersten oberen Förderkette und bei der Rückwärtsbewegung mit einer zweiten unteren Förderkette im Eingriff steht. Another known facility (U.S. Patent No. 2,747 649) is a winding of a tape on a cylindrical mandrel with constant Winding angle made by the fact that the mandrel during its rotation in a Direction is shifted in the direction of its longitudinal axis, while the tape or thread feed carriage is guided parallel to the mandrel. The speed at which the thread feed carriage is moved, is greater when the carriage is in the direction of movement of the Mandrel is guided, and smaller when the thread feed carriage in the direction is moved opposite to the longitudinal displacement direction of the mandrel. The two different speeds of the thread feed carriage for forward and backward travel are achieved in that a driver attached to the thread feed carriage when moving forward with a first upper conveyor chain and when moving backward is in engagement with a second lower conveyor chain.
Beide bekannten Vorrichtungen eignen sich nur zum Aufwickeln von Fäden unter einem konstanten Wickelwinkel und zum Aufwickeln von Fäden oder Bändern auf zylindrischen Dornen. Both known devices are only suitable for winding up Threads at a constant winding angle and for winding threads or ribbons on cylindrical thorns.
Es tritt jedoch oft das Problem auf, daß ein Faden auf einen Dorn aufgewickelt werden soll, der aus einem geraden Zylinderabschnitt mit einem daran angesetzten Konus besteht. Läuft der Faden den Konus entlang, von dem kleineren Zylinderabschnitt ausgehend, so ändert sich die Wicklungsdichte. Um diese jedoch konstant zu halten, ist es deshalb notwendig, entweder die Längsfahrt der Fadenöse zu verlangsamen oder die Dornumdrehung zu beschleunigen. Früher wurde dies entweder durch Anwendung eines Synchronmotors oder eines hydraulischen Systems erreicht, durch das die Dornbewegung und die Vorrichtung für die Fadenösengeschwindigkeit mit einem Programmierungsmechanismus verbunden war, um die Beziehung zwischen der Umdrehung des Dornes und der Fadenösenbewegung entsprechend zu ändern. However, there is often the problem that a thread on a mandrel to be wound up, which consists of a straight cylinder section with one attached to it attached cone. If the thread runs along the cone, from the smaller one Starting from a cylinder section, the winding density changes. To this, however To keep constant, it is therefore necessary to either move the thread eyelet longitudinally to slow down or to accelerate the mandrel rotation. It used to be either achieved by using a synchronous motor or a hydraulic system, through which the mandrel movement and the device for the thread loop speed was associated with a programming mechanism to establish the relationship between the Change the rotation of the mandrel and the thread loop movement accordingly.
Dies hat mehrere Nachteile. So sind solche Vorrichtungen sehr kostspielig und kompliziert, und zur Steuerung der gewünschten Beziehung werden entweder genaue Nocken oder eine komplizierte Bandprogrammierungsanlage benötigt. Ferner weisen solche Systeme unvermeidlich etwas Spiel auf und lassen in ihrer Einstellung nach, so daß unter den besten Bedingungen keine einwandfreien Ergebnisse erhalten werden können. This has several disadvantages. Such devices are very expensive and complicated, and controlling the desired relationship will either be precise Cams or a complicated tape programming system is required. Also show such systems inevitably add some play and decrease in their attitude, so that perfect results are not obtained under the best of conditions can.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der fadenförmiges Material auf einen Dorn unregelmäßiger Form aufgewickelt werden kann, ohne daß komplizierte Programmierungsvorrichtungen erforderlich sind. Die Vorrichtung soll überdies leicht regulierbar sein. The invention is therefore based on the object of a device of the type mentioned to indicate with the thread-like material on a mandrel irregular shape can be wound without complicated programming devices required are. The device should also be easily adjustable.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der oben angegebenen Art erreicht, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß ein im Fadenführungswagen vertikal verschiebbarer Mitnehmer an einem Punkt mit der Kette oder dem Band fest verbunden ist und daß entsprechend der gewünschten Geschwindigkeit des Fadenführungswagens die Kette oder das Band mittels der in Haltevorrichtungen angeordneten Zahnräder gegen die Bewegungsrichtung des Fadenführungswagens zwischen 0 über 90 bis 1800 geneigt ist. This task is accomplished by a device of the type indicated above achieved, which is characterized according to the invention in that a thread guide carriage vertically movable driver fixed at one point with the chain or belt is connected and that according to the desired speed of the thread guide carriage the chain or the belt by means of the gears arranged in holding devices against the direction of movement of the thread guide carriage between 0 over 90 to 1800 is inclined.
Eine solche Vorrichtung weist den Vorteil auf, daß nunmehr auch Dorne mit unregelmäßiger Form mit konstantem Wicklungswinkel bewickelt werden können und daß dazu keine komplizierten Vorrichtungen erforderlich sind. Such a device has the advantage that now also mandrels can be wound with an irregular shape with a constant winding angle and that no complicated devices are required.
Die Erfindung findet insbesondere Anwendung bei der Herstellung von Raketentriebwerkummantelungen, wo Glasfasern oder ähnliche Fäden auf einen abnehmbaren Dorn gewickelt werden, während ein unter Hitze härtendes Harz auf die Fäden aufgetragen wird. Ist der Wicklungsvorgang beendet und das Harz gehärtet, so wird der Dorn entfernt, und man erhält eine leichte, aber starke Ummantelung für ein Düsentriebwerk. Hierbei ist eine äußerst genaue Wicklungstechnik erforderlich, da solche Wickelkörper gewöhnlich ein möglichst leichtes Gewicht und einen niedrigen Sicherheitsfaktor haben. The invention has particular application in the manufacture of Rocket engine shrouds, where fiberglass or similar threads on a removable The mandrel can be wound while a thermosetting resin is applied to the threads will. When the winding process is finished and the resin has hardened, the mandrel is removed, and a light but strong shroud for a jet engine is obtained. Here an extremely precise winding technique is required, since such bobbins are usually be as light as possible and have a low safety factor.
Liegen die Windungen ungenau und überlappen sich, so entstehen ein erhöhtes Gewicht und Unregelmäßigkeiten in der Ummantelung. Wenn aber die Windungen nicht genau aneinander anliegen, entsteht eine Ummantelung mit geringerer Haltbarkeit, die während des Betriebes versagen könnte.If the turns are imprecise and overlap, a increased weight and irregularities in the sheath. But if the Turns do not fit exactly against each other, the result is a coating with less durability, which could fail during operation.
Die Erfindung wird an Hand der Herstellung einer Ummantelung eines Düsentriebwerkes beschrieben, bei der Glasfäden mit Epoxydharz überzogen werden. Die Erfindung ist insbesondere jedesmal dann anwendbar, wenn ein unregelmäßiger Gegenstand eine Wicklung mit einer ebenen Oberfläche erhalten soll. The invention is based on the manufacture of a casing of a Jet engine described in which glass threads are coated with epoxy resin. The invention is particularly applicable whenever an irregular Object is to receive a winding with a flat surface.
Die Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Grundriß der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung, F i g. 2 eine Vorderansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1, welche die Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung des Fadenführungswagens zeigt, F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 1, F i g. 4 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab längs der Linie 4-4 in F i g. 2, F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in F i g. 4. The mode of operation of a device according to the invention is described below described using an exemplary embodiment with reference to the drawings. It shows Fig. 1 is a plan view of the device according to this invention; 2 is a front view along the line 2-2 in Fig. 1 showing the device for controlling the movement of the thread guide carriage shows, F i g. 3 shows a section along line 3-3 in FIG G. 1, Fig. 4 is a section on an enlarged scale along the line 4-4 in FIG G. 2, fig. 5 shows a section along the line 5-5 in FIG. 4th
Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, enthält die Vorrichtung einen drehbaren Dorn 7, ein Fadenführungssystem 9, um das Material auf den Dorn zu führen, und eine Zuführungseinrichtung, als Ganzes mit 11 bezeichnet, zur Zuführung des Fadens. Der Dorn 7 ist mit einer Welle 13 versehen, die durch die Antriebsvorrichtung 15 gedreht werden kann. As can be seen from the drawings, the device includes a rotatable mandrel 7, a thread guide system 9 to guide the material onto the mandrel, and a feed device, designated as a whole by 11, for feeding the Thread. The mandrel 7 is provided with a shaft 13 which is driven by the drive device 15 can be rotated.
Auf der Welle ist eine Form 17 angebracht, auf der das fadenförmige Material aufgewickelt wird. Die Antriebsvorrichtung 15 enthält eine Welle 21, die mit einem Zahnrad 23 versehen ist, um eine Kette 25 anzutreiben. Die Kette 25 treibt die anschließend beschriebene Steuervorrichtung an.A form 17 is attached to the shaft, on which the thread-like Material is wound up. The drive device 15 includes a shaft 21 which is provided with a toothed wheel 23 to drive a chain 25. The chain 25 drives the control device described below.
Die Steuervorrichtung umfaßt die seitlichen Haltevorrichtungen 22 und 24, an denen eine obere Schiene 27 und eine untere Schiene 29 befestigt sind. The control device comprises the lateral holding devices 22 and 24 to which an upper rail 27 and a lower rail 29 are attached.
Die mittleren Haltevorrichtungen 26 und 28, die als Schienen ausgebildet sind, sind in den Haltevorrichtungen 22 und 24 befestigt. Wie aus der F i g. 4 hervorgeht, bestehen die mittleren Haltevorrichtungen 26, 28 aus Schienen mit U-förmig nach innen gerichteten Schenkeln. Die Trägerelemente 31 bestehen aus einer Reihe vertikaler Platten, die durch Bolzen 30 an den mittleren Haltevorrichtungen angebracht sind. Die Trägerelemente 31 sind mit Schlitzen 33 versehen, so daß z. B. das Zahnrad 35 mittels des Gewindebolzens 32 in einer gewünschten Stellung gehalten wird. Obschon eine Anzahl solcher Trägerelemente in der Zeichnung eingetragen sind, würde ein einziges, entsprechend vergrößertes Trägerelement ausreichen, um alle Zahnräder festzuhalten.The middle holding devices 26 and 28, which are designed as rails are fastened in the holding devices 22 and 24. As shown in FIG. 4 shows the middle holding devices 26, 28 consist of rails with a U-shape inward facing thighs. The support elements 31 consist of a number of vertical Plates attached to the center brackets by bolts 30. The carrier elements 31 are provided with slots 33 so that, for. B. the gear 35 is held in a desired position by means of the threaded bolt 32. Although a number of such support elements are entered in the drawing, would be a a single, correspondingly enlarged carrier element is sufficient to hold all gears to hold on.
Es wird jedoch eine größere Anpassungsfähigkeit dadurch erzielt, daß man eine Reihe einzeln einstellbarer Trägerelemente vorsieht. Eine Anzahl anderer Zahnräder, wie etwa 37, 39 und 41, sind an den Trägerelementen angebracht, und eine Kette 43 ist, wie es aus der Zeichnung ersichtlich ist, über die verschiedenen Zahnräder gezogen. Weiterhin ist ein Zahnrad 45 mit einem doppelten Satz Zähnen vorgesehen. Ein Satz greift in die Kette 25 und der andere in die Kette 43 ein. Da die Kette 25 über das Zahnrad 23 und die Welle 21 mit der Antriebsvorrichtung 15 verbunden ist, wird die Kette 43 von der Antriebsvorrichtung 15 aus mit angetrieben.However, greater adaptability is achieved in that a number of individually adjustable support elements are provided. A number of others Gears such as 37, 39 and 41 are attached to the support members, and one As can be seen from the drawing, chain 43 is over the various gears drawn. Furthermore, a gear 45 is provided with a double set of teeth. One set engages chain 25 and the other engages chain 43. Because the chain 25 is connected to the drive device 15 via the gear 23 and the shaft 21 is, the chain 43 is driven by the drive device 15 from.
Auf den Schienen 27 und 29 ist ein Faden- führungswagen 47 montiert und enthält einen Mittelteil48, an welchem ein Querteil 50 angebracht ist. On rails 27 and 29 is a thread carriage 47 mounted and includes a central portion 48 to which a transverse portion 50 is attached.
Der Querteil 50 trägt an jedem seiner Enden eine Rolle 49 bzw. 51, die den Wagen auf der oberen Schiene 27 stützen, und an dem unteren Ende des Mittelteils 48 ist eine Rolle 53 angebracht, die auf der Schiene 29 steht. Der Fadenführungswagen 47 kann somit frei über die Schienen 27 und 29 fahren.The transverse part 50 carries a roller 49 or 51 at each of its ends, which support the carriage on the upper rail 27, and at the lower end of the middle part 48 a roller 53 is attached, which stands on the rail 29. The thread guide carriage 47 can thus travel freely over the rails 27 and 29.
Der Mittelteil 48 ist mit einem Paar L-förmiger Halter 55 und 57 versehen (F i g. 5), welche zwischen sich einen Schlitz bilden, und ein Schieber 59 kann frei in der so gebildeten Öffnung gleiten. Ein Mitnehmer 61 verbindet ein Glied der Kette 43 mit dem Schieber 59. Bewegt die Kette sich horizontal, dann wird der Fadenführungswagen 47 von der Kette 43 über Schieber 59 und Mitnehmer 61 mitgeführt, und wenn sich die Kette vertikal bewegt, wird der Schieber 59 lediglich in dem Schlitz gleiten, so daß der Fadenführungswagen 47 stillsteht.The middle part 48 is provided with a pair of L-shaped holders 55 and 57 (Fig. 5), which form a slot between them, and a slide 59 can slide freely in the opening thus formed. A driver 61 connects a link the chain 43 with the slide 59. If the chain moves horizontally, then the Thread guide carriage 47 carried along by chain 43 via slide 59 and driver 61, and when the chain moves vertically, the pusher 59 is only in the slot slide so that the thread guide carriage 47 stands still.
Bewegt die Kette sich in einem Winkel zur Bewegungsrichtung des Fadenführungswagens, so wird der Wagen seitwärts bewegt, jedoch mit einer geringeren Geschwindigkeit als die, mit der die Kette bewegt wird. Die Kette kann natürlich auch in bezug auf eine Bewegungsrichtung rückwärts geführt werden, so daß die Bewegung des Fadenführungswagens an jedem Punkt umgekehrt werden kann. If the chain moves at an angle to the direction of movement of the thread guide carriage, so the carriage is moved sideways, but at a slower speed than the one with which the chain is moved. The chain can of course also be related to a direction of movement are guided backwards, so that the movement of the thread guide carriage can be reversed at any point.
Diese besonderen Bewegungen sind in F i g. 2 gezeigt. Am Punkt 63 bewegt sich die Kette horizontal, und der Fadenführungswagen 47 fährt mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Kette. Am Punkt 65 läuft die Kette in einem Winkel zu der Bewegungsrichtung des Fadenführungswagens, so daß der Wagen etwa mit der halben Kettengeschwindigkeit vorwärts bewegt wird. Am Punkt 67 läuft die Kette in entgegengesetzter Richtung, so daß der Fadenführungswagen im Vergleich zu der Richtung in der er sich vorher bewegte, sehr langsam rückwärts fährt. Am Punkt 69 läuft die Kette rechtwinklig zur Bewegungsbahn des Fadenführungswagens, so daß, obgleich die Kette läuft, der Fadenführungswagen 47 stillsteht, während der Schieber 59 lediglich in dem Schlitz gleitet. These particular movements are shown in FIG. 2 shown. At point 63 the chain moves horizontally, and the thread guide carriage 47 travels with the same Speed like the chain. At point 65 the chain runs at an angle to the Direction of movement of the thread guide carriage, so that the carriage is about half Chain speed is moved forward. At point 67 the chain runs in the opposite direction Direction so that the thread guide carriage compared to the direction in which it is previously moved, reverses very slowly. At point 69 the chain runs at right angles to the path of movement of the thread guide carriage so that, although the chain is running, the Thread guide carriage 47 is stationary, while the slide 59 is only in the slot slides.
Der Fadenführungswagen 47 enthält zwei Führungen 71 und 73 (F i g. 3). Die Führung 73 wird durch die Stütze 75 vorzugsweise im Abstand von dem Fadenführungswagen derart gehalten, daß das fadenförmige Material genau an dem vorgeschriebenen Punkt auf den Dorn aufläuft. Der Fadenführungswagen kann auch einen Behälter77 umfassen mit einer Rolle79, die in einer Kunststoffmischung81 umläuft. Die Rolle 79 dient zum Überziehen des fadenförmigen Materials 83 mit einem flüssigen Kunststoff. The thread guide carriage 47 contains two guides 71 and 73 (F i g. 3). The guide 73 is preferably at a distance from the thread guide carriage by the support 75 held so that the thread-like material exactly at the prescribed point runs onto the mandrel. The thread guide carriage can also comprise a container 77 with a roller79 that rotates in a plastic mixture81. The role 79 is used for coating the thread-like material 83 with a liquid plastic.
Die Zuführungseinrichtung 11 für das fadenförmige Material enthält ein Gestell 85, das eine Anzahl von Rollen 87 mit einem passenden fadenförmigen Material trägt. Spannvorrichtungen 89, die an sich bekannt sind, halten das fadenförmige Material unter einer konstanten Spannung. The feed device 11 for the thread-like material contains a frame 85 which has a number of rollers 87 with a matching thread-shaped Material wears. Tensioning devices 89, which are known per se, hold the thread-like Material under constant tension.
Es versteht sich, daß mindestens drei Zahnräder zur Führung der Kette vorhanden sein müssen, um das gewünschte Resultat zu erreichen. Denn würden lediglich zwei Zahnräder verwandt werden, könnte nur eine regelmäßige Vor- und Rückwärtsbewegung erhalten werden. Die Zahnräder werden durch notwendige Versuche so eingestellt, daß das gewünschte Ergebnis erhalten wird. In der Zeichnung sind die Zahnräder in Schlitzen einstellbar und auf einstellbaren Trägerelementen 31 angebracht. Bei einer Vorrichtung, die nur zur Herstellung mehrerer unter sich gleicher Gegenstände dient, können die Zahnräder und deren Trägerelemente dauernd fest montiert sein. It goes without saying that at least three gears are used to guide the chain must be present in order to achieve the desired result. Because would only two gears are used, only a regular back and forth movement could be used can be obtained. The gears are adjusted through necessary tests so that that the desired result is obtained. In the drawing are those Gears adjustable in slots and mounted on adjustable support elements 31. at a device that is only used for the production of several objects of the same kind serves, the gears and their carrier elements can be permanently mounted.
An Stelle der endlosen Kette, z. B. Rollenkette, kann auch ein endloses Band, z. B. ein mit Zähnen versehenes Band, verwendet werden. Instead of the endless chain, e.g. B. roller chain, can also be an endless one Tape, e.g. B. a toothed belt can be used.
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