DE10003184A1 - Vorrichtung zum Abziehen von Einzelfäden oder Fasersträngen aus einem Gatter - Google Patents
Vorrichtung zum Abziehen von Einzelfäden oder Fasersträngen aus einem GatterInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abziehen von Einzelfäden oder Fasersträngen aus einem Gatter (1) und zum differenziert, diskontinuierlichen Bereitstellen von Scharen derselben für einen zyklisch wirksamen Fadenverbraucher, mit einem aus kontinuierlich angetriebenen, von den Einzelfäden teilweise umschlungenen Lieferwalzen bestehenden Lieferwerk (2), und mit einem dem Lieferwerk (2) nachgeordneten Schlingen ausformenden Fadenzwischenspeicher (3). Mit dem Ziel, bei Verarbeitung von hochempfindlichen Fadenmaterialien, die Einzelfäden stets mit gleicher und niedriger Spannung auch mit hohen, zyklisch extrem schwankenden Verarbeitungsgeschwindigkeiten bereitzustellen, wird die Vorrichtung so gestaltet, dass der Fadenzwischenspeicher (3) für jeden Einzelfaden (4') umfasst, eine massearme, lose Rolle (31) mit horizontaler Achse (311), die den Scheitel der Schlinge führt, Führungsmittel (32, 321) zur Führung der losen Rolle (31), Belastungsmittel (35) zur Belastung der Achse (311) der losen Rolle (31) in Richtung des Scheitels der Schlinge und Entlastungsmittel (37) zum teitweiligen Entspannen des Schenkels der Schlinge, der zum Lieferwerk (2) gerichtet ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abziehen von Einzelfäden oder
Fasersträngen aus einem Gatter und zum differenziert, diskontnuierlichen
Bereitstellen von Scharen derselben für einen zyklisch wirksamen Fadenver
braucher, mit einem aus mindestens zwei annähernd kontinuierlich angetriebe
nen Lieferwalzen bestehenden Lieferwerk, deren Lieferwalzen von der Schar
der Einzelfäden oder Faserstränge teilweise umschlungen werden, und mit
einem dem Lieferwerk im Fadenlauf nachgeordneten Fadenzwischenspeicher,
der zwischen der Ausgangswalze des Lieferwerkes und einem wegführenden
Fadenführer eine Schlinge aus jedem Einzelfaden oder jedem Faserstrang
ausformt.
Eine Vorrichtung dieser Art ist durch die WO 96/31428 offenbart worden.
Einem Abrollgatter ist an der Ausgangsseite eine "kraftschlüssige Vorlage-
Einheit" zugeordnet, deren Walzen mittels Motor angetrieben werden. Die aus
dem Gatter abgezogenen Fäden werden nebeneinander über Winkelbereiche
dieser Walzen geführt. Die aus dem Lieferwerk austretenden Fäden werden
frei hängend, in dicht nebeneinanderliegenden, senkrechten Schächten
zwischengespeichert und über einen weiteren Fadenführer einer Verarbei
tungseinheit zugeführt. In einer Ausführungsvariante wird in den senkrechten
Speicherkanälen eine von oben nach unten gerichtete Luftströmung zur Erhö
hung der Fadenspannung im Speicher erzeugt.
Die beschriebene Vorrichtung soll für Fadenlegeanordnungen für Multiaxial
wirkmaschinen verwendet werden. Die zu fördernden Fäden sollen auch
Glasfasergarne umfassen, deren Einzelfasern nicht untereinander verdreht
sind.
Die Arbeitsweise einer derartigen Vorrichtung ist insbesondere für die Ver
arbeitung von Glasfasern völlig ungeeignet. Die Spulen des Gatters haben
eine relativ große Masse (bis zu 4 kg). Die für den tangentialen Abzug der
Glasfaserstränge notwendige Kraft ist erheblich und von Spule zu Spule je
nach dem Grad ihrer Abarbeitung unterschiedlich.
Die Lieferwalzenanordnung ist bei dieser Ausführung nicht geeignet, diese
großen und sehr unterschiedlichen Kräfte aufzubringen. Zwischen den Liefer
walzen und den Fasersträngen gibt es einen erheblichen Schlupf. Die an den
Oberflächen der Walzen anliegenden Einzelfasern werden durch die Relativbe
wegung und die dabei auftretende Reibung zerstört. Die Qualität der Faser
stränge wird erheblich gemindert. Gleiches trifft auf die damit hergestellten
Flächengebilde zu. Der Fadenzwischenspeicher kann seiner Aufgabe nicht
gerecht werden. Die bei Glasfasern bereits bestehenden Probleme potenzie
ren sich bei der Verarbeitung von Carbonfasern zusätzlich.
Die unkontrolliert verteilten, gebrochenen Einzelfasern führen zu einer nicht
definierbaren aber deutlichen Reduzierung der Tragfähigkeit der Carbonfaser
stränge und damit zu erheblichen Qualitätsmängeln z. B. des Multiaxialgewirkes.
Die praktische Folge dieser auftretenden Mängel ist, dass Multiaxialgewirke
unter Verwendung von Carbonfasersträngen nur bei sehr niedrigen Lege
geschwindigkeiten und entsprechend hohen Kosten verarbeitet werden kön
nen.
Durch die DE 197 39 411 A1 wird eine Vorrichtung für einen ähnlichen Zweck
vorgeschlagen. Die aus dem Abrollgatter heraus geführten Fäden oder Faser
stränge werden über verlagerbare Walzen eines Fadenspeichers für Faden
scharen mit annähernd konstanter Geschwindigkeit abgezogen und vom
Fadenleger mit unterschiedlicher Geschwindigkeit in die üblichen Transportket
ten eingelegt. Alle möglichen Geschwindigkeitsdifferenzen müssen in dem
Bewegungsprogramm des Fadenzwischenspeichers berücksichtigt sein. Fehler
im Programm und ein unterschiedliches Verhalten einzelner Fäden können
dabei nicht berücksichtigt werden. Es kommt daher regelmäßig zu fehlerhaften
Legungen. Die Vorrichtung ist nicht geeignet, das anstehende Problem unter
industriemäßigen Bedingungen zu lösen.
Durch die DD 136 861 ist eine Vorrichtung zur Zuführung von Fäden aus
einem Gatter mittels Zuführwalze vorgeschlagen worden. Zum Zwecke der
Lieferung von Fäden mit unterschiedlichen Längen pro Zeiteinheit wird zwi
schen der Zuführwalze und einer zweiten Fadenbremse eine Einzelfadenwippe
vorgesehen, der im Bereich der größten Auslenkung ein ortsfester Anschlag
zugeordnet ist. Auch diese Vorrichtung ist nicht geeignet, Faserstränge mit
untereinander nicht verdrehten, empfindlichen Einzelfasern von einem Gatter
mit hoher Geschwindigkeit abzuziehen und mit extrem differenzierten Längen
und Geschwindigkeiten für die weitere Verarbeitung bereitzuhalten.
Die Lieferwalzen bewegen sich hier mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die der
maximalen Verarbeitungsgeschwindigkeit entspricht. Die Fadenwippe mit
ihrem Anschlag entscheidet nur, ob mit maximaler Verarbeitungsgeschwindigkeit
gefördert wird oder nicht. Belastet sie den Fadenschenkel der Schlinge,
der zum Lieferwerk führt, fördert das Lieferwerk. Ist dieser Fadenschenkel
unbelastet, setzt die Lieferung aus. Eine solche Vorrichtung ist für einen
diskontinuierlichen Verbrauch mit geringen Geschwindigkeitsdifferenzen bei
niedrigem Geschwindigkeitsniveau und dem Einsatz von Fäden aus mitein
ander verdrehten Einzelfasern durchaus mit deutlichen Vorteilen brauchbar.
Für die diskontinuierliche zyklische Verarbeitung von Einzelfäden und/oder
Fasersträngen mit extremen Geschwindigkeitsunterschieden ist diese Vor
richtung jedoch ungeeignet. Die mit maximaler Verarbeitungsgeschwindigkeit
fördernden Lieferwalzen reiben dann über einen langen Zeitraum, wenn auch
mit geringer Belastung, an den Glas- oder Carbonfasern, die den Oberflächen
der Lieferwalzen unmittelbar benachbart sind. Schädigungen und damit Quali
tätsmängel beim Abziehen und Weiterverarbeiten der Einzelfäden oder Faser
stränge sind hierbei nicht zu vermeiden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Abziehen
von Einzelfäden oder Fasersträngen - auch aus einem Abrollgatter -
vorzuschlagen, die geeignet ist,
bei Vermeidung von Schäden an den Einzelfasern und
bei extrem großen Geschwindigkeitsdifferenzen in kurzen Zeitintervallen während der Fadenverarbeitung,
Scharen von Einzelfäden oder Fasersträngen mit differenzierten Längen bei einheitlicher und im Wesentlichen gleichbleibender Spannung für die Ver arbeitung bereitzustellen.
bei Vermeidung von Schäden an den Einzelfasern und
bei extrem großen Geschwindigkeitsdifferenzen in kurzen Zeitintervallen während der Fadenverarbeitung,
Scharen von Einzelfäden oder Fasersträngen mit differenzierten Längen bei einheitlicher und im Wesentlichen gleichbleibender Spannung für die Ver arbeitung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 auf überraschend
einfache Weise gelöst. Die Verwendung von losen Rollen zur Führung der
Fadenschlingen im Speicher gestattet das Zuordnen beliebig einstellbarer,
genau definierbarer Belastungsmittel für die losen Rollen.
Die von der Fadenspannung am Ausgang des Lieferwerkes abhängige Förder
leistung des Lieferwerkes kann exakt bemessen werden. Die Entlastungsmittel
im Bewegungsbereich der losen Rollen führen beim Erreichen der Aufnahme
fähigkeit des Fadenzwischenspeichers unmittelbar zu einem Herabsetzen der
Fadenspannung am Ausgang des Lieferwerkes und damit zur Unterbrechung
der Lieferung der Einzelfäden oder Faserstränge in den Speicher. Ein etwas
geringerer Verbrauch bei einem Einzelfaden oder einem Faserstrang wird
sofort - ohne Auswirkungen auf die anderen Fäden - kompensiert.
Während der kurzen Unterbrechung der Lieferung beim Blockieren der losen
Rolle sind die Fasern, die mit den Oberflächen der Liefenrwalzen kontaktieren
spannungslos. Sie werden nicht beschädigt. Wird dann beim Einsetzen eines
erneuten Verbrauches von Faden die lose Rolle vom Anschlag abgehoben,
steht sofort eine ausreichende, einstellbare Seilkraft zur Verfügung, die dann
ein nahezu schlupffreies Fördern aller Fasern eines Fadens oder eines Faser
stranges ermöglichen.
Jeder einzelne Faden oder Faserstrang bestimmt so durch seine induviduelle
Verarbeitung, ob Faden geliefert werden muß oder nicht. Jeder Faden oder
jeder Faserstrang wird mit im Wesentlichen einheitlicher Fadenspannung für
die Verarbeitung bereitgehalten. Die Einflüsse sehr hoher Fadengeschwindig
keiten und sehr hoher und unterschiedlicher Beschleunigungen können weit
gehend ausgeschalten werden.
Diese jetzt mögliche differenzierte Lieferung von Einzelfäden oder Einzelfaser
strängen ermöglicht es, unabhängig von der Größe der Fadenverarbeitung im
Bereich des Fadenverbrauchers und unabhängig von den Abzugsbedingungen
von der einzelnen Spule, Fadenscharen mit gleicher Spannung aller Ein
zelfäden bereit zu stellen. Die zu fördernden Fäden werden dabei äußerst
schonend behandelt. Die Phasen, in denen einzelne Fasern der Faserstränge
einer partiell hohen Reibbelastung bei großer Relativbewegung ausgesetzt
sind, werden auf ein Minimum reduziert.
Versuche haben bestätigt, dass es bei der Herstellung von Multiaxialgewirken
auf Kettenwirkmaschinen auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten und ohne
eine Schädigung von Fasern möglich ist, qualitativ hochwertige Multiaxialge
wirke aus Carbonfasern zu erzeugen. Die Erhöhung der Arbeitsgeschwindig
keit - gegenüber den eingangs beschriebenen Vorrichtungen des Standes der
Technik - ist um das zwei- bis vierfache möglich.
Die Modifikation der Vorrichtung nach Anspruch 2 führt zu einer weiteren
Verbesserung der Arbeitsbedingungen, insbesondere bei extrem hohen und
unterschiedlichen Verarbeitungsgeschwindigkeiten der Einzelfäden.
Die nach Anspruch 3 gewählte Form der Führung der Rollen gestattet eine
einfache und übersichtliche Gestaltung des Fadenspeichers.
Die Verwendung eines Begrenzungsanschlages als Entlastungsmittel - nach
Anspruch 4 - ist in der Mehrzahl der Einsatzfälle ausreichend und erfordert nur
niedrige Aufwendungen bei der Herstellung derselben.
Die Verwendung eines elastischen Begrenzungsanschlages als Entlastungs
mittel - nach Anspruch 5 - bringt bei relativ empfindlichen Materialen der
Faserstränge verbesserte Ablaufbedingungen.
Die Gestaltung des Lieferwerkes und seines Antriebes nach Anspruch 6
ermöglicht eine exakte Abstimmung der bereitgestellten Fäden oder Faser
stränge für einen unterschiedlichen Fadenverbrauch bei möglichst geringer
Schlupfwirkung an den Lieferwalzen.
Die Verwendung unterschiedlicher Reibwerte am Umfang der Lieferwalzen
nach Anspruch 7 führt zu einer deutlichen Entlastung der reibenden Fasern im
Bereich des Lieferwerkes.
Die Lichtschranke nach Anspruch 8 wird insbesondere dann wirksam, wenn im
Abrollgatter einzelne Spulen blockiert werden oder wenn lose Einzelfasern
irgendeine Fadenzuführung blockieren.
Besonders deutlich werden die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung
beim Bereitstellen von Fadenscharen aus sog. Abrollgattern mit drehbaren und
abgebremsten Spulen gemäß Anspruch 9.
Obwohl die Vorrichtung für Fäden und Faserstränge aller Art geeignet ist,
treten besonders große wirtschaftliche Vorteile beim Einsatz für das Bereit
stellen von Fasersträngen aus Carbonfasern auf (Anspruch 10).
Ein sehr wichtiges Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist das
Bereitstellen vorgelegter Faden- oder Faserstrangscharen bei der Herstellung
von Multiaxialgewirken auf Kettenwirkmaschinen nach Anspruch 11.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert
werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Zuführvorrichtung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Baugruppen einer Zuführvor
richtung,
Fig. 3 den schematischen Aufbau eines Lieferwerkes,
Fig. 4 ein Paar loser Rollen mit ihren Führungen,
Fig. 5 einen senkrechten Schnitt durch eine Führungsrolle mit Bela
stungsbügel und Führungselementen und
Fig. 6 eine abgewandelte Ausführung gegenüber Fig. 4.
Die Fig. 1 zeigt im linken Abschnitt einen Teil eines Abrollgatters 1, von dem
nur eine einzige Spulenabzugsvorrichtung beispielhaft gezeigt ist. Am Ausgang
des Abrollgatters 1 ist im oberen Bereich das Lieferwerk 2 angeordnet, das die
Fadenscharen in den Fadenzwischenspeicher 3 fördert. Aus dem Faden
zwischenspeicher 3 werden die Fadenscharen in der Regel einer regelmäßig
zyklisch abziehenden Verarbeitungseinheit zugeführt.
Die beschriebene Vorrichtung ist sowohl für Fäden oder Garne deren Ein
zelfasern durch unterschiedliche Drehung miteinander verbundem sind, als
auch für Faserstränge, deren Einzelfasern ohne gegenseitige Bindung neben
einander geführt sind, geeignet. Dort wo grundsätzliche Vorgänge beschrieben
werden, sprechen wir regelmäßig nur von "Fäden" oder "Einzelfäden 4", ohne
dabei die Faserstränge auszuschließen. Wo es notwendig ist, besondere
Maßnahmen zu treffen, die nur für Faserstränge zutreffen, wird das besonders
erwähnt.
Die Abzugsvorrichtung für einen Einzelfaden 4 oder einen einzelnen Faser
strang besteht aus einer um eine horizontale Achse drehbaren Spule 10, von
deren Umfang der Einzelfaden 4 tangential abgezogen wird. Mit der Spule 10
starr verbunden ist eine Bremsscheibe 11. Um diese Bremsscheibe 11 ist ein
Bremsseil 12 herum geführt. Dieses ist an einem Ende gestellfest bei 121
fixiert. Das andere Ende ist bei 133 mit dem Spannhebel 13 verbunden. Wird
an dem über die Rolle 132 geführten Einzelfaden 4 gezogen, schwingt der
durch die Feder 131 belastete Spannhebel 13 nach rechts. Das Bremsseil 12
wird locker und gibt die Bremsscheibe 11 frei. Die Spule 10 kann sich frei
drehen. Reduziert sich die Spannung am Einzelfaden 4, dann zieht die Feder
131 den Spannhebel 13 nach links und spannt das Bremsseil 12. Die Spule
10 wird abgebremst und bleibt schließlich stehen.
Der Faserstrang 4 wird über die Führungsrolle 14 zum Lieferwerk 2 geführt.
Das Lieferwerk 2 besteht aus drei Lieferwalzen 21, 22, 23. Die Antriebsbewe
gung eines Servomotors 24 wird über den Zahnriemen 241 auf die erste
Lieferwalze 21 übertragen. Ein beiderseitig mit Zähnen versehener Zahn
riemen 25 überträgt die Drehbewegung auch auf die übrigen Lieferwalzen 22
und 23. Wird es notwendig den Umschlingungswinkel des Lieferwerkes 2 zu
verändern, kann man die dritte Lieferwalze 23 um die Achse der Lieferwalze
22 schwenkend verstellen. Der Zahnriemen 25 folgt dieser Stellbewegung
durch eine Verstellung der Spannrolle 251 entlang der Kulisse 252.
Der Servomotor 24 für den Antrieb des Lieferwerkes 2 wird vorzugsweise mit
einer Geschwindigkeit betrieben, die eine Umfangsgeschwindigkeit der Liefer
walzen 21, 22, 23 erzeugt, die geringfügig über der durchschnittlichen Faden
abzugsgeschwindigkeit eines Verarbeitungszyklusses liegt. Das Lieferwerk 2
fördert die Schar von Einzelfäden 4 mit nahezu konstanter Geschwindigkeit.
Es ist in der Lage, alle Spannungsveränderungen an den Einzelfäden 4 oder
Fasersträngen, die in dem Abrollgatter 1 entstehen, zu kompensieren, so dass
die auslaufenden Einzelfäden 4' mit einer nahezu konstanten, niedrigen Span
nung und bei überwiegend gleicher Geschwindigkeit bereit gestellt werden.
Die aus dem Lieferwerk 2 austretenden Einzelfäden 4' gelangen in den Faden
zwischenspeicher 3. Dieser Fadenzwischenspeicher 3 wird an Hand zweier
Einzelfäden 4a und 4b (Fig. 1) beschrieben. Dem Faden 4'a ist eine lose Rolle
31a zugeordnet, die zwischen senkrecht ausgerichteten Führungsstäben 32 in
vertikaler Richtung geführt wird. Dem zweiten Faden 4'b ist eine separate, lose
Rolle 31b zugeordnet, die auf einer anderen, parallelen Bahn ebenfalls zwi
schen solchen Führungsstäben 32 geführt wird.
Im unteren Bereich des Fadenzwischenspeichers 3 sind für die losen Rollen
31a und 31b jeweils gestellfeste Anschläge 38a und 38b angeordnet. Sie
begrenzen die Bewegung der losen Rollen 31a, 31b nach unten. An den
Achsen 311 der losen Rollen 31 greifen Belastungsbügel 313 an, an denen
über Zugseile 33 oder direkt Belastungsmittel - hier Federn 35 (Fig. 5) an
greifen. Die hier verwendeten Zugseile 33 werden über gestellfest gelagerte
Umlenkrollen 34 und von da wieder nach oben geführt.
Dort werden sie durch die Federn 35a, 35b gespannt. Die Federn 35a, 35b
besitzen eine sehr flache Federkennlinie. Sie sind geeignet, die losen Rollen
31a bzw. 31b über große Wege mit einer sich nur geringfügig veränderten
Spannung nach unten zu ziehen. Die durch die losen Rollen 31 in Verbindung
mit dem Lieferwerk 2 und die weitere gestellfest gelagerte Führungsrolle 5
ausgebildete und geführte Schlinge speichert in der Regel die Fadenlänge, die
während eines Verarbeitungszyklusses zeitweilig nicht verbraucht wird. Wird -
bezogen auf einen Einzelfaden - eine größere Fadenlänge geliefert als ver
braucht wird, erreicht die jeweilige lose Rolle 31 den Anschlag 38. Die Span
nung in dem Fadenschenkel der Schlinge, die zum Lieferwerk 2 führt, wird
Null und das Lieferwerk 2 unwirksam. Die Lieferung in den Fadenzwischen
speicher 3, nämlich in die Schlinge, unterbleibt, so lange die Rolle 31 am
Anschlag 38 gehalten ist. Die Lieferwalzen 21, 22, 23 drehen sich unter dem
Einzelfaden 4' nahezu ohne Reibung hindurch. Sobald durch den zu ver
sorgenden Verbraucher bei 4" wieder mehr Faden verbraucht, als in den
Fadenzwischenspeicher geliefert wird, hebt sich die Rolle 31 vom Anschlag 38
wieder ab. Der Schenkel der Schlinge, der zum Lieferwerk 2 führt, ist wieder
belastet. Die schlupffreie Lieferung durch das Lieferwerk 2 erfolgt erneut.
Zur Sicherung dieser Arbeitsweise ist es notwendig, dass die Fadenspannung
im Faserstrang 4' immer eine solche Größe hat, dass die üblicherweise auf
tretenden Fadenspannungsspitzen an der Eingangsseite des Lieferwerkes 2
zuverlässig überwunden werden können. Es ist deshalb zweckmäßig die
Federn 35 in Grenzen einstellbar anzuordnen.
Werden mit einer derartigen Vorrichtung Faserstränge z. B. aus sehr dünnen
Carbonfasern verwendet, ist es notwendig, das Gleiten einzelner Fasern unter
starker Reibbelastung nach Möglichkeit vollständig zu vermeiden. Zu diesem
Zweck werden alle Führungselemente (z. B. 132, 14, 31, 5), die einen größe
ren Richtungswechsel bewirken, als leichte und leicht drehbare Rollen ausge
bildet. Die Führung über die Lieferwalzen 21, 22, 23 des Lieferwerkes wird so
gestaltet, dass sich die Einzelfasern eines Faserstranges 4 nebeneinanderlie
gend in großer Zahl auf der Oberfläche der Lieferwalzen befinden. Der gleiche
Grundsatz wird an den losen Rollen 31 verwirklicht. Hier wird die Fadennut
312 möglichst so breit ausgebildet, dass die Mehrzahl der zu einem Faser
strang 4 gehörenden Einzelfasern Kontakt mit der Oberfläche der losen 31
Rolle hat.
In Fig. 2 ist der beschriebene Vorgang nochmals unter Hervorhebung der
wichtigen Wesensmerkmale anhand des Einzelfadens 4a in geringfügig abge
wandelter Form dargestellt. Von Fig. 1 abweichend, ist die Art und Weise des
Anschlages der losen Rolle 31a in der untersten Position realisiert.
Die am Zugseil 33 fest angeordnete Kugel 331 senkt sich bei der Abwärts
bewegung der losen Rolle 31 gegen den elastischen Anschlag 37. Der elasti
sche Anschlag 37 verformt sich unter den bestehenden Belastungsverhält
nissen nur wenige Millimeter mit nach unten und sorgt dafür, dass die Faden
spannung im Einzelfadenabschnitt 4' nicht schlagartig sondern allmählich
reduziert und anschließend wieder aufgebaut wird. Hierdurch kann man die
Einzelfasern eines Faserstranges zusätzlich vor Überlastung an der Ober
fläche der Lieferwalzen 21, 22, 23 schützen. Das Belastungsniveau kann
durch eine Verstellung des Fixpunktes 36 verändert werden.
Die Führung der losen Rollen 31 durch die Führungstäbe 32, wie sie in den
Fig. 4 und 5 gezeigt sind, ermöglicht eine relativ stabile Anordnung des gesamten
Fadenzwischenspeichers 3. Mindestens zwei dieser Führungsstäbe -
so sie diagonal zur Rolle 31 angeordnet sind - sind geeignet, durch Führung
der Nabe 314 und der Stirnfläche der Rolle 31 eine ausreichend exakte Posi
tionierung der Rollen zu gewährleisten und eine gegenseitige Kollision auszu
schließen. Man verwendet diese Ausführung, wenn die zwischenzuspeichern
den Fadenlängen pro Zyklus sehr groß sind. Es ist jedoch möglich, die Füh
rung der losen Rollen 31 auch zwischen gespannten Drähten 321 nach Fig. 6
zu realisieren. Eine solche Führungsanordnung ist zweckmäßig, wenn die
Speicherlängen begrenzt sind und wenn man eine gute Bedienbarkeit der
losen Rollen 31 im Fadenzwischenspeicher 3 gewährleisten will.
Wird aus irgendeinem Grund aus dem Fadenzwischenspeicher 3 mehr Faden
länge abgezogen als zugeliefert wurde, liegt meist eine extreme Störung in der
Führung des Einzelfadens zwischen Spule und Lieferwerk vor. Gelangt dann
die lose Rolle 31 in den Bereich einer der Lichtschranken 39 (Fig. 1), kann
diese Störung durch das Lieferwerk nicht mehr ausgeglichen werden. Der
durch eine dieser Lichtschranken 39 ausgelöste Impuls sorgt dann für das
Abstellen der Maschine. Der Fehler kann durch das Bedienpersonal behoben
werden.
Diese hier beschriebene Vorrichtung eignet sich in besonderer Weise für das
Abziehen von Fasersträngen aus Glas- oder Carbonfasern. Deren Fasern sind
regelmäßig nicht durch gegenseitiges Verdrehen oder durch andere Maß
nahmen miteinander verbunden. Die Vorrichtung eignet sich für das Abziehen
solcher, schwierig zu verarbeitender Faserstränge sowohl aus den sog. Abroll
gattern als auch aus Gattern, in denen die Fäden - von meist konischen
Spulen - überkopf abgezogen werden. Im letzteren Fall kann das Lieferwerk 2
die auf den unterschiedlich langen und unterschiedlich gerichteten Wegen
zwischen den jeweiligen Spulen und dem Lieferwerk 2 entstehenden Span
nungsdifferenzen der Einzelfäden 4 ausgleichen. An seinem Ausgang erscheinen
dann Fadenscharen mit einheitlichem, gleichbleibendem und niedri
gem Spannungsniveau der Einzelfäden 4'.
Als Fadenverbraucher können regelmäßig alle die Vorrichtungen und Anlagen
zugeordnet werden, bei denen die Einzelfäden in mehr oder weniger regel
mäßigen Zyklen verarbeitet werden. In diesem Fall wählt man die Liefer
geschwindigkeit des Lieferwerkes 2 geringfügig höher als den durchschnitt
lichen Fadenverbrauch während eines Verarbeitungszyklus.
Ein solcher Fall ist regelmäßig an Legevorrichtungen für Fadenscharen gege
ben, die für die Herstellung von Multiaxialgewirken an Kettenwirkmaschinen
dienen. Hier werden die Fadenscharen mittels eines sog. Schusslegers über
die beiden Transportketten, die das Fadengelege zur Wirkmaschine führen,
gelegt. In den Phasen des Richtungswechsels und Einhängens der Faden
scharen in die Haken dieser Transportketten sinkt der Fadenverbrauch vor
übergehend auf Null. Nach Vollendung des Einhängevorganges mit sehr
niedrigem Fadenverbrauch wird der Fadenleger bei sehr hohem Fadenver
brauch extrem beschleunigt um sehr schnell wieder zur anderen Transportkette
zu gelangen und dort den Einhängevorgang zu wiederholen. Während des
extrem hohen Fadenverbrauches - bei gleichzeitiger Auffüllung mit Durch
schnittsgeschwindigkeit durch das Lieferwerk 2 - wird der zwischengespeicherte
Einzelfaden 4' fast vollständig aufgebraucht. Die lose Rolle 31 erreicht ihre
höchste Position deutlich unterhalb der Lichtschranke 39. Während des Rich
tungswechsels und des Einhängevorganges wird dieser Speicher wieder
gefüllt und der Vorgang wiederholt sich wie beschrieben.
Bei derartigen Legevorrichtungen kommt es durch die unterschiedlichsten
äußeren Einflüsse immer wieder dazu, dass bei der Einhängebewegung die
Einzelfäden in geringfügig voneinander abweichenden Längen "verbraucht"
werden. Diesem Mehrverbrauch beugt man vor, indem man die Liefergeschwindigkeit
des Lieferwerkes 2 mittels Servomotor 24 regelmäßig etwas
über dem ungestörten Durchschnittsverbrauch ansiedelt. Der Servomotor 24
garantiert dabei, dass auch bei unterschiedlichen Arbeitsgeschwindigkeiten
des Verbrauchers - hier der Kettenwirkmaschine - die gewünschte Reserve
regelmäßig verfügbar ist.
Wird in relativ kurzen Zeitabständen die Lichtschranke 39 ohne erkennbaren
Grund wiederholt aktiviert, sollte man die Drehzahl des Servomotors 24 gene
rell etwas erhöhen. Falls erforderlich kann man die Drehzahl des Servomotors
24 auch automatisch einregulieren. Eine Steuerung und entsprechende Sen
soren können die Häufigkeit des Ansprechens der Anschläge 37 oder 38 und
die der Lichtschranken auswerten und anhand dieser Ergebnisse die Drehzahl
des Servomotors 24 einstellen.
1
Abrollgatter
10
Spule
11
Bremsscheibe
12
Bremsseil
121
Festpunkt
13
Spannhebel
131
Feder
132
Rolle
133
Spannpunkt
14
Führungsrolle
2
Lieferwerk
21
Lieferwalze
22
Lieferwalze
23
Lieferwalze
24
Servomotor
241
Zahnriemen
25
Zahnriemen (doppelseitig verzahnt)
251
Spannrolle
252
Kulisse
3
Fadenzwischenspeicher
31, (a, b) lose Rollen/Belastungsmittel
31, (a, b) lose Rollen/Belastungsmittel
311
Achse
312
Fadennut
313
Belastungsbügel
314
Nabe
32
Führungsstäbe
321
Führungsdrähte
33
Zugseil
331
Anschlag (Kugel)
34
Umlenkrolle
341
Lager
35 (a, b) Feder/Belastungselement
35 (a, b) Feder/Belastungselement
36
Fixpunkt
37
Anschlag, elastisch/Entlastungsmittel
38 (a, b) Anschlag, starr/Entlastungsmittel
38 (a, b) Anschlag, starr/Entlastungsmittel
39
Lichtschranke
4
Einzelfaden/Faserstrang (vor dem Lieferwerk)
4' (a, b) Einzelfaden/Faserstrang (nach dem Lieferwerk)
4' (a, b) Einzelfaden/Faserstrang (nach dem Lieferwerk)
4
" Einzelfaden/ Faserstrang (nach dem Speicher, vom Fadenver
braucher gezogen)
5
Fadenführer/Führungsrolle
Claims (11)
1. Vorrichtung zum Abziehen von Einzelfäden oder Fasersträngen aus einem
Gatter und zum differenziert, diskontnuierlichen Bereitstellen von Scharen
derselben für einen zyklisch wirksamen Fadenverbraucher,
mit einem aus mindestens zwei annähernd kontinuierlich angetriebenen Lieferwalzen bestehenden Lieferwerk, deren Lieferwalzen von der Schar der Einzelfäden oder Faserstränge teilweise umschlungen werden, und
mit einem dem Lieferwerk im Fadenlauf nachgeordneten Fadenzwischen speicher, der zwischen der Ausgangswalze des Lieferwerkes und einem weiteren Fadenführer eine Schlinge aus jedem Einzelfaden oder jedem Faserstrang ausformt,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Fadenzwischenspeicher für jeden Einzelfaden oder für jeden Faser strang umfasst,
mit einem aus mindestens zwei annähernd kontinuierlich angetriebenen Lieferwalzen bestehenden Lieferwerk, deren Lieferwalzen von der Schar der Einzelfäden oder Faserstränge teilweise umschlungen werden, und
mit einem dem Lieferwerk im Fadenlauf nachgeordneten Fadenzwischen speicher, der zwischen der Ausgangswalze des Lieferwerkes und einem weiteren Fadenführer eine Schlinge aus jedem Einzelfaden oder jedem Faserstrang ausformt,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Fadenzwischenspeicher für jeden Einzelfaden oder für jeden Faser strang umfasst,
- - eine massearme, lose Rolle (31) mit horizontaler Achse (311), die den Scheitel der Schlinge führt,
- - Führungsmittel (Führungsstäbe 32, Führungsdrähte 321) zur Führung der losen Rolle (31) entlang einer zum Scheitel der Schlinge gerichte ten Bahn,
- - Belastungsmittel (Feder 35) zur einstellbaren Belastung der Achse (311) der losen Rolle (31) in Richtung des Scheitels der Schlinge und
- - Entlastungsmittel (Anschläge 37, 38) zum Entspannen des zum Liefer werk (2) gerichteten Schenkels der Schlinge, die aktivierbar sind, wenn die Schlinge einen vorgebbaren Maximalwert erreicht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die lose Rolle (31) aus einem leichten Werkstoff besteht und mit einer breiten Fadennut (312) am Umfang versehen ist,
dass der losen Rolle (31) ein an deren Achse (311) angreifender Belastungs bügel (313) zugeordnet ist, an dessen freiem Ende als Belastungsmittel direkt oder indirekt eine Feder (35) mit flacher Federkennlinie und mit einem der maximalen Speichergröße angepassten Federweg angreift.
dass die lose Rolle (31) aus einem leichten Werkstoff besteht und mit einer breiten Fadennut (312) am Umfang versehen ist,
dass der losen Rolle (31) ein an deren Achse (311) angreifender Belastungs bügel (313) zugeordnet ist, an dessen freiem Ende als Belastungsmittel direkt oder indirekt eine Feder (35) mit flacher Federkennlinie und mit einem der maximalen Speichergröße angepassten Federweg angreift.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass als Führungsmittel für die losen Rollen (31) parallel zu den Führungs
bahnen ausgerichtete, stabförmige Führungselemente (Führungsstäbe
32 oder Führungsseile 321) vorgesehen sind, die den Freiheitsgrad der
Rollen jeweils im Winkel zwischen deren Achse (311) und je einer
Stirnseite der losen Rolle (31) begrenzen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Entlastungsmittel zur Begrenzung des Weges der losen Rolle (31)
als starre Anschläge (38) ausgebildet sind und sich am Umfang der
Rolle (31) abstützen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Entlastungsmittel zur Begrenzung des Weges der losen Rolle (31)
als elastischer Anschlag (37) ausgebildet sind und sich am Zugmittel
(Anschlag 331) zur Achse (311) der Rolle (31) abstützen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass das Lieferwerk (2) mit mindestens zwei angetriebenen Lieferwalzen (21, 22, 23) ausgestattet ist,
dass der Antrieb der Lieferwalzen (21, 22, 23) über einen digital steuerbaren Servomotor (24) erfolgt und die Umfangsgeschwindigkeit der Lieferwal zen (21, 22, 23) geringfügig größer ist als die mittlere Fadengeschwin digkeit für einen vorgegebenen Verbrauchszyklus.
dass das Lieferwerk (2) mit mindestens zwei angetriebenen Lieferwalzen (21, 22, 23) ausgestattet ist,
dass der Antrieb der Lieferwalzen (21, 22, 23) über einen digital steuerbaren Servomotor (24) erfolgt und die Umfangsgeschwindigkeit der Lieferwal zen (21, 22, 23) geringfügig größer ist als die mittlere Fadengeschwin digkeit für einen vorgegebenen Verbrauchszyklus.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 und 6, dadurch gekennzeichnet,
dass das Lieferwerk (2) aus drei Lieferwalzen (21, 22, 23) besteht, von
denen jeweils eine Lieferwalze (22) am wirksamen Umfang mit einem
höheren Reibwert versehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass im Bewegungsbereich aller losen Rollen (31) nahe der minimalen
Schlingengröße mindestens eine Lichtschranke (39) angeordnet ist, die
das Stillsetzen der Maschine auslöst.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
dass sie einem Abrollgatter (1) mit um ihre Achsen drehbaren Spulen (10) und mit den Spulen (10) zugeordneten Bremsen (Bremsscheibe 11, Bremsseil 12) zugeordnet ist und
dass die Bremsen (11, 12) der Spulen (10) in Abhängigkeit von einer niedri gen Spannung des abgezogenen Einzelfadens (4) aktiviert werden.
dass sie einem Abrollgatter (1) mit um ihre Achsen drehbaren Spulen (10) und mit den Spulen (10) zugeordneten Bremsen (Bremsscheibe 11, Bremsseil 12) zugeordnet ist und
dass die Bremsen (11, 12) der Spulen (10) in Abhängigkeit von einer niedri gen Spannung des abgezogenen Einzelfadens (4) aktiviert werden.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung für das Abziehen und Bereithalten von ungedrehten
Fasersträngen aus Carbonfasern verwendet wird.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
dass sie einer Legevorrichtung für Fadenscharen mit einem, über zwei mit
Haken besetzte Transportketten bewegbaren Legewagen zugeordnet
ist, wobei die Transportketten der Wirkstelle einer Kettenwirkmaschine
gespannte Fadenlagen zuführen.
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DE2000103184 DE10003184B4 (de) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | Vorrichtung zum Abziehen von einzelnen, unverdrehten, flach ausgebreiteten Fasersträngen aus einem Abrollgatter |
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DE2000103184 DE10003184B4 (de) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | Vorrichtung zum Abziehen von einzelnen, unverdrehten, flach ausgebreiteten Fasersträngen aus einem Abrollgatter |
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- 2000-01-25 DE DE2000103184 patent/DE10003184B4/de not_active Expired - Fee Related
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