-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von Faserbändern zu
einer Wirkmaschine mit einem Gatter, in dem mindestens eine Spule
angeordnet ist, von der ein Faserband abziehbar ist, einem einen
Lieferantrieb aufweisenden Lieferwerk, durch das das Faserband geführt ist,
und einem Bandspeicher, der eine längenveränderbare Speicherstrecke für das Faserband
aufweist.
-
Eine
derartige Vorrichtung ist aus
DE 100 03 184 A1 bekannt. Das Lieferwerk
ist am Ausgang des Gatters angeordnet. Dem Lieferwerk folgt der
Bandspeicher. Der Bandspeicher weist eine beweglich gelagerte Umlenkrolle
auf, die unter der Wirkung der Schwerkraft und zusätzlich unter
der Wirkung einer Feder nach unten gezogen wird, um eine Bandlänge aufzunehmen,
wenn diese nicht benötigt
wird.
-
Eine
derartige Vorrichtung dient dazu, Faserbänder einer Bandlegeeinrichtung
einer Wirkmaschine mit Schußeintragsystem
zuzuführen.
-
Bei
einer Wirkmaschine mit Schußeintragsystem
werden Faserbänder
mittels zweier im Bereich der Längsränder der
Wirkware angeordneten Transportketten der Wirkstelle zugeführt und
mit Maschenfäden
miteinander fixiert. Die Faserbänder,
die zusammengefaßt
als "Faserbandgelege" bezeichnet werden,
erstrecken sich dabei zwischen den Transportketten, welche mit Haltemitteln
für die
Faserbänder
versehen sind. Mit einem Bandleger, der sich über den Transportketten befindet,
werden die von der Vorrichtung gelieferten Faserbänder über die Transportketten
befördert
und in die Haltemittel der Transportketten eingebracht. Dabei geht
man vielfach so vor, daß der
Bandleger lediglich beim Überqueren
in die eine Richtung, d.h. von der der Übergabestation zugewandten
Transportkette zur gegenüberliegenden
Transportkette, das Faserband transportiert und in den Transportketten
ablegt. Der Rückhub
des Bandlegers erfolgt ohne Faserband, da sich eine Umkehrung des
Bandtransports als sehr schwierig erweist. Nach erfolgtem Rückhub des Bandlegers
wird das abgetrennte, in der Übergabestation
bereit gehaltene Ende des Faserbandes erneut ergriffen und in derselben
Reihenfolge über
die Transportketten gebracht. Der Bandleger entnimmt das Faserband
also mit Unterbrechungen aus der Vorrichtung. Mit anderen Worten
wird das Faserband nicht mit einer konstanten Geschwindigkeit vom Bandleger
verarbeitet.
-
Beim
Legen ist es wichtig, daß die
Faserbänder
einerseits in ihrer seitlichen Ausbreitung eine konstante Breite
aufweisen, um Lücken
zwischen den einzelnen eingelegten Faserbändern zu verhindern. Andererseits
muß die
Spannung der Faserbänder
konstant gehalten werden, um Unterschiede im Gelege zu vermeiden.
Bei den zu verarbeitenden Faserbändern
handelt es sich zumeist um Carbonfasern oder Glasfasern, welche
eine sehr geringe Elastizität
besitzen. Einmal bestehende Spannungsunterschiede können im
Nachhinein so gut wie nicht wieder ausgeglichen werden.
-
DE 44 39 907 A1 zeigt
eine Kettenwirkmaschine mit einem Fadenspeicher in der Wirkfadenzuführung. Die
Wirkfäden
werden von einem Kettbaum abgezogen. Der Kettbaum wird durch einen
Antrieb in Rotation versetzt. Die Kettfäden durchlaufen einen Fadenspeicher,
der durch zwei stationäre
Walzen und eine bewegliche Walze gebildet ist. Die bewegliche Walze
ist an einem Hebel angeordnet, der unter der Wirkung einer Feder
nach unten gezogen wird. Nach dem Fadenspeicher durchlaufen die
Kettfäden ein
Lieferwerk, das die Fäden
mit einer praktisch konstanten Spannung den Wirkwerkzeugen zuführt. Allerdings
ist optional noch eine Fadenwippe vorgesehen, mit deren Hilfe kurzzeitige
Geschwindigkeitsspitzen zusätzlich
ausgeglichen werden können.
-
DE 38 32 695 A1 zeigt
eine weitere Vorrichtung zur fadenlängengesteuerten Kettfadenzuführung einer
Textilmaschine, insbesondere einer Kettenwirkmaschine. Die Kettfäden werden
von einem Baum abgezogen und durch einen Fadenspeicher geleitet.
Hinter dem Fadenspeicher ist ein Fadenspanner vorgesehen, um Fadenverbrauchsunterschiede
auszugleichen. Offensichtlich ist also die Fadenspannung am Ausgang
des Fadenspeichers noch nicht in ausreichender Weise konstant. Der
Fadenspeicher weist zwei stationäre
Rollen und eine motorisch verlagerbare Rolle auf. Die Steuerung
der Bewegung dieser Rolle erfolgt über einen Regler, der seinerseits
die benötigten
Daten von einem Mikrorechner erhält.
Der Mikrorechner steuert auch den Antrieb des Kettbaums, so daß sich durch
ein Zusammenwirken des Kettbaumantriebs und des Zwischenspeichers
immer eine Fadenmenge bereitstellen läßt, die für den aktuellen Maschenbildungsvorgang
benötigt
wird.
-
CH 537 216 beschreibt ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Imprägnierung von Kohlenstoffasersträngen und
-bändern.
Die Bänder
werden von einer Spule abgewickelt, auf die sie mit einer Kreuzwicklung
aufgewickelt worden sind. Um eine übermäßig hohe Abzugskraft zu vermeiden,
wird die Spule beim Abwickeln immer so geschwenkt, daß die Faserbänder geradlinig
zu ihrer Wickelrichtung abgezogen werden können.
-
JP
2002-241 051 A beschreibt ein Verfahren zum Aufwickeln von Kohlefaserbändern auf
einen Baum. Die einzelnen Fasern werden dabei von Faserspulen abgezogen.
Die Faserspulen sind in einem Gehäuse angeordnet, das mit Hilfe
von erwärmter Luft
beheizt werden kann.
-
DE 24 55 154 A1 zeigt
ein Gerät
zum Verarbeiten von Fäden,
insbesondere Kohlefäden.
Die Fäden
werden in Form von Faserbändern
zugeführt
und sollen ausgebreitet werden. Eine hierzu verwendete Ausbreiteinrichtung
weist ein gekrümmtes
Profil auf, insbesondere eine faßartige Form.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Faserbänder so bereitzustellen, daß sie möglichst gleichmäßig verlegt
werden können.
-
Diese
Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
daß der Bandspeicher
zwischen dem Gatter und dem Lieferwerk angeordnet ist und der Bandspeicher
einen motorisch angetriebenen Stellantrieb aufweist, mit dem die
Länge der
Speicherstrecke veränderbar
ist, wobei eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die den Stellantrieb
und den Lieferantrieb in aufeinander abgestimmter Weise betätigt.
-
Mit
dieser Vorrichtung ist es möglich,
Spannungsunterschiede in den Faserbändern auf ein Minimum zu reduzieren.
Dies gilt jedenfalls insoweit, als derartige Spannungsunterschiede
durch den Abziehvorgang von der Spule verursacht werden. Mit der Vorrichtung
ist es nämlich
möglich,
das Faserband mit einer konstanten Geschwindigkeit von der Spule, die üblicherweise
gebremst ist, abzuziehen, auch wenn das Faserband am Ausgang der
Vor
-
richtung
nur intermittierend abgenommen wird. Das Lieferwerk sorgt dafür, daß der Bandlegeeinrichtung
das Faserband positiv zugeführt
wird. Die Abgabegeschwindigkeit des Lieferwerks stimmt dabei mit
der Bewegungsgeschwindigkeit der Bandlegeeinrichtung überein.
Solange die Bandlegeeinrichtung arbeitet, wird Faserband verbraucht.
Wenn hingegen die Bandlegeeinrichtung kein Faserband legt, weil
sie beispielsweise auf dem "Rückweg" ist, liefert das
Lieferwerk auch kein Faserband nach. Damit das Faserband aber nach
wie vor mit konstanter Geschwindigkeit von der Spule abgezogen werden kann,
wird der Bandspeicher verwendet. Der Bandspeicher nimmt nun nicht
einfach passiv eine bestimmte Länge
des Faserbandes auf. Über
den Stellantrieb ist der Bandspeicher in der Lage, anstelle des
Lieferwerks das Faserband von der Spule abzuziehen. Dies geschieht
einfach dadurch, daß der Bandspeicher
mit Hilfe des Stellantriebs die Speicherstrecke verlängert. Wenn
das Lieferwerk wieder in Aktion tritt, um das Faserband der Bandlegeeinrichtung
zuzuführen,
dann wird der Stellantrieb ebenfalls betätigt, um die Speicherstrecke
zu verkürzen und
dadurch eine ausreichende Menge von Faserband frei zu geben. Durch
eine entsprechende Koordinierung von Stellantrieb und Lieferantrieb
ist es nun möglich, über den
gesamten Produktionsvorgang das Faserband mit gleichförmiger Geschwindigkeit von
der Spule abzuziehen und zwar unabhängig davon, ob die Bandlegeeinrichtung
Faserband verbraucht oder nicht. Dadurch, daß das Faserband mit konstanter
Geschwindigkeit abgezogen werden kann, ergeben sich keine durch
Geschwindigkeitsänderungen
bedingten Spannungsunterschiede, so daß die Faserbänder mit
einer hohen Gleichmäßigkeit
verlegt werden können.
-
Vorzugsweise
weist der Bandspeicher eine an einem Träger gelagerte Umlenkrolle auf,
wobei der Träger
durch den Stellantrieb verlagerbar ist. Im einfachsten Fall kann
der Stellantrieb den Träger
entlang einer geradlinigen Bewegungsstrecke verfahren. Die Speicherstrecke
vergrößert oder
verkleinert sich dabei mit der doppelten Geschwindigkeit. Da die Umlenkrolle
nicht einfach an einer Feder aufgehängt ist, ist die Gefahr einer
Schwingungsneigung ganz erheblich herabgesetzt.
-
Vorzugsweise
ist jeder Spule ein Bandschwenker zugeordnet, der an einem um eine
Achse verschwenkbaren Hebel eine der Spule benachbarte Einlaufführung und
eine der Achse unmittelbar benachbarte Auslaufführung aufweist, wobei das Faserband
von der Ausgangsführung
zu einem fixen Anlaufpunkt geführt
ist. Das Faserband ist in der Regel in einer Kreuzwicklung auf die
Spule aufgewickelt. Beim Abziehen von der Spule wandert daher die
Position, an der das Faserband die Spule verläßt, über die gesamte axiale Länge der
Spule hin und her. Durch den Bandschwenker wird nun dafür gesorgt, daß auch bei
wechselnden Abhebepositionen das Faserband immer einem fixen Anlaufpunkt
zugeführt wird.
Von dem fixen Anlaufpunkt kann das Faserband dann geradlinig weitergeführt werden.
Durch die Einlaufführung
wird dafür
gesorgt, daß das
Faserband nicht aus einer vorgesehenen Führungsbahn ausbrechen kann.
Die Einlaufführung
und die Auslaufführung
können
einfach als rechteckförmige Ösen ausgebildet
sein, durch die das Faserband mit seiner Breite geführt wird.
Hierbei ist zu beachten, daß das Faserband
nach dem Abziehen von der Spule in der Regel noch nicht seine volle
Breite erreicht hat, in der alle Fasern nebeneinander liegen. Dafür ist es
dicker als die Dicke einer Faser.
-
Vorzugsweise
ist jeder Spule eine Andrückeinrichtung
zugeordnet, die sich über
die Länge
der Spule erstreckt, wobei das Faserband durch einen Nip oder Walzenspalt
zwischen der Andrückeinrichtung
und der Spule von der Spule abgezogen wird. Die Andrückeinrichtung,
die in Richtung auf die Spule belastet ist, beispielsweise durch
Gewichts- oder Federkraft, sorgt dann dafür, daß das Faserband beim Abziehen
von der Spule nicht kippen oder in sonstiger Art aus der Kreuzwicklung
ausbrechen kann.
-
Bevorzugterweise
ist jeder Spule eine Spulenheizeinrichtung zugeordnet. Die Spulenheizeinrichtung
sorgt dafür,
daß das
Faserband zumindest in einem Bereich an der Oberfläche der
Spule erwärmt wird.
Die Erwärmung
des Faserbandes ist eine Maßnahme,
die das Ausbreiten des Faserbandes erleichtert. Dementsprechend
kann ein erster Ausbreitungsschritt bereits an der Andrückeinrichtung
erfolgen.
-
Vorzugsweise
ist zwischen dem Gatter und dem Bandspeicher eine Bandheizanordnung
angeordnet. Die Bandheizanordnung hat in dieser Position den Vorteil,
daß sie
ein kontinuierlich laufendes Faserband beheizt. Dementsprechend
ist auch bei einfach aufgebauten und gesteuerten Heizeinrichtungen
das Risiko gering, daß das
Faserband überhitzt wird,
weil es beispielsweise zu lange an einer Stelle beheizt wird.
-
Hierbei
ist bevorzugt, daß die
Bandheizanordnung mindestens einen beheizten Umlenkstab aufweist,
der zwischen der Spule und dem Bandschwenker angeordnet ist. Dieser
Umlenkstab hat damit zwei Aufgaben. Er dient zum einen dazu, dem Faserband
weitere Wärme
zuzuführen.
Da das Faserband um den Umlenkstab umgelenkt wird, dient er auch
dazu, daß sich
die Fasern des Faserbandes in ihrer Ausrichtung frei positionieren
können.
Danach wird das Faserband mit den unterschiedlichen Spannungsverhältnissen
der einzelnen Fasern, die aus dem Umstand der Kreuzwicklung entstehen,
kontrolliert zum fixen Anlaufpunkt geführt, indem man den Bandschwenker
verwendet.
-
Auch
ist von Vorteil, wenn die Bandheizanordnung eine Bandheizeinrichtung
am Eingang des Bandspeichers aufweist. Auch die Bandheizeinrichtung
am Eingang des Bandspeichers kann einen oder mehrere beheizte Umlencstäbe aufweisen.
Die Beheizung dient der weiteren Ausbreitung der Fasern im Faserband.
Zweckmäßigerweise
ist der Umschlingungswinkel um mindestens einen Umlenkstab einstellbar.
Damit läßt sich
der Ausbreiteffekt beeinflussen. Die Bandheizeinrichtung am Eingang
des Bandspeichers ist sozusagen die letzte Position, in der das
Faserband bei einer kontinuierlichen Bewegung beheizt wird.
-
Bevorzugterweise
ist in Bewegungsrichtung des Faserbandes hinter dem Lieferwerk ein
Heizkanal angeordnet. Der Heizkanal ist in der Lage, über eine
längere
Strecke auf das Faserband einzuwirken und es mit einer höheren Temperatur
zu versehen. Dabei trägt
man der Tatsache Rechnung, daß das Lieferwerk
intermittierend liefert.
-
Im
Heizkanal kann das Faserband dann auch bei Stillstand aufgeheizt
werden.
-
Hierbei
ist bevorzugt, daß der
Heizkanal eine Länge
aufweist, die einem Bewegungshub eines der Vorrichtung nachgeschalteten
Bandlegers entspricht. Im Heizkanal wird dann das gesamte Faserband,
das im nachfolgenden Arbeitshub des Bandlegers bearbeitet wird,
auf eine gleichmäßige Temperatur
gebracht. Das Faserband weist dann weder in Längs- noch in Querrichtung Temperaturunterschiede
auf. Damit lassen sich auch Spannungsunterschiede kleinhalten.
-
Vorzugsweise
ist eine Heizvorrichtung am Ausgang und gegebenenfalls eine Heizvorrichtung am
Eingang des Heizkanals angeordnet. Die Heizvorrichtung am Ausgang
des Heizkanals sorgt noch einmal für eine Beheizung des Faserbandes,
so daß das
Faserband in eine Endausbreitung endgültig ausgebreitet werden kann,
bevor es dem Bandleger zugeführt
wird. Die Heizeinrichtung am Eingang kann von Vorteil sein, um ein
bereits erwärmtes
Faserband in den Heizkanal einführen
zu können.
In diesem Fall kann die Wärmezufuhr
im Heizkanal moderater erfolgen.
-
Bevorzugterweise
ist im Verlauf des Faserbandes mindestens ein Ausbreitelement angeordnet, das
zwei quer zum Faserband verlaufende Umlenkkanten aufweist, die auf
entgegengesetzten Seiten des Ausbreitelements angeordnet sind. Das
Faserelement verläuft
also quasi S-förmig
durch das Ausbreitelement. Dadurch, daß es zweimal um etwa gleiche
Winkel umgelenkt wird, ändert
sich die Gesamtlänge
des Faserbandes über
seine Dicke nicht. Bei jeder Umlenkung werden jedoch die äußeren Fasern mit
einer erhöhten
Spannung beaufschlagt und versuchen, sich nach innen durchzudrängen. Dies
ist möglich,
weil die inneren, also der Umlenkkante benachbarten Fasern, lockerer
sind. Nach dem Durchlaufen von zwei Umlenkkanten ist in der Regel
eine ausreichende Ausbreitung des Faserbandes zu beobachten. Die
Umlenkkanten können
auch durch Rohre gebildet sein, wenn dies erforderlich ist. Hierbei kann
es durchaus zweckmäßig sein,
auf dem in Laufrichtung des Faserbandes ersten Rohr oder der ersten
Umlenkkante Erhebungen vorzusehen, deren Abstand der Breite des
Faserbandes entspricht. Diese Erhebungen sind zweckmäßigerweise
quer zur Längserstreckung
des Faserbandes abgerundet. Zwischen jeweils zwei Erhebungen wird
dann das Faserband geführt.
Dies bewirkt zwar, daß das
Faserband möglicherweise
geringfügig
wieder etwas zusammengeschoben wird, so daß zwischen benachbarten Faserbändern eine
kleine Lücke
in der Größenordnung
Millimeter entsteht. Diese Lücke wird
jedoch bei der nächsten
Umlenkkante automatisch wieder geschlossen.
-
Vorzugsweise
weisen die Umlenkkanten in Bewegungsrichtung des Faserbandes einen
Abstand zueinander auf, der dem 0,8- bis 2-fachen der Dicke des
Ausbreitelements entspricht. Die Umlenkkanten haben also einen relativ
geringen Abstand. Auch ist von Vorteil, wenn sie einen relativ kleinen
Radius haben. Der Radius entspricht dabei vorzugsweise der halben
Dicke des Ausbreitelements. Man kann das Ausbreitelement auch so
ausbilden, daß es
zu einer Mittelebene symmetrisch ist. In diesem Fall kann man, wenn
die Umlenkkanten verschlissen sind, durch einfaches Umdrehen des
Ausbreitelements eine Verdoppelung seiner Lebensdauer erreichen.
-
Vorzugsweise
begrenzen die Umlenkkanten ein quer zum Faserband angeordnetes Langloch. Das
Langloch definiert dann die endgültige
Breite des Faserbandes. Ein derartiges Ausbreitelement läßt sich
leicht fertigen.
-
Auch
ist von Vorteil, wenn mehrere Ausbreitelemente so angeordnet sind,
daß ihre
Langlöcher quer
zum Faserband aneinander anschließen. Hinter den Ausbreitelementen
ergibt sich dann eine Faseranordnung, deren Breite ein Vielfaches
der Breite eines einzelnen Faserbandes beträgt. In dieser Faseranordnung
liegen dann die einzelnen Fasern relativ gleichmäßig verteilt nebeneinander.
Es kann auch zweckmäßig sein,
mindestens zwei Reihen von Langlöchern
in Längserstreckung
des Faserbandes hintereinander anzuordnen und die Langlöcher in
unterschiedlichen Reihen überlappen
zu lassen.
-
Vorzugsweise
ist das Ausbreitelement hinter dem Heizkanal angeordnet. Das Ausbreitelement
bildet dann sozusagen den Abschluß der Ausbreitung oder die "Endausbreitung".
-
Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
-
1 eine
schematische Ansicht einer Vorrichtung in perspektivischer Darstellung,
-
2 die
Vorrichtung aus einem anderen Blickwinkel,
-
3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung
der Funktion des Bandschwenkers in Draufsicht,
-
4 eine
Seitenansicht des Bandschwenkers,
-
5 einen
Schnitt durch ein Ausbreitelement und
-
6 eine
schematische Darstellung am Ausgang eines Heizkanals in perspektivischer
Ansicht.
-
1 zeigt
eine Vorrichtung 1 zum Zuführen von Faserbändern 2–4 zu
einer nicht näher
dargestellten Bandlegeeinrichtung einer Wirkmaschine mit Schußeintragsystem.
Die Bandlegeeinrichtung schließt
sich an einen Ausgang 5 der Vorrichtung 1 an.
-
Die
Vorrichtung 1 weist ein Gatter 6 auf, in dem für jedes
Faserband 2–4 eine
Spule 7–9 angeordnet
ist. Jede Spule 7–9 ist
drehbar gelagert und gebremst, so daß das Faserband 2–4 unter
einer gewissen Spannung abgezogen werden kann.
-
Der
Aufbau ist für
alle Spulen 7 bis 9 im wesentlichen gleich. Die
Erläuterung
erfolgt daher am Beispiel der Spule 7. Die dort beschriebenen
Elemente sind bei den Spulen 8, 9 entsprechend
vorhanden.
-
Der
Spule 7 ist eine Andrückeinrichtung 10 zugeordnet,
die mit einer gewissen Kraft auf den Umfang der Spule drückt. Die
Andrückeinrichtung 10 weist
eine auf dem Umfang der Spule 7 abrollende Rolle auf, die
an einem Hebel 11 aufgehängt ist. Der Hebel 11 ist
im Gatter 6 gelagert. Der Hebel 11 steht unter
der Vorspannung einer nicht näher
dargestellten Feder. Auch eine Vorspannung durch eine Gewichtskraft
wäre möglich.
-
Der
Spule 7 ist ferner eine Spulenheizeinrichtung 12 zugeordnet,
die beispielsweise durch IR-Strahlung oder durch Warmluft das Faserband 2 an
der Oberfläche
der Spule 7 beheizt.
-
Das
von der Spule 7 abgezogene Faserband 2 wird um
die Andrückeinrichtung 10 umgelenkt
und unmittelbar darauf um einen beheizten Umlenkstab 13 geleitet,
so daß sich
die einzelnen Fasern, beispielsweise Carbonfasern, die das Faserband 2 bilden,
in ihrer Ausrichtung frei positionieren können.
-
Das
Faserband 2 ist in einer Kreuzwicklung auf der Spule 7 aufgewickelt.
Die Andrückeinrichtung 10 verhindert
ein vorzeitiges Einschnüren
oder Kippen des Faserbandes 2 durch das Abzugsmoment. Das
Faserband 2, das durch die Kreuzwicklung ständig die
Winkelstellung gegenüber
der Spule 7 ändert, kann
dadurch nicht kippen oder in sonstiger Art aus der Kreuzwicklung
ausbrechen.
-
Um
das Faserband 2 mit den unterschiedlichen Spannungsverhältnissen
der Fasern, welche durch die Kreuzwicklung bedingt sind, weiterzuführen, wird
ein Bandschwenker 14 verwendet, der einen Hebel 15 aufweist,
der um eine Achse 16 verschwenkbar ist. Die Achse 16 ist
am Ende des Hebels 15 angeordnet, das am weitesten von
der Spule 7 entfernt ist.
-
Der
Hebel 15 weist an einem Ende eine Einlaufführung 17 auf,
die der Spule 7 benachbart ist, und am anderen Ende eine
Auslaufführung 18,
die sich praktisch unmittelbar an die Achse 16 anschließt. Dementsprechend
befindet sich das Faserband 2 in der Auslaufführung praktisch
immer in einer konstanten Position relativ zu der Spule 7,
unabhängig
davon, an welcher axialen Position das Faserband 2 von
der Spule 7 abgezogen wird. Dementsprechend kann das Faserband 2 an
einem fixen Auflaufpunkt 19 über eine Umlenkrolle 20 geführt werden,
die hinter dem Spulengatter 6 angeordnet ist.
-
In
einer zweckmäßigen Ausgestaltung
sind die Einlaufführung 17 und
die Auslaufführung 18 jeweils
als ein gebogenes Rohr oder eine auf andere Weise gebogene Umlenkkante
ausgebildet. Das Faserband 2 läuft dann in der tiefsten Stelle
der Biegung zusammen und wird auf diese Weise relativ einfach geführt. Das
hierdurch bedingte Zusammenschieben der Fasern, das durchaus dazu
führen
kann, daß einige
Fasern des Faserbandes 2 übereinander liegen, ist an
dieser Stelle noch unkritisch, weil das Faserband 2 bei
der nachfolgenden Verarbeitung wieder in ausreichendem Maße ausgebreitet
wird.
-
Für die übrigen Spulen 8, 9 sind
ebenfalls eine Andrückeinrichtung,
eine Spulenheizeinrichtung und ein Umlenkstab vorgesehen. Lediglich
die Achsen 16 der Bandschwenker, die den anderen Spulen 8, 9 zugeordnet
sind, sind in Axialrichtung der Spulen 7–9 zueinander
versetzt.
-
Die
Funktion eines Bandschwenkers 14 soll anhand der 3 und 4 noch einmal
kurz erläutert
werden. Das Band 2 wird aufgrund der Kreuzwicklung der
Spule 7 an unterschiedlichen axialen Positionen von der
Spule 7 abgehoben. Die beiden Extrempositionen sind in 3a und 3b dargestellt.
In 3a wird das Faserband 2 vom linken Ende
der Spule 7 und in 3b vom
rechten Ende der Spule 7 abgehoben. Durch die Andrückeinrichtung 10 wird
ein Kippen verhindert. Durch den beheizten Umlenkstab 13 wird
das Faserband 2 sozusagen S-förmig geführt. Diese Führung erlaubt
ein erstes Ausbreiten des Faserbandes 2.
-
Wie
durch ein Vergleich der 3a und 3b zu
erkennen ist, wird das Faserband 2 praktisch immer an der
gleichen Stelle auf die Umlenkrolle 20 aufgeführt, so
daß nach
dem Verlassen des Bandschwenkers 14 eine Verschiebung des
Faserbandes 2 quer zu seiner Laufrichtung nicht mehr gegeben
ist. Die Faserbänder
erhalten eine Zwangsführung,
so daß das
Faserband 2 weder kippen noch aus seiner vorgesehenen Führungsband
ausbrechen kann. Von dem fixen Anlaufpunkt 19 kann das
Faserband 2 nun geradlinig weitergeführt werden.
-
Es
ist vorteilhaft, aber nicht unbedingt zwingend, wenn sich die Umlenkrolle 20 sozusagen
in Verlängerung
der Achse 16 befindet. Ein kleiner Versatz, wie er beispielsweise
aus den 3a und 3b hervorgeht,
ist durchaus zulässig.
-
In
Bahnlaufrichtung, also in Laufrichtung der Faserbänder 2–4,
hinter dem Gatter 6 ist ein Bandspeicher 21 angeordnet,
der zwischen zwei stationären
Umlenkrollen 22, 23 eine bewegliche Umlenkrolle 24 aufweist.
Die bewegliche Umlenkrolle 24 ist an einem Schlitten 25 angeordnet,
der in einer Führung 26 auf
und ab bewegt werden kann. Die Bewegung wird verursacht durch einen
Stellantrieb 27, beispielsweise einen elektrischen Motor,
der über
eine entsprechende Getriebeeinrichtung den Schlitten 25 nach oben
oder nach unten fährt.
-
Zwischen
dem Bandspeicher 21 und dem fixen Anlaufpunkt 19 auf
der Umlenkrolle 20 ist eine Heizeinrichtung 28 angeordnet,
die aus mehreren, im vorliegenden Fall drei beheizten Umlenkstäben 29 gebildet
ist, über
die die Faserbänder 2–4 geführt sind.
Die Umlenkstäbe 29 sind
vorzugsweise elektrisch beheizt. Man kann den Umschlingungswinkel einstellen,
um die Ausbreitwirkung zu beeinflussen.
-
In
Bahnlaufrichtung hinter dem Bandspeicher 21 ist ein Lieferwerk 30 angeordnet,
das einen Lieferantrieb 31 aufweist. Das Lieferwerk 30 weist mehrere
Rollen 32–34 auf,
um die die Faserbänder 2–4 herumgeführt sind.
Diese Rollen 32–34 werden durch
den Lieferantrieb 31 synchron zueinander betätigt: Sie
bewirken einen Vorschub der Faserbänder 2–4.
-
In
Laufrichtung der Faserbänder 2–4 hinter dem
Lieferwerk 30 ist ein Heizkanal 35 angeordnet, an
dessen Eingang eine Heizvorrichtung 36 mit mehreren beheizten
Umlenkstäben
und an dessen Ausgang eine weitere Heizvorrichtung 37 mit
mehreren beheizten Umlenkstäben
ange ordnet ist. Der Heizkanal 35 weist eine Länge auf,
die dem Legehub einer nachgeschalteten Bandlegeeinrichtung entspricht. Wenn
die Bandlegeeinrichtung bei einem Takt oder Hub beispielsweise Faserbänder mit
einer Länge
von 2,5 m verbraucht, dann hat der Heizkanal 35 zumindest
die Länge
von 2,5 m.
-
Am
Ausgang 5 der Vorrichtung, also in Bahnlaufrichtung hinter
der Heizvorrichtung 37, ist für jedes Faserband 2–4 ein
Ausbreitelement 38 angeordnet, das in 5 im
Querschnitt dargestellt ist. Das Ausbreitelement 38 weist
ein Langloch 39 auf, das sich quer zur Längserstreckung
des Faserbandes 2 erstreckt. Das Langloch 39 wird
in Laufrichtung 40 des Faserbandes 2 vorne durch
eine erste Umlenkkante 41 und hinten durch eine zweite
Umlenkkante 42 begrenzt. Die beiden Umlenkkanten 41, 42 weisen einen
relativ kleinen Abstand zueinander auf. Dieser Abstand liegt im
Bereich vom 0,8- bis 2-fachen der Dicke D des Ausbreitelements 38.
Ihr Radius beträgt D/halbe.
-
Das
Faserband 2 wird nun einmal unterhalb und einmal oberhalb
des Ausbreitelements 38 um die Umlenkkanten 41, 42 geführt. Die
jeweils innen liegenden Fasern des Faserbandes 2 sind dabei
lockerer als die äußeren Fasern.
Die äußeren Fasern
sind stramm, d.h, sie stehen unter einer erhöhten Spannung, und versuchen,
nach innen zu drängen.
Dadurch, daß das
Faserband 2 zweimal umgelenkt wird, ergibt sich aber letztendlich
für alle
Fasern die gleiche Länge,
so daß nach
dem Verlassen des Ausbreitelements 38 die Fasern in guter
Ordnung nebeneinander angeordnet sind. Die Breite des Langlochs 39, also
die Erstreckung quer zur Bewegungsrichtung 40, be stimmt
dann die maximale Breite des ausgebreiteten Faserbandes 2.
-
Die
Ausbreitelemente 38 sind nun so relativ zueinander positioniert,
daß ihre
Langlöcher 39 aneinander
anschließen,
so daß die
einzelnen Faserbänder 2–4 unmittelbar
nebeneinander anschließen
können.
Die Langlöcher 39 können auch
in mehreren Reihen angeordnet sein, wobei sich dann die Langlöcher 39 unterschiedlicher
Reihen überlappen
können.
Dies ist eine Möglichkeit,
die Faserbänder 2–4 praktisch
ohne Lücken
anzuordnen. Aber auch dann, wenn die Langlöcher 39 durch kleine
Unterbrechungen voneinander getrennt sind, ist dies in der Regel unkritisch,
weil sich die Faserbänder 2–4 nach
dem Austritt aus den Langlöchern 39 wieder
in ausreichendem Maße
ausbreiten können.
-
Die
Vorrichtung 1 arbeitet nun wie folgt: Die Faserbänder 2–4 werden
mit einer konstanten Geschwindigkeit von den Spulen 7–9 abgezogen
und durch die Bandschwenker 14 vorbestimmten Positionen
zugeführt.
Die konstante Geschwindigkeit der Faserbänder 2–4 bleibt
bis in den Bandspeicher 21 erhalten.
-
Das
Lieferwerk 30 liefert jedoch nur intermittierend und zwar
immer dann, wenn die am Ausgang 5 der Vorrichtung angeordnete
Bandlegeeinrichtung Faserbänder 2–4 benötigt. Deshalb
sind der Lieferantrieb 31 und der Stellantrieb 27 so
aufeinander abgestimmt, daß in
dem Maß,
wie der Lieferantrieb 31 den Vorschub der Faserbänder 2–4 vermindert,
der Stellantrieb 27 die Aufgabe übernimmt, Faserbänder 2–4 von
den Spulen 7–8 abzuziehen.
Der Stellantrieb 27 arbeitet, wenn der Lieferantrieb 31 pausiert,
praktisch mit der halben Geschwindigkeit, weil über die bewegliche Umlenkrolle 24 die
Speicherstrecke um das doppelte der Bewegung der Umlenkrolle 24 vergrößert oder
verkleinert wird.
-
Wenn
der Lieferantrieb 31 wieder arbeitet, dann bewegt natürlich auch
der Stellantrieb 27 die Umlenkrolle 24 wieder
nach oben, um Faserband 2–4 in ausreichender
Länge frei
zu geben. Wenn aus irgendwelchen Gründen der Lieferantrieb 31 langsamer
arbeitet, als normal, dann kann über
den Stellantrieb 27 ein entsprechender Ausgleich beim Abziehen
der Bänder 2–4 von
den Spulen 7–9 bewirkt
werden, beispielsweise in einer Inbetriebnahmephase.
-
Dadurch,
daß die
Bänder 2–4 mit
konstanter Geschwindigkeit von den Spulen 7–9 abgezogen werden,
entstehen keine Spannungsunterschiede in den Faserbändern 2–4.
Die Faserbänder 2–4 behalten
also insgesamt praktisch eine konstante Spannung bei.
-
Die
Vorrichtung 1 ist hier mit drei Faserbändern 2–4 dargestellt.
Selbstverständlich
sind aber auch mehr Faserbänder
möglich,
wenn eine entsprechend größere Anzahl
von Spulen verwendet wird.
-
Jedes
Faserband 2–4 enthält eine
Anzahl von Fasern im Bereich von beispielsweise 6.000 bis 50.000
Fasern. Auch extrem feine Fasern lassen sich mit der dargestellten
Vorrichtung gut verarbeiten. Da beispielsweise Carbonfasern endlos
sind, sind die genannten 6.000 bis 50.000 Fasern über die
gesamte Länge,
die durchaus mehrere tausend Meter betragen kann, vorhanden.