Гибкий рукав, способ его изготовления и устройство для осуществления способа Советский патент 1993 года по МПК B21C37/12 

Изобретение относится к способу изготовления гибкого рукава, имеющего в сечении по крайней мере одну плоскую сторону и выполненного из спиральной намотки по крайней мере одной профилированной полосы, имеющий выгнутые под прямым углом противоположные края, взаимодействующие один с другим в соседних витках намотки.

Цель изобретения - снижение стоимости изготовления.

В соответствии с изобретением это удается благодаря тому, что по крайней мере одна профилированная полоса навивается на оправку, имеющую соответствующее поперечное сечение и по крайней мере один наполнительный элемент вводится в каждое из указанных соответствующих полых внутренних пространств стенки во время операции намотки профилированной полосы на оправку.

Способ по настоящему изобретению обеспечивает не только значительное снижение производственных расходов в результате введения наполнительных элементов во время операции намотки рукава и таким образом его изготовление само по себе занимает не больше времени, чем изготовление обычного рукава, но и обеспечивает дополнительное преимущество, со00

со

CJ

о

Јь

CJ

стоящее в том, что могут свободно выбираться и форма и материал наполнительных элементов, например, может быть выбран материал стойкий и кислотам, влажной атмосфере, маслам, высоким и низким температурам.

Другим преимуществом является то. что в стенках рукава не выполняют отверстий, сквозь которые могли бы проникать грязь или посторонние жидкости.

Предпочтительно чтобы каждый из наполнительных элементов, вводимых в полые пространства, имел свойство прилипать в правильном положении к подвижной профилированной полосе с помощью притягивающих усилий.

В альтернативном воплощении каждый из наполнительных элементов, вводимых в полые пространства, прилипает в правильном положении к подвижной профилированной полосе под воздействием соответствующего клеющего материала или под воздействием деформации части профилированной полосы.

Изобретение также предусматривает подвижный рукав, имеющий в поперечном сечении по крайней мере одну плоскую сторону и выполненный из спиральной навивки по крайней мере одной профилированной полосы, имеющий выгнутые под прямым углом противоположные края, взаимодействующие один с другим в соседних витках навивки, и включающий на плоской стороне рукава наполнительный материал в соответствующих полых внутренних пространствах рукава для ограничения смещения витков с этой стороны относительно друг друга, причем наполнительный материал вводится в виде отдельных наполнительных элементов в соответствующие полые пространства в процессе намотки профилированной полосы на оправку.

Предпочтительно одна или.обе концевые поверхности каждого наполнительного элемента, обращенные к выгнутым под прямым углом краям, изогнуты таким образом, что их продолжения сходятся. В альтернативном воплощении наполнительный элемент может иметь овальное поперечное сечение.

В другом воплощении рукав выполняется из двух профилированных взаимодействующих полос, навитых совместно, причем выгнутые под прямым углом края одной полосы направлены во внутреннюю область рукава, а выгнутые под прямым углом края другой полосы наполнены во вне относительно рукава.

Устройство по изобретению для реализации предлагаемого способа включает установленную с возможностью вращения и имеющую привод оправку, имеющую соответствующее поперечное сечение и имеющую первую и вторую плоские стороны,

расположенные одна рядом с другой в направлении вращения. На первой плоской стороне оправки предусмотрен магнит, расположенный у ее внешней поверхности, и имеется питательное устройство, расположенное над оправкой для подачи наполнительного элемента между двумя соседними выгнутыми под прямым углом краями профилированной полосы в той ее части, которая оказывается лежащей на первой

стороне.

Другое устройство для реализации спо соба по предлагаемому изобретению содер жит установленную с возможностьк вращения оправку, имеющую привод и выполненную имеющей соответствующее поперечное сечение, и удлиненнук направляющую для поддержки и направления профилированной полосы при подаче оправке, причем направляющая одним концом проходит под оправкой и поддерживается таким образом, чтобы иметь возможность совершать движения вверх v вниз, отслеживая движение подаваемой полосы. Направляющая имеет плоскую несущую поверхность с вмонтированным в нее магнитом, корпус проходящей вдоль части длины направляющей доя схватывания профилированной полосы и питательное устройство для подачи наполнительных

элементов в пространство между двумя соседними выгнутыми под прямым углом краями профилированной полосы в ее части, контактирующей с опорной поверхностью. Еще одним вариантом устройства для

реализации способа по предлагаемому изобретению является конструкция, включающая установленную с возможностью вращения и имеющую привод о правку соответствующего поперечного сечения и удлиненную направляющую, проходящую одним концом вдоль оправки и поддерживаемую таким образом, что направляющая имеет возможность совершать движения вверх и вниз, отслеживая движения наматываемого

на оправку профиля. Направляющая включает установленный с возможностью возвратно-поступательного движения толкатель для управляемого периодического проталкивания наполнительного элемента, вводимого между двумя соседними выгнутыми под прямым углом краями профилированной полосы, движущейся по направлению к нижней части оправки.

Описываемое устройство может также

включать управляемый электромагнит, размещенный вдоль поверхности направляющей несущей полосу, причем толкатель поддерживается полосой и прилипает к ней при подаче электроэнергии на электромагнит.

На фиг.1 дан общий вид части рукава такого типа, к которому относится настоящее изобретение; на фиг.2 - фрагмент конструкции, изображенной на фиг.1; на фиг.З

-продольное сечение рукава, снабженного отдельными наполнительными элементами по изобретению, рукав показан частично прямым и частично изогнутым; на фиг.4 - общий вид части двух соединенных витков, разделенных наполнительным элементом; на фиг.5 - поперечное сечение этих элементов; на фиг.6 - поперечное сечение предпоч- тительного воплощения накопительного элемента по изобретению; на фиг.7 - иллюстрирует эффект, обеспечиваемый такой конфигурацией; на фиг.З - поперечное сечение второго воплощения рукава, в который может быть введен наполнительный элемент; на фиг.9 и 10 - общий схематический вид устройства для реализации способа по настоящему изобретению; на фиг.11 - общий вид с конца с частичным сечением второго воплощения такого устройства; на фиг. 12 - часть этого воплощения; на фиг.13

-вид сбоку этого воплощения; на фиг. 14 - вид сбоку с частичным сечением третьего воплощения устройства для реализации способа по настоящему изобретению; на фиг. 15 - сечение А-А на фиг. 14; на фиг. 16 - сечение Б-Б на фиг.14; на фиг.17 - сечение четвертого воплощения устройства для реализации способа по настоящему изобретению; на фиг.18 - сечение В-В на фиг.17; на фиг.19-общий вид толкателя, используемого в конструкции по этому варианту; на фиг.20 - схематическое изображение другого способа привода толкателя.

Рукав 1, частично показанный на фиг.1, представляет собой известную конструкцию. Такой рукав получают методом навивки V-образной профилированной полосы 2 таким образом, что выгнутые под прямым углом края соседних витков взаимодействуют один с другим. Такой рукав может быть также получен совместной навивкой двух полос V - образной конфигурации, которые взаимодействуют друг с другом конфигурацией, изображенной на фиг.З.

Полученный таким образом рукав имеет прямоугольное поперечное сечение, более длинная сторона которого имеет длину, равную 1. Разумеется в зависимости от исполь- зованной для навивки оправки можно получить другую многоугольную конфигурацию или конфигурацию с прямым и изогнутыми сторонами.

Такой рукав, если не приняты специальные конструктивные меры, не является самонесущим. Необходимая самонесущая способность может быть достигнута принятием соответствующих мер, обеспечивающих положение, когда с одной плоской стороны рукава смещение витков относительно друг друга оказывается ограниченным.

В левой части конструкции, изображенной на фиг.З, показаны три витка 3, 4 и 5. Наполнительный элемент 6, который в этом воплощении имеет прямоугольное поперечное сечение, введен между отогнутым под

прямым углом краем 3 витка 4 наполнительный элемент 7 расположен аналогичным образом между отогнутым под прямым углом краем витка 5 и отогнутым под прямым углом краем витка 4. Длина такого наполнительного элемента в крайнем случае равна длине равной единице донной плоской стороны, а ширина наполнительного элемента выбирается таким образом, чтобы получить желаемую жесткость и самонесущие свойства конструкции. Разумеется возможно также наполнять пространство двумя или тремя наполнительными элементами, размещенными один рядом с другим. Нижеследующее описание относится к конструкции, в которой использован один наполнительный элемент.

Таким образом конкретная форма поперечного сечения и конфигурация наполнительных элементов могут выбираться из

большего числа имеющихся возможностей. Во многих случаях при использовании рукав подвергается частым изгибам, например, когда рукав используется как кабельный канал для технологического оборудования.

Для того чтобы по возможности сократить износ и энергопотребление, оказывается важным предельно снизить трение между соответствующими наполнительными элементами и отогнутыми под прямым углом

краями витков, заключающими эти наполнительные элементы, т.е. обеспечить свойства, которые невозможно получить в известных конструкциях рукава.

На фиг.6 и 7 показаны наполнительные элементы 8 с двумя выпуклыми концевыми краями 9 и 10, которые при сгибании происходящим вдоль нейтральной линии 11 взаимодействуют путем качения с отогнутыми

под прямым углом краями 12 и 13. Изгиб таким образом происходит вдоль нейтральной линии 11 с минимальным трением и износом рукава, а также минимальным шумом, который может иметь место в частности при быстрых и частых изгибах.

На фиг.8 показано поперечное сечение рукава, изготовленного навивкой не одной, а двух профилированных взаимодействующих полос, причем отогнутые под прямым углом края первой полосы обращены к внут- ренней полости рукава, благодаря чему образованы витки 14, 15 и 16, а отогнутые под прямым углом края второй полосы обращены во вне относительно рукава, благодаря чему образованы витки 17, 18 и т.д., распо- ложенные рядом с упомянутыми витками. В данном случае также применены отдельные наполнительные элементы 19, имеющие овальное поперечное сечение.

На фиг.9 и 10 схематически изображено устройство для реализации предлагаемого способа.

Рукав 1 изготавливается обычным способом путем навивки на оправку 20 изготовленной в ранее профилированной полосы 21. Наполнительные элементы нарезаются с учетом необходимой длины от подаваемого удлиненного материала 22, вытягиваемого с бобины 23 с помощью ролика 24, приводимого в действие двигателем 25 и взаимодействующего с ответным роликом 26. Нарезание осуществляется режущим устройством 27, 28, после чего нарезанные куски наполнительного элемента вводятся в виде отдельных элементов 29 через пози- цию 30, показанную штриховыми линиями, в пространство между отогнутыми под прямым углом краями с помощью схематически изображенного подающего механизма 31, 32, выполняющего возвратно-поступатель- ные движения по направлению, указанному стрелкой А,

На фиг.10 схематически показано каким образом отдельные наполнительные элементы могут вводиться в рукав одновремен- но с навивкой профилированной полосы 21, которая и образует рукав 33, причем введение наполнительных элементов всегда осуществляется в правильное место, т.е. в плоский участок 34. Навивочная оправка на этой фигуре не показана.

Материал, из которого выполняется наполнительные элементы может быть выбран в зависимости от ожидаемой нагрузки на рукав, а также ожидаемых окружающих ус- ловий. Примерами подходящих материалов могут быть достаточно жесткая пластмасса или соответствующий металл.

Разумеется существуют различные другие пути воплощения предлагаемого спосо- ба и некоторые из них ниже кратно описываются со ссылкой на иллюстрации.

На фиг.11, 12 и 13 показано устройство, в котором использован постоянный магнит 35, введенный в оправку 36, используемую

для навивки рукава и осуществляющую вращательное движение вокруг оси 37 под воздействием привода, который не показан. Разумеется сама оправка может быть выполнена из материала, обладающего постоянными магнитными свойствами, или в альтернативном воплощении, когда наполнительные элементы сами могут являться постоянными магнитами. Характерной скоростью вращения может быть, например, скорость в один оборот каждые четыре секунды,

С помощью постоянного магнита обеспечивается положение, когда металлический наполнительный элемент, помещенный в правильное положение в профилированную полосу, при намотке остается в этом положении и таким образом оказывается заключенным в нужном пространстве в рукаве. На фиг.11 и 12 схематически показан держатель 38, установленный с возможностью перемещения вверх и вниз под воздействием соответствующего не показанного на чертеже устройства (направление движения показано стрелкой В). При выполнении движений держатель не касается поверхности оправки и при движении вниз подает самый нижний из находящихся в обойме наполнительных элементов (позиция 39) в профилированный элемент.

Держатель 38 может, например, быть снабжен покрытием 40 из микропористой резины. Нажимной элемент 41 оказывает давление вниз на обойму наполнительных элементов 39. При выполнении движения вниз самый нижний наполнительный элемент 42 выбрасывается из держателя и прилипает к профилированной полосе под воздействием силы постоянного магнита 35. Когда оправка поворачивается на угол 180° по направлению, указанному стрелкой С, достигается положение, показанное на фиг.12, в котором наполнительный элемент оказывается заключенным в соответствующей полости на плоской стороне рукава, как это изображено на фиг.З, 4,5. Этот принцип прилипания наполнительного элемента под воздействием притягивающего усилия постоянного магнита к профилированной полосе предлагает, что наполнительный элемент должен быть сделан из соответствующего металла, и применяется также в устройстве, схематически изображенном на фиг.14, 15 и 16. Оправка 43 вращается вок- ругоси 44 под воздействием не показанного на фигуре приводного устройства. Профилированная полоса 45 движется по направлению, показанному стрелкой Д, и в ходе ее движения по направлению к оправке 43 наполнительные элементы 46, хранящиеся в

держателе 47, имеющему ту же конструкцию, что и держатель 38, периодически помещаются на полосу 45 и перемещаются с полосой по направлениям к переднему концу 48 направляющей 49 и, таким образом, в положение между полосой и оправкой. В этой связи следует указать, что механизм держателя представляет собой одну из ряда возможностей подавать наполнительные элементы, в качестве альтернативной возможности может использоваться, например, захват манипулятора. Для их удержания в соответствующих позициях полоса 45 заключена в удлиненную направляющую 49, имеющую нижнюю и верхнюю части, помещенный в нижнюю часть удлиненный магнит 50 имеет магнитное усилие, достаточное для удержания наполнительного элемента, например элемента 51, расположенным в нужном месте на полосе. Держатель 47 подает наполнительные элементы 46 через отверстие 52 в верхней части направляющей 49. Средняя часть упомянутой направляющей содержит центральную направляющую полоску 53 для направления наполнительных элементов 46 по направлению к левому краю элемента 51. Таким образом, удаляется предотвратить контактирование концевого края полос с наполнительным элементом в процессе навивки.

Разумеется должно быть предусмотрено устройство, обеспечивающее отслеживание направляющей 49 движения вверх и вниз полосы 45. На фиг.14 схематически изображена удлиненная листовая пружина 54, закрепленная в точке 55, поддерживающая направляющую 49 и обеспечивающая возможность такого движения.

Возможно использование управляемого барьера 56, установленного с возможностью перемещения вверх и вниз по направлению, указанному стрелкой Е, для управления подачей наполнительных элементов к оправке 43, что упрощает конструкцию механизма держателя, особенно в случае, если элемент 48 представляет собой постоянный магнит. При использовании магнитного притягивающего усилия могут обрабатываться только металлические полосы.

На фиг.17-20 проиллюстрированы примеры, когда могут обрабатываться наполнительные элементы, выполненные из любого материала.

На фиг.17 показана удлиненная направляющая 57, соответствующая направляющей 49, действие которой описано выше, и также включающая продвигающую полоску 58, причем передний конец 59 направляющей проходит под оправку 60. Противоположный конец 61 закреплен с помощью листовой пружины 62 к фиксированной точке 63. Схематически показанный электромагнит 64 введен в нижнюю часть 65 и может периодически приводиться в действие с помощью соответствующего источника питания и включающего устройства (не показаны). Верхняя часть 66 снабжена соот0 ветствующим отрезным устройством 67, в которое входит продвигаемая профилированная полоса 58. Держатель 68, выполненный и приводимый в действие аналогично тому, как выполнены держатели 38 и 47,

5 содержит наполнительные элементы 69, которые вводятся один за другим в полосу. Затем они проталкиваются вперед удлиненным толкателем 70, общий вид которого показан на фиг.19. Этот толкатель выполнен

0 из соответствующего магнитного материала и имеет переднее жало 71, выполненное так, чтобы накрывать наполнительный элемент, который должен быть продвинут вперед, и боковое жало 72, выполненное таким обра5 зом, чтобы продвигать толкатель в сторону наполнительного элемента. Толкатель 70 через спиральную пружину 73 подсоединен к концу 61 направляющей.

Первоначально толкатель 70 смещен

0 пружиной 73 в правый конец направляющей 57. Когда держатель 68 подает наполнительный элемент в пространство 74 верхней части 75, электромагнит 64 приводится в действие таким образом, что толкатель 70

5 оказывается прижатым к донной части профилированной полосы 58 и движется с ней в направлении, указанном стрелкой F, по направлению к оправке 62.

На фиг.17 показано состояние, когда

0 толкатель 70 продвинул наполнительный элемент 76 в положение, соответствующее углу оправки 60 таким образом, что он оказался надежно захваченным, В этот момент соответствующее управляющее устройство

5 обеспечивает состояние, в котором ток на магнит 64 отключается таким образом, что толкатель 70 больше не оказывается смещенным к поверхности полосы 58 и не испытывает обратного действия со стороны

0 пружины 73. Полосы 77 тем не менее остается на своем месте и наматывается в правильное положение, образующее рукав, изготовляемый на оправке 60.

На фиг. 18 схематически показано дру5 roe решение привода толкателя 70, который показан в отведенном положении, смещенный пружиной 73. Ролик 78 показан только что доставившим наполнительный элемент 79. Ремень 80, направляемый направляющими колесами 81 и 82 и приводимый в действие соответствующим не показанным приводным устройством, включает кулачки 83 и 840 которые толкают толкатель 70 в направлении, указанном стрелкой G в положение, показанное штриховой линией. Затем кулачок 84 освобождается от толкателя 70, который после этого отводится назад с помощью пружины 73 в показанную на фигуре позицию.

Две другие возможности прикрепления наполнительных элементов к продвигающей полосе использование подходящего клеющего материала и выполнение на полосе стенок через соответствующие интервалы позади и перед полосой.

Очевидно, что выше изложены только принципы, в соответствии с которыми могут быть сконструированы различные устройства для реализации способа по предлагаемому изобретению, причем такие устройства должны иметь значительное количество других элементов, управляющих различными движениями и действиями, что находится в пределах компетенции специалистов, знакомого с широким набором различных активаторов и управляющих систем. Например, вполне возможно обеспечить управле- ние различными действиями от центрального микропроцессора.

Формула изобретения

1.Гибкий рукав, имеющий в сечении по меньшей мере одну плоскую сторону, содержащий по меньшей мере одну профилированную спирально навитую полосу с параллельными вертикальными стенками, контактирующими друг с другом в соседних витках, а также наполнительный материал, размещенный в соответствующих полостях рукава для ограничения смещения витков друг относительно друга, отличающийс я тем, что, с целью снижения стоимости изготовления, наполнительный материал выполнен в виде отдельных элементов, введенных в соответствующие полые простран- ства при навивке полосы.

2.Рукав по п.1, отличающийся тем, что одна или обе боковые поверхности наполнительного элемента, обращенные к параллельным стенкам спирально навитой полосы, имеют выпуклую форму.

3.Рукав по п.1, отличающийся тем, что наполнительный элемент имеет овальное поперечное сечение.

4.Рукав по пп.1-3, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что он выполнен из двух профилированных полос, навитых совместно, причем одна

из полос имеет отогнутые под прямым углом края, обращенные к внутреннему пространству рукава, а другая - отогнутые под прямым углом края, обращенные к наружной стороне.

5.Способ изготовления гибкого рукава, выполненного из профилированной полосы, имеющей по меньшей мере одну плоскую сторону и параллельные вертикальные стенки, заключающийся в навивке полосы по спирали на оправку с одновременным введением наполнительного элемента в соответствующие полости стенки рукава в сжатом состоянии между параллельными вертикальными стенками витков, отличающийся тем, что наполнительный элемент вводят в полости рукава в виде отдельных элементов в ориентированном состоянии и в процессе навивки фиксируют его относительно профилированной полосы.

6.Способ по п.5, отличающийся тем, что наполнительные элементы ориентируют воздействием магнитного притяжения.

7.Способ по п.6, отличающийся тем, что наполнительные элементы ориентируют посредством оправки, включающей магнитный материал.

8.Способ по п.7, отличающийся тем, что наполнительные элементы ориентируют магнитом, расположенным вдоль полосы профилированного материала.

9.Способ по п.5, отличающийся тем, что каждый наполнительный элемент, вводимый в полое пространство, подают пс направлению к оправке по поверхности перемещающейся полосы до тех пор, пока егс передний конец не достигнет угля полого пространства, образуемого посредством элемента давления, осуществляющего периодическую подачу, начиная с исходной и по направлению к оправке, возвращающегося в исходную позицию после подачи наполнителя.

10.Способ по п.5, отличающийся тем, что наполнительный элемент ориентируют и фиксируют посредством клеющего материала.

11.Способ по п.5, отличающийся тем, что наполнительный элемент ориентируют и фиксируют посредством деформирования части профилированной полосы.

12.Способ по п,5, отличающийся тем, что наполнительный элемент подают по направлению к вращающейся оправке до тех пор, пока его передний конец не достиг- нетугла полого пространства, образованного устройством, несущим и направляющим указанный элемент снизу относительно подаваемой полосы.

13.Устройство для изготовления гибкого рукава, содержащее оправку для навивки

профилированной полосы и направляющий узел для подачи наполнителя, отличающееся тем, что направляющий узел выполнен в виде расположенной под оправкой параллельно ее нижней грани направляющей планки, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости, толкателя, связанного одним концом с направляющей, и держателя, установленного на направляющей с возможностью взаимодействия с толкателем.

14.Устройство по п.13, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что оно снабжено магнитом.

15.Устройство по п.13, о т л и ч а ю- щееся тем, что оправка выполнена с двумя

0

5

плоскими сторонами, а магнит размещен в одной из плоских сторон около ее наружной поверхности.

16.Устройство по п.13, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что оно снабжено направляющей для полосы, один конец которой проходит под оправкой, при этом направляющая установлена с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения и содержит плоскую несущую поверхность, а магнит вмонтирован в эту поверхность.

17.Устройство по п.16, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что в качестве магнита использован управляемый электромагнит.

Использование: для изготовления в частности, рукавов, применяемых для прокладки кабелей и труб. Изобретение относится к способу изготовления гибкого рукава, имеющего в поперечном сечении одну плоскую сторону и выполненного в виде спиральной навивки профилированной полосы, края которой отогнуты под прямым углом и взаимодействуют друг и другом в соседних витках навивки, причем профилированная полоса навита на оправку соответствующего поперечного сечения и отдельные наполнительные элемента введены в каждое из соответствующих полых внутренних пространств стенки во время выполнения операции навивки профилированной полосы на оправку. Устройство для реализации этого способа включает оправку, содержащую на одной из ее сторон встроенный магнит, и питающее устройство, расположенное над оправкой для подачи наполнительного элемента между двумя соседними выгнутыми под прямым углом краями профилированной полосы. Особенностью гибкого рукава является то, что наполнительный элемент находится между витками в виде отдельных элементов. 3 с.и. 14 з.п.ф-лы, 20 ил. СП с

1

V

(риг.1

/ 6 Ъ

Л

фигз

f

pt/e.2

фигА

77777Y//S//////}

6

/j 3 & /0

tpc/eff

14

т

V

cpcte.5

К в

рг/г

/в 19

20

ы

38-

39

tfuM&U&&U&f

г ),

/О

I 37

&

рЈ/& if

15

К

в

36

L

36

/

35

ST+--1

4f

pve.t2

cpuztf

ФигМ

5-6

Фиг.№

40

A-4

0-

5

I

1

I

N

1

jЈ

в

«

Г

Ipts

Ч

QU к

ч

«Ь

г

Ј

4-s

4

i

§ И

fe

§

fe

i

У

N|

6I