DE2814382B2

DE2814382B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Ablegen einer Lunte in einen Behälter

Info

Publication number: DE2814382B2
Application number: DE2814382A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Jakushiji; Yukio Kobe Hyogo Kitamura; Ehime Matsuyama; Atushi Yamamoto; Nobuo Iwakuni Yamaguchi Yoshioka
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1977-04-05
Filing date: 1978-04-04
Publication date: 1979-10-25
Also published as: FR2386470A1; FR2386470B1; JPS53126332A; US4392286A; IT1109124B; NL7803425A; DE2814382C3; DE2814382A1; GB1599815A; IT7867745A0

Description

S- R ^ L^-T-j-i

wobei L ein Abstand (in mm) zwischen einem beliebigen Punkt des in eine horizontale Ebene projizieren und dort in radialer Richtung verlaufenden Laufweges der Lunte (2) im Führungskanal (12) bei stillstehendem Drehkopf (6) und der horizontalen Projektion der Rückwand (i9b)'m Umfangsrichtung ist,

wobei S ein Abstand (in mm) ist, der von dem

Mittelpunkt (senkrechte Achse Z-Z) längs der

vertikalen Projektion gemessen wird (F i g, 8),

und R der Abstand (in mm) zwischen dem

Mittelpunkt (senkrechte Achse Z—Z) und einem

dem Abstand S entsprechenden Punkt der in eine

horizontale Ebene projezierten Rückwand (19Z>J senkrecht zur senkrechten Achse ist,

Vo eine vorgegebene Geschwindigkeit (in mm/sec) für das Ablegen der Lunte (2) ist und

ωο eine vorgegebene Winkelgeschwindigkeit (in rad/s) des Drehkopfes (6) ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Projektion der Rückwand (19b) des sich erweiternden Kanalbereichs (19) in eine vertikale Ebene, welche die senkrechte Achse (Z-/?} enthält, der Krümmungsradius ρ des Umlenkbereichs zwischen dem senkrechten, einlaßseitigen Kanalbereich (18) und dem auslaßseitigen Ende des sich erweiternden Kanalbereichs (19) mindestens eine Länge von 30 mm aufweist und daß das auslaßseitige Ende des sich erweiternden Kanalbereichs (19) gegenüber der Horizontale einen Neigungswinke! (Θ) zwischen 5 und 50° aufweist

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auslaßseitige Ende des sich erweiternden Kanalbereichs (19) derart ausgebildet ist, daß die Vorderwand (19c) sich im Betrieb oberhalb der Rückwand (196Jbefindet

9. Vorrichtung nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Führungskanals (12) zumindest teilweise mit Keramik- und/oder Diamantmaterial beschichtet ist

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablegen einer Lunte in einen Behälter mittels eines Drehkopfes mit einem gekrümmten Führungskanal, in dsm eine die Lunte mitreißende Druckmittelströmung erzeugt wird, während der Drehkopf zu einer Drehbewegung angetrieben wird, wobei die aus dem Führungskanal austretende Lunte wendeiförmige Windungen bildet und frei in einen Behälter fällt sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Dabei ist unter einer Lunte im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein Bündel von Filamenten zu verstehen,

ίο während als Behälter eine Kanne oder dergleichen vorzusehen ist.

Ein derartiges Verfahren und eine solche Vorrichtung sind aus den DE-OSen 26 09 615 bzw. 25 40148 beka-nt, wo die Lunte mit hoher Geschwindigkeit mittels einer Strahldüsenanordnung durch einen gekrümmten Führungskanal gefördert wird, der um eine koaxial zur Düsenanordnung verlaufende Achse drehbar ist, wobei die Drehrichtung des Führungskanals der Austragrichtung der Lunte entgegengesetzt ist um die Laufge-

schwindigkeit der Lunte durch die Umfangsgeschwindigkeit der Austragvorrichtung auszugleichen, so daß sich stabile Windungen der Lunte bilden lassen. Mit diesen bekannten Vorrichtungen und Verfahren ist es möglich, eine Lunte mit hoher Geschwindigkeit in Form

von stabilen Windungen in eine Kanne oder dergleichen abzulegen. Andererseits bringen auch Verfahren und Vorrichtung gemäß den genannten Offenlegungsschriften noch Probleme mit sich.

Zunächst tritt bei der bekannten Vorrichtungen häufig eine Verstopfung des Führungskanal« auf. Versuche haben gezeigt, daß dies darauf zurückzufahren ist, daß sich in dem Führungskanal Wirbel ergeben, die dazu führen, daß sich einzelne Filamente der Lunte verfilzen, was dann zu einem Verstopfen des Führungskanals führt Weiterhin wurde festgestellt, daß die Gefahr einer Verstopfung des Führungskanals dann besonders groß wird, wenn Spannungsschwankungen in der Lunte auf den im Führungskanal befindlichen Luntenteil übertragen werden.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß an der Lunte Schleifstellen auftreten bzw. daß Flocken erzeugt werden, was darauf zurückzuführen ist, daß die Lunte bei Verwirbelung des Druckmittels im Führungskanal in Kontakt mit Wandbereichen desselben gelangt, was außerdem dazu führt, daß dort ein erheblicher Verschleiß auftritt Letzteres ist insofern besonders problematisch, als es außerordentlich schwierig ist die Wand des gekrümmten Führungs- kanals einer gleichmäßigen Oberflächenbehandlung zur Verbesserung der Abriebfestigkeit zu unterziehen.

Ein dritter schwerwiegender Nachteil dei bekannten Vorrichtungen besteht ferner darin, daß die Druckluft auf der Auslaßseite des Führungskanals zusammen mit der Lunte austritt und damit die Bildung stabiler Windungen in der in die Kanne fallenden Lunte beeinträchtigt Diese Beeinträchtigung ist bei der bekannten Vorrichtung sehr erheblich, da mit Hilfe der Strahldüsenanordnung eine solche Luntenspannung erzeugt werden muß, daß diese sich nicht auf stromaufwärts befindliche Walzenpaare aufwickelt Die erforderliche Luntenspannung kann aber nur dann erzeugt werden, wenn die Druckmittelströmung, insbesondere eine Druckluftströmung, eine erhebliche höhere Geschwindigkeit als die Lunte, beispielsweise die 2- bis 3fache Geschwindigkeit besitzt Die mit dieser hohen Geschwindigkeit strömende Druckluft stört aber die Stabilität der in die Kanne fallenden Luntenwindungen führt außerdem zu einer Auflockerung der Einzelfilamente der Lunte, so daß sich ein schlechterer Zusammenhalt derselben ergibt

Diese Schwierigkeiten werden dann noch weiter erhöht wenn die Luntendicke klein im Vergleich zur Luntengeschwindigkeit ist, so daß letztlich nur sehr kleine Luntenwindungen mit einem Durchmesser von beispielsweise 110 bis 150 mm gebildet werden können. Wenn der Windungsdurchmesser jedoch derart stark reduziert wird, ist es erforderlich, den Drehkopf bzw. den Führungskanal mit extrem hoher Drehzahl umlaufen zu lassen. In diesem Fall ergibt sich jedoch in der Lunte ein Falschdraht bzw. eine Zwirnung von 2 bis 3 Drehungen pro Meter, was bei der Weiterverarbeitung, beispielsweise beim Strecken, verschiedene Probleme mit sich bringt zumal die Luntenwindungen ein gewisses Moment aufweisen, so daß die Tendenz besteht daß aufeinanderfolgende Luntenanlagen in der Kanne sich ineinander verschlingen, was zu den eingangs erläuterten Problemen beim Abziehen der Lunte zu ihrer Weiterverarbeitung führt

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ablegen einer Lunte in einen Behälter anzugeben, mit dem bzw. mit der die vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik überwunden werden können, wobei insbesondere angestrebt wir«, eine Störung bav Verformung der gebildeten Luntenv. indungen durch das Druckmittel bzw, die Druckluft am auslaßseitigen Ende des Führungskanals zu verhindern.

Bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst daß man der Druckmittelströmung auf der Auslaßseite des Führungskanals eine solche Richtung gibt daß sie nicht in den wendeiförmigen Laufweg der frei herabfallenden Lunte gelangt

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß das glatte und störungsfreie Ablegen der Lunte nicht durch die Druckmittelströmung beeinträchtigt wird.

Zur Durchführung dieses Verfahrens hat sich ferner eine Vorrichtung besonders bewährt, die dadurch gekennzeichnet ist daß der Führungskanal einen im Betrieb senkrechten Kanalbereich aufweist der vom oberen Ende des Drehkopfes ausgeht und einen sich allmählich erweiternden Kanalbereich, dessen eines Ende mit dem senkrechten Kanalbereich in Verbindung steht und dessen anderes Ende sich zu einer Umfangfläche des Drehkopfes öffnet daß die Erweiterung des sich erweiternden Kana.!':5reichs in radialer Richtung zunimmt und daß der sich erweiternde Kanalbereich derart ausgebildet ist daß die Lunte längs eines Wandbereichs bewegbar ist der bezogen auf die Drehrichtung des Drehkopfes die Rückwand des sich erweiternden Kanalbereichs bildet während das Druckmittel im Bereich einer Vorderwand des sich erweiternden Kanalbereichs ausleitbar ist

Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der entscheidende Vorteil erreicht daß der in Drehrichtung vordere Teil des sich erweiternden Kanalbereichs im wesentlichen nur der Führung und Ausleitung des Druckmittels bzw. der Druckluft dient während die in Drehrichtung hinten liegende Rückwand des Drehkopfes als Führungsfläche für die in die Kanne oder dergleichen abzulegende Lunte dient, so daß die am auslaßseitigen Ende des Führungskanals im Bereich der Rückwand gebildeten Luntenwindungen durch die Druckluftströmung nicht erfaßt und in ihrer Form beeinträchtigt bzw. zerstört werden.

Weiterhin ist es ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß ein Verstopfen des Führungskanals mit Filamenten vermieden wird, da in dem Druckmittel, welches durch den Führungskanal strömt keine Wirbel auftreten. Da die Lunte auf ihrem Weg durch den Führungskanal ferner im Abstand von der Wandung desselben gehalten wird, läßt sich auch die Flockenbildung merklich verringern. Weiterhin wird aufgrund der Tatsache, daß das Druckmedium beim Austreten aus der Auslaßöffnung des Führungskanals nicht mehr auf die Lunte einwirkt welche vom unteren Ende des Führungskanals nach unten fällt erreicht daß die BiIdMiTg einer einwandfreien Luntenwindung in keiner Weise durch die Druckmittelströmung beeinträchtigt wird. Weiterhin wird verhindert daß sich die einzelnen Fasern der Lunte in größerem Ausmaß voneinander lösen, so daß der Zusammenhalt der Lunte merklich verbessert wird

Zweckmäßige Ausgstaltungen der Vorrichtung geben die Unteransprüche wieder.

Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand von Figuren näher erläutert in den Figuren zeigt

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie Teile einer Vorrichtung, in der die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung abzulegende Lunte erzeugt wird,

Fig.2 einen schematischen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß F i g. 1,

Fig.3 eine perspektivische Darstellung eines Leitblockes der Vorrichtung gemäß Fig.2 mit einem Teil des Führungskanals,

Fig.4 eine perspektivische Darstellung des Führungskanals des Leitblockes gemäß F i g. 3,

F i g. 5 eine schematsche Darstellung zur Erläuterung der Geschwindigkeitsverteilung in der Dmckmittelströrnung auf der Auslaßseite des Führungskanals einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 6 und 7 Seitenansichten von abgewandelten Ausführungsformen von Drehköpfen für Vorrichtungen gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt,

F i g. 8 einen Längsschnitt durch den Leitblock gemäß Fig.3, wobei der Führungskanal in eine senkrechte Ebene projiziert ist, welche die Längsachse des Leitblockes enthält,

Fig.9 eine schematische Darstellung einer Projektion des Führungskanals des Leitblockes gemäß F i g. 3 in eine horizontale Ebene, welche senkrecht zur Längsachse des Leitblocks verläuft,

Fig. 10 und 11 der F i g. 9 entsprechende Darstellung für abgewandelte Ausführungsformen von Leitblöcken für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 werden mehrere aus Schmelz-Spinndüsen gezogene Filamente von einer Spinnmaschine abgezogen und nach Abkühlung zu einer Lunte 2 zusammengefaßt. Die Lunte 2 wird mit einer Rollenvorrichtung 1, die mehrere (Goddet-)Rollen enthält, gestreckt und mit Hilfe eines Paares von Abzugswalzen la aus der Rollen vorrichtung 1 abgezogen. Anschließend wird die Lunte mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 einer Kanne 4 zugeführt. Die Kanne 4 steht auf einem drehbaren Ständer 5, der während des Betriebes der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 ständig mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) zu einer Drehbewegung antreibbar ist. Die Vorrichtung 3 besitzt einen Drehkopf 6 mit einem Führungskanal (nicht dargestellt) in seinem Inneren sowie einen Druckluftanschluß 7, der mit dem oberen Teil des Führungskanals des Drehkopfes 6 in Verbindung steht. um diesem Druckluft zuzuführen. Durch die Wirkung des über den IJruckluftanschluß zugeführten Druckluftstromes wird die Lunte aus dem Führungskanal in Richtung auf die Kanne 4 herausgeblasen. Der Führungskanal erweitert sich am unteren Ende des Drehkopfes 6 allmählich. Im Betrieb dient ein Innenwandbereich des zu einer Drehbewegung angetriebenen Drehkopfes 6 als Führungsfläche für die Druckluft, um diese in Richtung auf die Kanne 4 umzulenken.

Der Aufbau der Vorrichtung 3 wird nachstehend anhand der Fig.2 näher erläutert Wie Fig.2 zeigt, besitzt der Drehkopf 6 in seinem Inneren einen Führungskanal 12, der sich unterhalb des Klemmspalts der Abzugswalzen la befindet Ferner besitzt der Drehkopf 6 einen Flansch in Form einer Riemenscheibe 14 und einen Leitblock 15, dessen oberes Ende am unteren Ende der Riemenscheibe 14 befestigt ist Die Riemenscheibe 14 ist mit einer Antriebsvorrichtung, beispielsweise mit einem Motor 8 über einen Treibriemen 10 verbunden, der auch über eine Riemenscheibe 9 auf der Abtriebswelle des Motors 8 läuft Die Drehrichtung des Drehkopfes ist in F i g. 2 durch Pfeile X angedeutet In der Riemenscheibe 14 ist eine durchgehende senkrechte Bohrung 16 vorgesehen, weiche ein Teilstück des Führungskanals 12 bildet In

dem Leitblock 15 ist, ausgehend von dessen oberen Ende, eine senkrechte Bohrung 17 (Längsachse Z—Z) vorgesehen, weiche mit der senkrechten Bohrung 16 der Riemenscheibe 14 fluchtet. Die senkrechten Bohrungen 16 und 17 bilden zusammen einen senkrechten Kanal 18. In dem Leitblock 15 ist angrenzend an die senkrechte Bohrung 17 ferner ein trichterförmiger Kanalbereich 19 vorgesehen, der schräg nach unten und radial nach außen verläuft. Die allmähliche Auffächerung des Kanalbereichs 19 ist so gewählt, daß die Rückwand 19b, welche in Drehrichtung A"hinten liegt, tiefer liegt als die Vorderwand 19c, welche in Drehrichtung des Leitblokkes 15 vorn liegt. Außerdem ist die Rückwand 196 des Kanalbereichs 19 derart konvex gekrümmt, daß sie in ihrem mittleren Teil über eine gerade Linie vorsteht, welche das radial innen liegende Ende der Rückwand 19Z) mit deren radial außen liegendem Ende verbindet. Der Kanal 18 und der trichterförmige Kanalbereich 19 bilden zusammen den Führungskanal 12. Die innenwand dieses Führungskanal 12 kann je nach Bedarf eine speziell ausgebildete Oberfläche aufweisen, beispielsweise eine harte Chromplattierung oder eine keramische Beschichtung.

Aus F i g. 2 wird ferner deutlich, daß zwischen den Abzugswalzen la und dein Drehkopf 6 eine stationäre Druckluftdüse 20 derart angeordnet ist, daß ihr unteres Ende frei in das obere Ende der ssnkrechten Bohrung 16 der Riemenscheibe 14 hineinragt. Die Dmckluftdüse 20 besitzt einen Kanal 21, der in senkrechter Richtung verläuft und in seinem oberen Teil von einer Ringkammer 22 umgeben ist, die mit einer Druckluftquelle (nicht dargestellt) über einen Anschlußstutzen 23 in Verbindung steht. Zwischen der Ringkammer 22 und dem Kanal 21 sind mehrere schräg nach unten verlaufende Verbindungskanäle 24 vorgesehen, so daß die Druckluft bzw. ein anderes unter Druck stehendes Medium, welches der Ringkammer 22 über den Anschlußstutzen 23 zugeführt wird, schräg nach unten in den Kanal 21 eingeleitet wird, um die Lunte 2 mit hoher Geschwindigkeit, beispielsweise mit einer Geschwindigkeit zwischen 2500 und 5000 m/min mitzureißen. Eine Kanne 4 mit kreisrundem Querschnitt ist unterhalb des Drehkopfes 6 angeordnet.

Der trichterförmige Kanalbereich 19 ist gemäß F i g. 2 und 3 so ausgebildet, daß die Höhe seines offenen Endes 19a zwischen der vorderen Wand 19c und der Rückwand 196 im wesentlichen gleich bleibt. Die Verbreiterung des Kanalbereichs kann jedoch auch in einer zwischen der Vorderwand 19c und der Rückwand 19ö schräg nach unten verlaufenden Ebene erfolgen. Beispielsweise kann der Kanalbereich 19 so ausgeuildet sein, daß seine Höhe im Bereich der Vorderwand 19c größer ist als im Bereich der Rückwand, wie dies die F i g. 6 und 7 zeigen. Bei der dort gezeigten Ausgestaltung des Kanalbereichs 19 kann ein verstärktes Austreten von Luft im Bereich er Vorderwand 19c erreicht werden.

Nachstehend soll nunmehr die Arbeitsweise bzw. die Funktion einer erfindunsgemäßen Vorrichtung näher erläutert werden.

Ein unter Druck stehendes Medium wird von einer Druckmittelquelle (nicht dargestellt) zugeführt und von dem Anschluß 23 über die Ringkammer 22 und die Verbindungskanäle 24 als nach unten gerichtete Strömung in den Kanal 21 eingeleitet Dabei wird der Drehkopf 6 durch den eingangs erläuterten Antriebsmechanismus in Richtung des Pfeils X angetrieben. Unter diesen Betriebsbedingungen wird die Lunte hinter den

Abzugswalzen le in den Kanal 21 eingeführt. Die Lunte wird dann in dem Kanal 21 durch Reibkentakt mit dem Druckmittel nach unten in den Kanal 12 gerissen. Dabei ergibt sich in der Lunte 2 eine Spannung, welche verhindert, daß die Lunte sich um Walzen schlingt, welche stromaufwärts längs des Laufweges der Lunte vorgesehen sind, wie z.B. die Abzugswalzen la. Die Lunte 7 passiert dann zusammen mit dem Druckmittel den Kanal 18 und tritt in den Kanalbereich 19 ein, wo aufgrund der schrägen Trichterform keine Verwirbelung des Druckmediums auftritt. Weiteren wird die Lunte in dem Kanalbereich 19 durch Druckmittelströmung angezogen und läuft somit in einem gewissen Abstand von den Wandungen des sich allmählich trichterförmig erweiternden Kanalbereichs 19, wie dies die F i g. 4 und 5 zeigen. Aufgrund der Trägheit der Lunte 2 und des Druckmittelwiderstandes wird ferner erreicht, daß die Lunte 2 nach Verlassen des Kanals 18 Laufweg entspricht, wenn man die Linie der Rückwand 196 um den Halbmesser der Lunte 2 nach innen verschiebt. ___

Die horizontale Projektion des Laufweges O'O der Lunte und die Form O'oQo der Rückwand 19b werden ermittelt, wie dies nachstehend beschrieben ist.

Bei dem Leitblock gemäß Fig.8 läßt sich der Abstand Lo zwischen der Projektion T eines Punktes T auf den Laufweg ÖP, d. h. der Abstand des Punktes T

ίο auf dem projizierten Radius O'P'(F i g. 9) zum Laufweg O⁷Q (F i g. 9) der Lunte 2 in Umfangsrichtung näherungsweise durch folgende Formel darstellen:

Lo =

IV)

SR

läiigS dcf RüCKwäiiu J3i/ des Küiläiuci eiuns IS iäuii.

Dabei wird der Laufweg der Lunte auch stark von der Luntenspannung und von den Zentrifugalkräften der bereits aus dem Kanalbereich 19 ausgetretenen Luntenteile beeinflußt.

Nachdem die Lunte 2 auf diese Weise aus dem Führungskanal 12 ausgetreten ist, fällt sie nach unten in die Kanne 4, wo sie eine spulenförmige Windung bildet. Da die Lunte 2 an einem Punkt des Kanals 12 aus diesem austritt, der in Umfangsrichtung gegenüber dem Punkt versetzt ist, an dem die Druckmittelströmung ihre höchste Geschwindigkeit aufweist, wird die Lunte 2 beim .lerabfallen in die Kanne 4 nicht mehr von der Druckmittelströmung beeinflußt. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Rückwand 196 des trichterförmigen Kanalbereichs 19 iiefer liegt als die Vorderwand 19c, wie dies die F i g. 3 zeigt. In diesem Fall ist nämlich der Austrittspunkt für die Lunte auch noch in senkrechter Richtung gegenüber dem Punkt versetzt, an dem die Druckmittelströmung ihre höchste Geschwindigkeit besitzt. Hierdurch wird das ungestörte Ablegen der Lunte in der Kanne 4 in Form einer Spule zusätzlich gefördert.

F i g. 8 zeigt eine Seitenansicht des theoretischen Laufweges der Lunte 2 bei stillstehendem Drehkopf 6 bzw. bei stillstehendem Leitblock 15. Bei diesem Betriebszustand läuft die Lunte 2 längs des Bodens 19t/ des trichterförmigen Kanalbereichs 19. Die Mitte der Lunte 2 folgt einem Pfad OP. Die Form des Bodens 19</ ist ferner so gewählt, daß die Mitte der Lunte 2 einem kreisförmigen Bogen OM und einer Linie M~P folgt. Der Boden 19c/ wird durch zwei Abschnitte OoMo und MoPo gebildet, die miteinander verbunden sind. Das Teilstück OoMo entspricht dem Bogen Ö~M\xnd hat die Form eines Kreisbogens mit dem Krümmungsradius q. Das Teilstück MoPo liegt dagegen auf einer Linie, die unter einem Winkel θ zu einer horizontalen Ebene verläuft, welche ihrerseits senkrecht zur Längsachse des Leitblocks 15 verläut

Der Krümmungsradius ρ sollte mindestens 30 mm betragen, wobei sich jedoch der optimale Krümmungsradius in gewissem Umfang in Abhängigkeit von Geschwindigkeit, Größe und Form der Lunte ändert Der Winkel Θ, unter dem die Lunte 2 austritt, sollte in einem Bereich zwischen 5 und 50" liegen, damit die Lunte 2 eine stabile Windung bildet Wie Fig.9 zeigt, folgt die Mitte der Lunte 2 bei umlaufendem Drehkopf 6, d.h. bei Drehung des Leitblocks 15 in der Drehrichtung Λ" längs der Rückwand 196 des Kanalbereichs im Idealfall einer Linie O'Q, die dem äußersten wobei der Abstand zwischen einem beliebigen Punkt T auf der vertikalen Projektion des Laufweges OP der

L νυΐι UCiM ruiiiu <_/ mil J(IiIiIi; angenommen isi,

2(i wobei die vorgegebene Geschwindigkeit der Lunte mit Vo(mm/sec) angenommen ist und wobei die vorgegebene Winkelgeschwindigkeit des Leitblocks 15 mit wo angenommen ist, wobei ferner R den Abstand zwischen dem Mittelpunkt O' und einem Punkt Tr darstellt, der dem Punkt T' auf dem projizierten Halbmesser entspricht, der gleich dem Abstand OT'(mm) auf einer imaginären Bogenlinie O'P'isi.

Wenn die Bewegung der Lunte 2 unter Vernachlässigung der Reibungskräfte zwischen der Lunte 2 und der

jo Innenfläche des Führungskanals sowie unter Vernachlässigung der an der Lunte 2 angreifenden Zentrifugalkraft betrachtet wird, dann kann der Laufweg der Lunte 2 als zusammengesetzte Bewegung einer Bewegung mit gleichmäßiger Geschwindigkeit längs eines imaginären Halbmessers OP und einer Bewegung aufgrund der Drehbewegung des Leitbiocks 15 angesehen werden. Dementsprechend kann die horizontale Projektion des Laufweges der Lunte 2 als zusammengesezter Laufweg der Bewegung der Lunte 2 mit der Geschwindigkeit Vo in radialer Richtung und der Bewegung derselben in Umfangsrichtung mit einer Winkelgeschwindigkeit ωο relativ zur Drehbewegung des Leitstücks in Λ-Richtung angesehen werden. Nimmt man an, daß beim Eintreffen der Lunte 2 am Punkt Tauf der Linie OP (Fig. 8) in Richtung des imaginären Radius die Auslenkung in Umfangsrichtung lo' ist, dann erhält man die Auslenkung Lo' als Produkt des Auslenkwinkels und des Radius OT'. Im einzelnen ergibt sich für die Auslenkung Lo'folgende Gleichung:

S S co

TT 'OT = <f,o ■ -τ— · R = —- · S
Vo Vo Vo

Die Auslenkung Lo' ist also mit der Auslenkung Lo gemäß Gleichung (1) identisch. Dementsprechend nimmt die horizontale Projektion der Linie des Laufweges der Lunte 2 einen Platz längs einer Kurve ein, welche die durch die Gleichung (1) gegebene Beziehung für Lo annähert

Die Rückwand 196 des Kanalbereichs 19 ist so gestaltet, daß bei horizontaler Projektion der Abstand L zwischen dem Projektionshalbmesser OT' und der horizontalen Projektionsebene der Rückwand 196 in Umfangsrichtung in Fig.9, bezogen auf Lo im folgenden Bereich liegt:

1
0,6

Lo^L^-^-r

Der Grund dafür, daß L in dem genannten Bereich liegt, besteht darin, daß Lo ein errechneter Näherungswert ist, so daß dann, wenn Paktoren, wie die Luntendicke, die Reibung und die Zentrifugalkraft, wie sie im tatsächlichen Betrieb auftreten, mit in Betracht gezogen werden, wenn L im oben angegebenen Bereich liegt, eine für die Praxis optimale Form erhalten wird. Insbesondere <"ird die Reibung zwischen der Lunte 2 und der Rückwand 19,b für den Fall, daß L kleiner^- Lo wird, beträchtlich, so daß die Lunte beschädigt wird. Es besteht folglich ein Risiko, daß sich Schwiergkeiten ergeben, wenn die Lunte 2 später gestreckt wird. Für

den FaIiI, daß L größer -^₇ Lo wird, wird die

0,6 ι)

Öffnungsfläche des aufgefächerten Kanalbereichs zu groß, so daß es schwierig wird, eine gute Balance bzw. einen unwuchtfreien Lauf des Leitblocks 15 aufrechtzuerhalten. Außerdem wird die Lunte 2 bei dieser Dimensionierung weit von der Rückwand 19f> gelöst, so m daß es ohne weiteres von der austretenden Druckluft beeinflußt werden kann, was zu einem unzureichenden Zusammenhalt der Filamente der Lunte 2 und zur Bildung einer instabilen Luntenwindung führt.

Wenn die Rückwand keine sanft gekrümmte Oberfläehe ist, Virerden ferner in dem Druckluftstrom Wirbel erzeugt, so daß sich Schwierigkeiten wie eine Lockerung des Zusammenhalts der Filamente der Lunte und die Bildung instabiler Luntenwindungen ergeben können. Folglich ist es erforderlich, daß die Rückwand eine jo glatte, gleichmäßig gekrümmte Oberfläche aufweist, die frei von konvexen oder konkaven Bereichen ist und daß die Form der Rückwand gleichzeitig die durch die Gleichung (2) vorgegebenen Bedingungen erfüllt.

Wenn die Form der Rückwand 196 des Kanalbereichs js 19 hinsichtlich ihrer horizontalen Projektion gemäß den oben angegebenen Grundsätzen bestimmt ist, dann wird die Form des Verlaufs des imaginären Standardhalbmessers (Lage der vertikalen Projektion) nämlich die Form des Bodens 19t/ zuerst vorgegeben und dann der Abstand L in Umfangsrichtung zwischen dem Ort der horizontalen Projektion des Verlaufs des imaginären Radius und der horizontalen Projektion des Verlaufs der Rückwand 196 entsprechend der Formel (2) ermittelt, um die Form bzw. Ausgestaltung der Rückwand 196 zu bestimmen.

Wenn der Abstand L entsprechend Gleichung (2) bestimmt, ist, dann werden die vorgegebene Geschwindigkeit Vo (mm/sec) der Lunte 2 und die vorgegebene Winkelgeschwindigkeit ω/ (in rad/s) des Leitblocks 15 wie folgt festgestellt

Vorzugsweise soll die vorgegebene Geschwindigkeit Vb der Lunte 2 in dem Bereich zwischen 2,6XlO⁴ und 83 x 10⁴ mm/sec liegen, wobei sich der Optimalwert in gewissen Grenzen in Abhängigkeit von der Art der zu verarbeitenden Lunte ändert Für den FaIL daß Vo kleiner 2,5XlO⁴HImZSeC, ist es schwierig, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung stabile Luntenwindungen zu erhalten. Für den Fall, daß Vo größer 8,3 χ 10⁴ mm/sec, ist es zur Erzielung stabiler Lunten- ω windungen erforderlich, die vorgegebene Winkelgeschwindigkeit ωο (rad/s) des Drehkopfes 6 drastisch zu erhöhen, so daß sich möglicherweise konstruktive Schwierigkeiten ergeben.

Wenn dann die vorgegebene Winkelgeschwindigkeit ωο des Drehkopfes 6 bestimmt ist, dann wird zunächst der optimale Durchmesser der Luntenwmdung bestimmt nachdem man zuvor die Parameter der Kannen für die Aufnahme der Luntenwindung die Fallhöhe für die Lunte, die D/nierzahl der Lunte und die vorgegebene Geschwindigkeit der Lunte gebührend berücksichtigt hat. Im allgemeinen wird der optimale Windungsdurchmesser vorzugsweise aufgrund von Versuchen ermittelt. Dann wird die vorgegebene Winkelgeschwindigkeit ωο in Rad/s des Drehkopfes 6 entsprechend folgender Formel ermittelt:

ο — 2 Vo ■ cos <\jD,

wobei <x der Winkel der aus dem Leitkörper 15 austretenden Lunte gegenüber der Horizontalen ist und wobei dieser Winkel λ näherungsweise durch den Winkel θ (Fig.8) ersetzt werden kann und wobei D (mm) der vorgegebene Windungsdurchmesser ist.

Außerdem ist in die Gleichung (3) die vorgegebene Geschwindigkeit Vo in mm/sec einzusetzen.

Die vorgegebene Geschwindigkeit Vo der Lunte 2 und die vorgegebene Winkelgeschwindigkeit ωο des Drehkopfes 6 bzw. des Leitblocks 15 werden nach dem vorstehend angegebenen Verfahren bestimmt.

Der Kanalbereich 19 kann gemäß der in Fig. 10 gezeigten Weise abgeändert werden. Dort, wo die horizontale Projektion der Rückwand 196 eingezeichnet ist, hat die Rückwand 196 an ihrem auslaßseitigen Ende eine solche Form, daß die Auslaßöffnung verbreitert wird, indem man das auslaßseitige Ende der Rückwand 196 auf einen Kreis legt, der sowohl die Rückwand 196 als auch den Umfang des Leitblockes 15 tangential an Punkten W bzw. QO berührt. In diesem Fall wird der Durchmesser des Kreises So so gewählt, daß er kleiner als '/3 des Außendurchmessers des Leitblockes 15 ist. Beim Ausführungsbeispiel wird die horizontale Projektion der Rückwand 196 durch die Punkte OO, W, Q'o bestimmt. Wenn der Leitblock 15 eine derartig ausgebildete Rückwand aufweist, dann wird beim Ablegen der Lunte aus dem Leitblock 15 ein Kontakt zwischen der Lunte und der Rückwand auf der Auslaßseite des Leitblockes 15 weitgehend vermieden. Dies hat zur Folge, daß eine Auflockerung der· Filamente in der Lunte wirksam verhindert werden kann und daß sich folglich ein hervorragender Zusammenhalt der Filamente der Lunte 2 und damit eine große Stabilität der Lunte ergibt.

Der Kanalbereich 19 kann auch so abgewandelt werden, wie dies F i g. 11 zeigt Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 11, welche eine horizontale Projektion des Leitblockes 15 zeigt, ist ein schraffierter Bereich zwischen dem Schnittpunkt Qo der Rückwand 196 mit dem Umfang des Leitblockes 15 und einem Punkt Qo", der in Drehrichtung hinter dem Punkt Qo liegt, bis auf eine Tiefe von mehr als 5 mm abgetragen. Die Höhe des abgetragenen Bereiches in senkrechter Richtung ist dabei vorzugsweise gleich der Breite der Lunte 2, während der Abstand zwischen den Punkten Qo und Q"o in horizontaler Richtung etwa Ve bis 1/2 der Umfangslänge des Leitblockes 15 beträgt Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel wird aufgrund der Tatsache, daß die Lunte praktisch nicht in Kontakt mit der Rückwand gelangt, der Vorteil erreicht, daß eine Auflockerung der einzelnen Filamente der Lunte wirksam verhindert wird und daß stabile Windungen mit einem guten Zusammenhalt der Lunte gebildet werden können.

Ein Reibkontakt zwischen der laufenden Lunte und der Wandung des trichterförmigen Kanalbereichs 19 wird weitgehend verhindert, so daß sich aufgrund der

Reibung kaum Schleifspuren an der Lunte ergeben. Trotzdem kann bei längeren Betriebszeiten ein Verschleiß der Wandung des Führungskanals nicht vermieden werden. Um einen solchen Verschleiß auf ein Minimum zu reduzieren, wird der Führungskanal 5 vorzugsweise mit einer Beschichtung aus einem keramischen Material oder einem Diamantmaterial versehen. Dabei wird die Oberflächenrauhigkeit zur Erzielung eines glatten Laufs der Lunte und zur Reduzierung der Reibung vorzugsweise auf Werte ι ο zwischen etwa 0,5 und etwa 5 S (nach der japanischen Industrie-Norm J. I. S. No. B 0610) festgelegt. Da der Führungskanal kompliziert gekrümmte Flächen aufweist, ist das Aufbringen der Beschichtung bzw. die Endbearbeiturg der Oberfläche sehr schwierig und bei ι j üblichen rohrförmigen Kanälen praktisch unmöglich. Da jedoch bei der Vorrichtung die Führung der Filamentbündel bzw. der Lunte durch die Rückwand i9b und den Boden 19c/ erfolgt, können sowohl die Vorderwand iBcals auch die Oberwand 19/weitgehend frei gestalte* werden, solange hierdurch eine Trennung der Lunte von dem Druckluftstrom nicht beeinträchtgt wird. Wenn nun die Rückwand 19/) und der Boden 19c/ des Führungskanals mit einer Keramik- oder Diamantbeschichtung versehen werden, dann kann diese Oberflächenbehandlung dadurch merklich erleichtert werden, daß man die Oberwand 19/ oberhalb des Wendepunktes O der Lunte 2 öffnet, wie dies durch die gestrichelte Linie 19/'in Fig.8 angedeutet ist. Ferner kann die Abriebfestigkeit der Wandbereiche des jo i-ührungskanals verbessert werden, ohne daß sich unerwünschte Einflüsse auf die Führungsfähigkeit für die Lunte oder auf die Auflösung der Einzelfasern durch die Druckluft ergeben.

Die Form des Bodens 19c/ hat einen großen Einfluß auf die Führung eines Filamentbündels, wie z. B. einer Lunte, und auf die Bildung von Windungen derselben. Bezüglich der Form des Bodens wurde bereits ausgeführt, daß der Krümmungsradius mindestens 240 mm betragen sollte und daß der Neigungswinkel θ in dem Bereich zwischen 5 und 50° liegen sollte (F i g. 8).

Dies hat folgende Gründe:

Wenn der Krümmungsradius ρ kleiner ist als 30 mm, dann ergibt sich im Umlenkbereich (OoMo) ein starker Schock für das Filamentbündel, so daß diese ernsthaft beschädigt wird, was zu einem Brechen einzelner Filamente bei der nachfolgenden Verarbeitung führt. Folglich wird ein größerer Wert der Krümmungsradius ρ bevorzugt. Andererseits wird im Hinblick auf die erwünschten geringen Abmessungen des Leitblockes 15 vorzugsweise ein Krümmungsradius ρ zwischen etwa 40 und 150 mm gewählt. Wenn der Neigungswinkel Θ kleiner als 5" ist, dann ist der senkrechte Abstand zwischen benachbarten Windungen sehr klein. Dies führt leicht dazu, daß die Ablegebedingungen für die Windungen beeinflußt werden und aufgrund von Störungen instabil werden, so daß sich beim Abziehen der Lunte aus der Kanne bei einem nachfolgenden Verarbeitungsschritt leicht Schwierigkeiten ergeben. Wenn dagegen der Neigungswinkel θ größer wird ais 50°, dann wird die Fallgeschwindigkeit der Windungen der Lunte zu hoch (wegen der nach unten gerichteten Geschv/indigkeitskomponente), so daß die Windungen ihre Form verlieren und sich auflösen, ehe sie auf die bereits abgelegten Windungen in der Kanne gelangen. Da in diesem Fall auch eine nach unten gerichtete Druckluftströmung auftritt, wird weiterhin das glatte Herabfallen der Windungen der Lunte durch die Druckluft beeinträchtigt. Dementsprechend ergeben sich häufig Schwierigkeiten, wie z. B. Luntenverschlingungen, wenn die Lunte aus der Kanne später weiterverarbeitet wird.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ablegen einer Lunte jn einen Behälter mittels eines Drehkopfes mit einem gekrümmten Führungskanal, in dem eine die Lunte mitreißende Druckmittelströmung erzeugt wird, während der Drehkopf zu einer Drehbewegung angetrieben wird, wobei die aus dem Führungskanal austretende Lunte wendeiförmige Windungen bildet und frei in einen Behälter fällt, dadurch gekennzeichpet, daß man der Druckmittel-Strömung auf der Auslaßseite des Führungskanal eine solche Richtung gibt, daß sie nicht in den wendeiförmigen Laufweg der frei herabfallenden Lunte gelangt

2. Vorrichtung zum Ablegen einer Lunte in einen Behälter, mit einem Drehkopf mit einem gekrümmten Führungskanal und mit einer Druckmitte'düse, mit deren Hilfe dem einlaßseitigen Ende des Führungskanals ein Druckmittel zuführbar ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskanal (12) einen im Betrieb senkrechten Kanalbereich (18) aufweist, der vom oberen Ende des Drehkopfes (6) ausgeht, und einen sich allmählich erweiternden Kanalbereich (19), dessen eines Ende mit dem senkrechten Karcalbereich (18) in Verbindung steht und dessen anderes Ende sich zu einer Umfangsfläche des Drehkopfes (6) öffnet, daß die Erweiterung des sich erweiternden Kanalbereichs (19) in radialer Richtung zunimmt, und daß der sich erweiternde Kanalbereich (19) dt/art ausgebildet ist, daß die Lunte (2) längs sines Wandbereichs bewegbar ist, der bezogen auf die Drehrichtu. g (X) des Drehkopfes (6) die Rückwand (196,/ des sich erweiternden Kanalbereichs bildet, während das Druckmittel im Bereich einer Vorderwand (\9c) des sich erweiternden Kanalbereichs (19) ausleitbar ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das radial außen liegende Ende der Rückwand (196,) des sich erweiternden Kanalbereichs (19) im Betrieb in einer tieferen Stellung befindet als das radial außen liegende Ende der Vorderwand (19c/desselben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wandbereich (Vorderwand 19c) des sich allmählich erweiternden Kanalbereichs (19) in Drehrichtung (X) des Drehkopfes (6) konvex gekrümmt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwand (19ή) in Drehrichtung (X) aus Drehkopfes (6) konvex gekrümmt ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwand (\9b) des sich erweiternden Kanalbereiclis (19) so ausgebildet ist, daß folgende Bedingung erfüllt ist: