Schlauches

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Abtragen von Material am Umfang eines Schlauches, umfassend einen Antriebsmotor, ein von diesem um eine Drehachse rotierend antreibbares Abtragwerkzeug und eine Stütz- und Führungsstruktur für einen konzentrisch zur Drehachse angeordneten Schlauch, wobei das Abtragwerkzeug eine rotierende Tragstruktur und mindestens ein von dieser getragenes Abtragelement umfasst.

Zur Herstellung von einbaufertigen Schlauchleitungen, insbesondere solcher für Hydraulikanwendungen, werden typischerweise endseitig an einen Schlauchabschnitt Armaturen - unter Verwendung von Radialpressen - ange- presst . Um dabei eine den teilweise extrem hohen Drücken dauerhaft standhaltende Verbindung der Armaturen mit dem Schlauchabschnitt zu gewährleisten, werden dessen Enden üblicherweise geschält, was bedeutet, dass Material - zum Teil bis auf die erste Armierungslage - spanabhebend abgetragen wird. Hierzu werden Schälmaschinen eingesetzt, die den betreffenden Schlauch außen oder innen oder zeitgleich außen sowie innen schälen. Eine Schälmaschine, die dem gleichzeitigen Außen- und Innenschälen eines Schlauches dient, ist beispielsweise aus der DE 299 03 687 Ul bekannt. Im Hinblick auf das Innenschälen eines Schlauches wir ergänzend auf die DE 199 17 101 C2 verwiesen. In Werkstätten und Betrieben, in denen - durch Anbringen von Armaturen endseitig an Schlauchabschnitte - einbaufertige Schlauchleitungen hergestellt werden, werden typischerweise in rascher Abfolge verschiedene Schläuche be- und verarbeitet, die sich insbesondere durch ihre Abmessungen (Außendurchmesser, Innendurchmesser, Wandstärke) unterscheiden. Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Maschine zum Abtragen von Material am Umfang, d.h. am Außen- und/oder Innenumfang, eines

Schlauches der eingangs angegebenen Art bereitzustellen, mit der sich unterschiedliche Schläuche besonders wirtschaftlich be- bzw. verarbeiten lassen, insbesondere im Hinblick auf einen minimalen Aufwand für das Einrichten bzw. Umrüsten der Maschine im Falle der Be- bzw. Verarbeitung von Schläuchen mit unterschiedlichem Außen- und/oder Innendurchmesser.

Gelöst wird diese Aufgabenstellung gemäß der vorliegenden Erfindung, indem bei einer Maschine der eingangs angegebenen Art auf das Abtragelement ein Verstellmechanismus mit einer mindestens ein Fliehgewicht umfassenden Zentrifugalkraft-Verstellung wirkt, wobei mit zunehmender Drehzahl der Tragstruktur die Anlagekraft des Abtragelements am Schlauch zunimmt. Die erfindungsgemäße Maschine zum Abtragen von Material am Umfang eines Schlauches zeichnet sich somit, mit anderen Worten, dadurch aus, dass das mindestens eine Abtragelement nicht eine feste durch das Einrichten der Maschine vorgegebene Stellung einnimmt, durch die der Abstand des Abtragelements zur Drehachse dementsprechend vorgegeben ist, sondern dass vielmehr das mindestens eine Abtragelement in bzw. an der Tragstruktur lageveränderbar gelagert ist.

Auf das mindestens eine Abtragelement wirkt dabei ein Verstellmechanismus, welcher eine Zentrifugalkraft- Verstellung umfasst, zu welchem Zweck der Verstellmechanismus über mindestens ein Fliehgewicht verfügt . Der Verstellmechanismus ist dabei dergestalt ausgeführt, dass bei zunehmender Drehzahl der Tragstruktur die Anlagekraft des Abtragelements am Schlauch zunimmt, bei Maschinen zum Materialabtrag am Außenumfangs eines Schlauches im Sinne einer Reduzierung des Abstands des Abtragelements zur Drehachse, d.h. auf die Drehachse zubewegt. Auf diese Weise ist - jedenfalls innerhalb erheblicher Bandbreiten unterschiedlicher Schlauchabmessungen - ein spezifisches Einrichten der Maschine, um diese an den individuellen Schlauch anzupassen, entbehrlich. Denn das mindestens eine Abtragelement nähert sich, wenn die Tragstruktur bei Inbetriebnahme der Maschine in Drehung versetzt wird, mit zunehmender Drehzahl selbsttätig dem Umfang des Schlauches, d.h. dem zu bearbeitenden Außen bzw. dem Innenumfang, an und beginnt, sobald es dabei auf den Schlauch trifft, mit dem Abtragvorgang. Somit kann insbesondere die - bei Stillstand der Tragstruktur maßgebliche - Grundeinstellung des mindestens einen Abtragelementes so gewählt werden, dass alle üblichen bzw. typischen Schlauchdurchmesser bearbeitet werden können, ein Umrüsten der Maschine somit entbehrlich ist. Auch ist ein verschleißbedingtes Nachstellen der Abtragelemente entbehrlich. Durch geeignete Wahl der Drehzahl der rotierenden Tragstruktur lässt sich zudem erreichen, dass das Schlauchmaterial zuverlässig bis auf die erste, beim Material am Außenumfang radial äußerste Armierungslage des betreffenden Schlauches abgetragen wird, wobei zugleich eine Beschädigung der Armierungslage unterbleibt, weil die Anlagekraft des Abtragelements an dieser einen kritischen Wert nicht überschreitet. Insoweit lässt sich in Anwendung der vorliegenden Erfindung ein weiterer gravierender Vorteil erreichen, indem nämlich - unabhängig von möglichen Toleranzen auf Seiten des Schlauchherstellers und/oder möglichen Exzentrizitäten der Armierungslage - das Abtragen des Schlauchmaterials zuverlässig genau bis auf die Armierungslage erfolgt, was sich günstig auswirkt auf die Zuverlässigkeit der späteren Verbindung der Armatur mit dem Schlauchabschnitt. Als dritter wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist zu nennen, dass ein Schälen von Schläuchen oder sonstiges Abtragen von Material am Schlauchumfang nicht zwingend von der Stirnseite her erfolgen muss; vielmehr ist, was sich für bestimmte Anwendungen als günstig erweisen kann, auch ein Materialabtrag von Schläuchen zum Ende hin möglich und/oder mit Abstand zum Ende des Schlauches, d.h. unter Erzeugung einer endseitigen Verdickung, indem von dem Schlauchabschnitt unmittelbar benachbart dem Ende weniger Material abgetragen wird als in einem von der Stirnseite weiter entfernten Bereich . Erkennbar lassen sich somit in Anwendung der vorliegenden Erfindung mit vergleichsweise geringem Aufwand erhebliche praxisrelevante Vorteile erzielen, und zwar sowohl hinsichtlich der Effizienz als auch der Qualität der betreffenden Bearbeitung des Schlauches.

Die vorliegende Erfindung eignet sich gleichermaßen für das Abtragen von Material am Außenumfang eines Schlauches wie auch zum Abtragen von Material am Innenumfang eines Schlauches, wobei im zuletzt genannten Fall das mindestens eine Abtragelement bevorzugt radial verschiebbar in einer Hohlwelle gelagert ist, wobei der Verstellmechanismus beispielsweise Keil- bzw. Kulissengetriebe umfassen kann.

Soweit im Folgenden die vorliegende Erfindung anhand von Maschinen zum Außenschälen von Schläuchen näher erläutert wird, bei denen das Abtragelement als ein einen spanabhebenden Materialabtrag am Außenumfang des Schlauches bewirkendes Schneidelement ausgeführt ist, ist eine Beschränkung der vorliegenden Erfindung auf eine solche Ausführung damit nicht verbunden, und zwar weder hinsichtlich des Ortes des Materialabtrags (am Außenumfang und/oder am Innenumfang) , noch hinsichtlich der Art und Weise (z.B. Materialabtrag durch Bürsten oder sonstige abrasive Abtragelemente) . Etwas anderes gilt nur dort, wo dies ausdrücklich angegeben ist oder sich aus den Umständen ergibt. Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Abtragelement an der Tragstruktur linear geführt ist. Besonders bevorzugt ist dabei eine im Wesentlichen radiale Verschiebbarkeit des mindestens einen Abtragelements an der Tragstruktur ausgeführt, was einen geringen Versatz des Verschiebevektors zu der

Maschinenachse zulässt. Dies ist günstig im Hinblick auf die Bearbeitung stark unterschiedlicher Schlauchdurchmesser mit zumindest im Wesentlichen gleicher Schneidgeometrie .

Eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass jedem Schneidelement ein linear verschiebbares Fliehgewicht zugeordnet ist. Besonders bevorzugt ist dabei das jeweilige Fliehgewicht zumindest im Wesentlichen radial verschiebbar. Eine derartige radial verschiebbare Lagerung bzw. Führung des mindestens einen Fliehgewichts wirkt sich positiv aus auf die Möglichkeit, mit geringem Aufwand prozessgünstige kinematische und dynamische Verhältnisse zu erreichen.

Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Maschine zum Außenschälen eines Schlauches zwei einander im Wesentlichen diametral gegenüberliegende Schneidelemente aufweist. Besonders günstig ist es dabei, wenn - insbesondere über den betreffenden Verstellmechanismus - die beiden Schneidelemente dergestalt gekoppelt sind, dass ihre Zustellbewegungen rela- tiv zueinander synchronisiert sind. Für die Bearbeitung, d.h. die Qualität des Ergebnisses, kann es vorteilhaft sein, wenn die Schneidelemente einen geringen Versatz relativ zu jener Mittelebene durch den Schlauch aufweisen, welche parallel zu der Zustellbewegung der Schneidelemente verläuft.

Gemäß einer abermals anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass auf jedes Schneidelement eine dieses im Sinne einer Vergrößerung des Abstandes der Schneide zur Drehachse vorspannende Rückstellfeder wirkt. Auf diese Weise nehmen die Schneidelemente, wenn die Tragstruktur angehalten wird, selbsttätig ihre Grundstellung ein, in der der bearbeitete Schlauch der Maschine leicht entnommen und ein neuer zu bearbeitender Schlauch in die Maschine eingelegt werden kann. In bevorzugter Weiterbildung weist die Rückstellfeder eine progressive Federcharakteristik auf. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Anlagekraft des Schneidelements an dem Schlauch auch bei unterschiedlichen Schlauch- bzw. sich ändernden Schäldurchmessern im Wesentlichen konstant zu halten, so dass insbesondere das Schälen des Schlauches bei zunehmendem Fortschritt des Schälprozesses - bei unveränderter Drehzahl - mit im wesentlichen konstanter Schälkraft erfolgen kann. Die Höhe der Schälkraft lässt sich durch Wahl der Drehzahl vorgeben, wobei denkbar ist, für vorgegebene

Schälaufgaben in der Maschinensteuerung verschiedene Drehzahlprofile zu hinterlegen. Besonders günstig ist es im Übrigen, wenn die Federkonstante der mindestens einen Rückstellfeder so gewählt ist, dass eine flieh- kraftbedingte Zustellung des mindestens einen Schneidelements aus einer Endstellung (Grundstellung) heraus erst erfolgt, wenn die auf das mindestens eine Fliehgewicht wirkende Zentrifugalkraft wesentlich größer ist als die (auf das Fliehgewicht wirkende) Gewichtskraft, besonders bevorzugt mindestens mehr als drei Mal so groß ist wie diese. Eine solche Ausgestaltung ist nützlich für Maschinen zum Außenschälen eines Schlauches, bei denen die Drehachse, um welche die Tragstruktur rotiert, mehr oder weniger horizontal ausgerichtet ist, was namentlich bei der Bearbeitung großdimensionierter Schlauchabschnitte für deren Handhabung günstig ist. Denn auf diese Weise wird der Einfluss der auf die Fliehgewichte wirkenden Schwerkraft im Verhältnis zu den Auswirkungen der Fliehkraft zurückgedrängt, was sich positiv auswirkt auf ein homogenes Bearbeitungsergebnis. Eine andere Möglichkeit bei mehr oder weniger horizontal orientierter Rotationsachse den Einfluss der Schwerkraft zurückzufahren, besteht in der weiter oben bereits erwähnten Koppelung der Zustellbewegung zweier einander diametral gegenüberliegender Schneidelemente mit jeweils einem eigenen zugeordneten Fliehgewicht, weil sich in diesem Falle die schwerkraftbedingten Einflüsse der beiden jeweils auf eines der Schneidelemente einwirkenden Fliehgewichte kompensieren.

Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist (jeweils) ein Schneidelement und ein diesem zugeordnetes benachbart zu diesem angeordnetes Fliehge- wicht über ein Getriebe gegenläufig gekoppelt. Geeignete, die Linearbewegung des Fliehgewichts in eine gegenläufige Linearbewegung des zugeordneten Schneidelements umlenkende Getriebe können dabei auf verschiedene Weise realisiert sein, beispielsweise in Form zweier über ein Ritzel gekoppelter Zahnstangen. Vorteilhaft ist bei einer solchen Ausgestaltung, dass der - bezogen auf die Drehachse - zentrale Raum der Maschine frei von Einbauten gehalten werden kann, was der Bearbeitung von

Schläuchen mit großem Außendurchmesser entgegenkommt .

Konstruktiv besonders einfach kann im Einzelfall demgegenüber eine solche Ausgestaltung sein, bei der mit (jedem Schneidelement) ein diesem zugeordnetes diametral gegenüber angeordnetes Fliehgewicht gleichsinnig gekoppelt ist. Hier erfolgt keine Kraft- und/oder Bewe- gungsumlenkung, was den konstruktiven Aufbau vereinfacht .

Die Stütz- und Führungsstruktur der erfindungsgemäßen Maschine kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf unterschiedliche Weise ausgeführt sein. Bei einer in dieser Hinsicht besonders bevorzugten, insbesondere beim Abtragen von Material am Außenumfang des Schlauches anwendbaren Weiterbildung der Erfindung umfasst die Stütz- und Führungsstruktur einen zentralen, in den zu bearbeitenden Schlauch einführbaren Führungsdorn. Besonders günstig ist es dabei, wenn letzterer mit einem veränderbaren Außendurchmesser ausgeführt ist, beispielsweise indem er eine Mehrzahl spreizbarer Stützelemente oder einen aufweitbaren Quellkörper aufweist. Dies ermöglicht die Bearbeitung von Schläuchen mit unterschiedlichem Innendurchmesser ohne aufwendige Umrüstung der Maschine .

Anstelle eines zentralen Führungsdornes - oder ggf.

auch zusätzlich zu einem solchen - kann die Stütz- und Führungsstruktur auch außen auf den zu bearbeitenden Schlauch wirkende Stützelemente umfassen. Bei einer solchen Weiterbildung, die sich insbesondere beim Abtragen von Material am Innenumfang des Schlauches eignet, ist ersichtlich die Anpassung der Stütz- und

Führungsstruktur an unterschiedliche Schlauchdurchmesser besonders einfach möglich.

Eine nochmals andere bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung zeichnet sich schließlich dadurch aus, dass das mindestens eine Schneidelement einen Schneidplattenträger mit einer auswechselbar daran angebrachten Schneidplatte umfasst . Eine solche, bisher bei Schlauchschälmaschinen nicht realisierte Gestaltung ist ersichtlich besonders wirtschaftlich und zwar nicht nur im Hinblick auf die Kosten der auf Grund Verschleißes zu erneuernden Komponenten. Vielmehr ist typischerweise beim Auswechseln allein einer an einem

Schneidplattenträger angebrachten Schneidplatte ein anschließendes neues Einrichten der Maschine nicht erforderlich, anders als dies typischerweise bei solchen Maschinen der Fall ist, bei denen in Folge Verschleißes der Schneide eine größere Komponente aus der rotierenden Tragstruktur entnommen und ersetzt werden muss.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Aus- führungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei in (teilweise geschnittener) perspektivischer Ansicht das zum Abtragen von Material am Außenumfang eines Schlauches ausgeführte Abtragwerkzeug einer erfindungsgemäßen Maschine zum Abtragen von Material am Außenumfang eines Schlauches.

Das in der Zeichnung abgebildete, für eine - in üblicher Weise ein Maschinengestell und einen Antriebsmotor umfassende - Maschine zum Abtragen von Material am Außenumfang eines Schlauches bestimmte Abtragwerkzeug 1 ist im Hinblick auf die spezifische Form des Materialabtrags durch spanabhebendes Schälen als um eine Drehachse 2 rotierend antreibbares Außenschälwerkzeug ausgeführt. An ihm ist eine Stütz- und Führungsstruktur 3 für einen konzentrisch zur Drehachse 2 angeordneten Schlauch angebracht .

Das Abtragwerkzeug 1 umfasst eine um die Drehachse 2 rotierende Tragstruktur 4 und zwei von dieser getragene, einander diametral gegenüberliegende Abtragelemente 5. Die Tragstruktur besteht dabei im Wesentlichen aus einer mit einem Schaft 6 fest verbundenen, sich quer zur Drehachse 2 erstreckenden Traverse 7 und zwei an dieser angebrachten, sich im Wesentlichen parallel zu der Drehachse 2 erstreckenden Tragarmen 8. Die Abtragelemente 5 sind im Wesentlichen an den freien Enden der Tragarme 8 angeordnet .

Angesichts der spezifischen Wirkungsweise des

Abtragswerkzeugs 1 (spanabhebendes Abtragen des Materials durch Schälen) sind die Abtragelemente 5 jeweils als ein eine Schneide 9 aufweisendes Schneidelement 10 ausgeführt. Jedes Schneidelement 10 umfasst dabei einen Schneidplattenträger 11 mit einer auswechselbar daran angebrachten Schneidplatte 12.

Die beiden Schneidelemente 10 sind nicht starr mit dem jeweils zugeordneten Tragarm 8 verbunden. Sie sind vielmehr linear, radial verschiebbar (Doppelpfeil A) an diesen geführt, und zwar in Führungsplatten 13. Auf die beiden Schneidelemente 10 wirkt jeweils ein Verstellmechanismus 14 mit einer ein Fliehgewicht 15 umfassenden Zentrifugalkraft-Verstellung. Dabei ist jedem Schneidelement 10 ein eigenes Fliehgewicht 15 zugeordnet, wobei auch die Fliehgewichte linear, radial verschiebbar (Doppelpfeil B) an den Tragarmen 8 geführt sind. Jeweils ist das Schneidelement 10 mit dem diesem zugeordneten Fliehgewicht 15, welches benachbart zu dem

Schneidelement 10 angeordnet ist, über ein Getriebe 16 gegenläufig gekoppelt. Das Getriebe 16 besteht dabei im Wesentlichen aus einer an dem Schneidelement 10 ausgeführten zahnstangenförmigen Verzahnung 17, einer an dem Fliehgewicht 15 angebrachten Zahnstange 18 und einem zwischen der Verzahnung 17 und der Zahnstange 18 ange- ordneten, an dem betreffenden Tragarm 8 drehbar gelagerten Ritzel 19, welches mit der Verzahnung 17 und der Zahnstange 18 kämmt. Die weiter oben erwähnte radiale Führung der Zahnstange 18 erfolgt dabei jeweils radial außen in der radial äußeren Führungsplatte 13a; zusätzlich ist endseitig an der Zahnstange 18 ein Führungsblock 20 angebracht, der an einer korrespondierenden - nicht dargestellten - Führungsbahn gleitend geführt ist .

Auf jedes Schneidelement 10 wirkt eine als Druckfeder ausgeführte Rückstellfeder 21, welche das betreffende Schneidelement im Sinne einer Verringerung der Anlagekraft der Schneide 9 an dem Außenumfang des zu bearbeitenden Schlauches vorspannt. Hierzu stützt sich die Rückstellfeder einerseits außen auf der radial äußeren Führungsplatte 13a und andrerseits an einer endseitig an dem Schneidelement angeordneten Kopfplatte 22 ab. Mittels einer an der äußeren Führungsplatte 13a fixierten Schutz- und Führungshülse 23 ist jeweils die Rückstellfeder 21 und der äußere Bereich des

Schneidelements 10 gegen Verschmutzung durch Späne und Beschädigung geschützt. Auch die Fliehgewichte 15 sind zum Schutz der Zahnstange 18 vor Verschmutzung von einer an der äußeren Führungsplatte 13a fixierten Schutz - hülse 24 abgedeckt.

Der jeweils dem Schneidelement 10 zugeordnete Verstellmechanismus 14 bewirkt, dass mit zunehmender Drehzahl (Pfeil C) der Tragstruktur 4 um die Drehachse 2 der Abstand x der betreffenden Schneide 9 zur Drehachse 2 abnimmt und, wenn die Schneiden an dem Schlauch an dessen Außenumfang anliegen, die Anlagekraft der Schneiden am Schlauch, d.h. an dessen Außenumfang, zunimmt.

Die an dem Abtragwerkzeug angebrachte eine Stütz- und Führungsstruktur 3 für einen konzentrisch zur Drehachse 2 angeordneten Schlauch umfasst eine Wälzlageranordnung 25, mittels derer ein Halterohr 26 für einen - nicht dargestellten - Führungsdorn koaxial relativ zu dem Schaft 6 drehbar gelagert ist. Mittels einer Klemmschraube 27 lässt sich ein auf den zu bearbeitenden Schlauch abgestimmter Führungsdorn an dem Halterohr 26 fixieren .