JP2006502929A - 複合繊維を分離結束するシステム - Google Patents

Abstract

【課題】使用が容易であり、完全自動連続生産できるフィラメント巻取り方法において複合繊維、繊維束などを分離結束する費用効率的構造をもつシステムを開発すること。
【解決手段】この発明はマトリックス材料を含浸された繊維ストランド（１２）が回転駆動される基礎部材（２０）に巻かれるフィラメント巻取り装置（１０）に関する。分離装置（３０）は完全に巻かれた包装体（７０）にロービングの端（１３）を切断して接触するように使用される。結束装置（５０）はロービングの自由端（１４）を次のベース要素（２０）に、好ましくは極性キャップ２４付近へ伝達する。切断装置（４５）のブレード（４６）と弾性ストリッパー（４７）が連動され、巻かれた包装体（７０）に切断方向にほぼ垂直な周辺側に案内されることが出来る。分離装置（３０）は、任意に結束装置（５０）とのモジュールとしてフィラメント据付け作業地域に中心合せしてそこから出るように揺動される。巻かれた包装体（７０）の運動は分離装置（３０）と同期的に連結される。切断位置において、ロービング（１２）が把持装置（４０）によって固定されることができて、把持装置は揺動によりフィラメント巻取り装置作業地域へもたらされ、揺動により好ましくは切断装置（４５）との組合せにおいてその作業地域から取り除かれることができる。

Description

この発明は、請求項１と請求項１４の前文による装置と方法によって回転対称に巻かれた包装体を製造するフィラメント巻取り装置において複合繊維、繊維束などを分離結束するシステムに関する。

フィラメント巻取り方法において、繊維ストランドが樹脂で含浸されて、続いてマンドレル或いは基礎部材（ライナ）、例えばプラスチック容器である成型支持体に巻かれる。一旦巻取り作用が完了され且つ樹脂が硬化されると、成型支持体が巻かれた包装体から取り除かれるか、或いは適当な場所に残って巻かれた包装体の一部となる。通常には、巻取りはＣＮＣ（コンピュータ数値制御）制御ユニットによって実施される所定パターンにより実現される。繊維ストランドは一般に、１０００テクス以上の測定濃度を有するロービング、即ち繊維束或いはテープや平らなバンドに収集される多数のフィラメント、例えば１０００から１２０００線繊維から成る。

巻かれた包装体の生産が開始される前に、繊維ストランドはマンドレル或いは基礎部材に配置されている。巻取り後に繊維が切断されなければならなく、出来るだけ製品の表面と平らに形成される。今まで、繊維は製造の開始に先立ってマンドレル或いはライナに手動で付着されていた。さらに、繊維は手動で切断されて巻取り作用の完了後に巻かれた包装体の表面と平らに形成されている。切断は装置から完全に巻かれた包装体を分離して排出することができるために必要である。繊維ストランド（ロービング或いは平らなバンド）を次の形状に巻かれることができるために、繊維ストランドがその新たな基礎部材と連結されなければならない。（例えば特許文献１）

繊維ストランドから中間担体まで連接チューブの形状に繊維ストランドを巻取ることは巻かれた包装体の生産に続く公知の手順である。ストランドの繊維がチューブに固定され、繊維をマンドレルと連結する繊維はブレードによって切断される。完全に巻かれた包装体を取り外し且つ新たに巻かれていないマンドレルの挿入の後に、中間担体の繊維はマンドレルに巻かれる。しかしながら、通常の切断結束技術はフィラメント巻取り方法を使用する完全自動生産をできないと言う不利益がある。

テニスラケットフレームを巻取るために、旋盤を備える門形機械が使用されており、その中央スピンドル駆動部は左右側面における宝石軸受に支持されたマンドレルを作動する。スプールクリールからの繊維ストランドは連動含浸浴を介して横断アームまで案内される。門形は一方の横断アーム、次に他方の横断アームを交互に作動する走行駆動部を備えて、それぞれの繊維ストランドが一方のマンドレル或いは他方のマンドレルに巻かれることができる。一旦第一マンドレルにおける巻取り作用が終了されると、繊維ストランドがマンドレルに沿って巻かれ、スピンドル箱に隣接する駐車位置にもたらされる。制御駆動部は現横断アームを解放し、他面に走行して第二横断アームを作動する。その結果はそれぞれの駐車位置における巻かれたロービング端の蓄積であり、手動介入を必要とし、長い停止を回避し、その結果、順に連続作用を阻止する手動介入により、樹脂の早い硬化を回避する。機械的装置の費用は著しク かさむ、と言うのは主駆動部と横断アーム用共通駆動部を除いたすべての構成部材が正副２通りに必要とされるからである。（例えば特許文献２）
特許第２８４３９５８号明細書 特許第３３４６３７１号明細書

この発明の目的は、先行技術のこれらや別の欠点を回避し、使用が容易であり、完全自動連続生産できるフィラメント巻取り方法において複合繊維、繊維束などを分離結束する費用効率的構造をもつシステムを開発することである。目的は少ない単一構成場材を有するプラントの創造であり、特に個々のストランドがマトリックス材料で含浸される巻取り作用用の自動分離結束ユニットの創造である。それらは、例えば１２００テクスを測定する８樹脂含浸繊維ストランド（ロービング、バンド、テープ）により、一日当たり２３時間に連続作用できる。

この発明の主特徴は請求項１と請求項１４に定義されている、実施態様は請求項２から請求項１３までと請求項１５から請求項２６までの主題を形成する。

この発明によると、回転で駆動される基礎部材に巻かれるマトリックス材料を含浸された繊維ストランドの供給装置を備えた回転対称に巻かれた包装体を製造するフィラメント巻取り装置において複合繊維、繊維束などを分離結束するシステムは、請求項１により繊維ストランドを切断して繊維ストランドの包装側面端を完全に巻かれた包装体に接触させる少なくとも一つの分離装置と、繊維ストランドの自由端を隣接して新たに巻かれていない基礎部材に結束する少なくとも一つの結束装置とから成ることを特徴とする。この構造は簡単なデザインであり、スピンドル駆動部の片面にいつもロービングを残す必要性のために対の含浸浴、スプールクリール、横断アームなどを必ず必要とする通常システムの二重費用を回避する。この発明によると、必要なチューブのような中間担体がない、と言うのは特に圧力容器の大量生産に適している新たなシステムにより繊維ストランドが直接に固定されて製品に切断され、その得られた自由端が自動的に次の基礎部材と連結されているからである。

一般に、前記システムはＣＮＣ制御旋盤をもつフィラメント巻取り装置に使用される、その装置は好ましくは複数のスピンドルを備えてコラム機械として或いは門形機械として実現され、スプールクリールから供給され且つガラス繊維、炭素繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、綿繊維或いは混成物から成る繊維ストランド用含浸浴を有する。特殊含浸物質は不飽和ポリエステル樹脂、ポリエステリミド樹脂、或いはポリイミド樹脂、エポキシド樹脂、珪素樹脂とメラミン樹脂である。別の成分は添加物、充填剤と顔料、活性剤と安定剤である。ベース要素はブロー成型プラスチック容器であり、最終製品は巻かれた中空体、例えば液化ガス用圧力シリンダ或いは燃料油のような液体用透明タンクであり、充填レベルが自由に示されている。

請求項２による実施態様において、分離装置は駆動部を備えた固定ブレード或いはナイフのような少なくとも一つの切断装置から成り、請求項３により、分離装置は、有益には請求項４により切断装置の切断方向に対してほぼ垂直に、巻かれた包装体周辺上に移動される例えばゴムリップ或いはプラスチックリップによって少なくとも一つの弾性ストリッパーから成る。生産フローは、切断装置とストリッパーの運動が請求項５のとおりに同期的に巻かれた包装体の運動と連結されるならば、容易で速くなる。

システムの重要な実施態様は、請求項６によって分離装置と結束装置がフィラメント巻取り装置の作業地域へ移動され、揺動によってその地域から取り出されるのに適している。ことを備える。それで、作業地域は必要に応じて、取り払われるか、或いは繊維ストランドの供給を変更するように使用される。事実、これら装置が請求項７のとおりにモジュールを形成するならば、それは特に簡単な方法で行われる。しかしながら、結束装置は請求項８によって分離装置と連結されて揺動でき、それにより適応性の更なる自由度がある。

便宜上、結束装置は、請求項９によって、基礎部材の周辺上を移動される例えばゴムリップ或いはプラスチックリップによって少なくとも一つの弾性ストリッパーから成り、請求項１０により、結束装置の運動がベース要素の運動と同期的に連結されることを与える。簡略した構造は保持装置なしに結束切断装置を使用する。一旦繊維が切断されると、繊維は直ちに新たな巻かれていない要素上に位置されて繊維の方向においてその要素に押圧される。しかしながら、請求項１１によると、切断工程前に繊維ストランドを右位置に維持固定するように設けられた補助固定装置がある。請求項１２によると、固定装置はフィラメント巻取り装置の作業地域の内外へ揺動されるように好ましく適合され、そして固定装置は、請求項１３により分離装置及び／又は結束装置と結合されるならば、モジュールを形成し得る。

請求項１４によりフィラメント巻取り装置を使用する複合繊維を分離結合する方法において、好ましくはマトリックス材料を含浸される少なくとも一つの繊維ストランドは、回転駆動される回転対称基礎部材上に巻かれ、次に分離装置によって切断される。続いて、完全に巻かれた包装体の切断された繊維が包装体上の固定され、そして残りの繊維ストランドが隣接した新たな基礎部材まで引渡され、自由端が基礎部材に連結される。従来のシステムの場合のように、チューブのような補助手段が必要とされないと言うこの発明の利点がある。ロービング及び／又はテープは直接に固定されて製品に切断される。支持体（マンドレル或いはライナ）を変えた後に、フィラメントは自動的に次の製品に位置されて巻かれる。樹脂含浸繊維により基礎部材の予めプログラムされた適用範囲が到達されるまで巻取り作用が継続する。それ故に、装置は、特に休止時間が保守目的に必要な最小期間に減少されるときに極めて効率的方法で作動できる。その様子は樹脂の迅速な硬化のために重要である。長い休止時間は全生産を停止した。

便宜上、切断された繊維ストランドの包装側面端は請求項１５により、例えば拡張ナイフ、ストリッパーなどによって繊維の方向及び／又は巻取り方向において完全に巻かれた包装体上に散布される。請求項１６によると、完全に巻かれた包装体は、切断された繊維が包装体上に設置されて散布されるときに、巻取り方向において一定角度だけ回転され得る。

請求項１７によると、繊維ストランドの自由端は基礎部材の周辺に取り付けられ、請求項１８により有益に繊維ストランドの自由端が基礎部材の巻取り方向と反対に基礎部材上に設置されていて、請求項１８により繊維ストランドが基礎部材上に位置される間に、基礎部材は巻取り方向と反対に一定角度だけ回転される。請求項２０のように繊維ストランドの自由端を連結するために、ベース要素が予備張力なしに完全巻きを受けるならば、特に便宜である。

重要な実施態様は請求項２１に定義されて、繊維ストランドが基礎部材上に測地線に沿って散布される。そのような線は湾曲面上の二点間で最短路であり、巻取りがかなり経済的にできる。さらに、繊維のすべての外力がその表面に垂直に作用するから、巻かれた包装体から滑り落ちることを阻止されている。

請求項２２によると、繊維ストランドの結束は、特に請求項２３のように、繊維ストランドの自由端が基礎部材のアーバ或いはハブに結束装置により固定されるならば、基礎部材の極端キャップに付近に極めて容易な方法において実現される。

保持装置なしに結束切断装置を使用することが可能であり、繊維ストランドの自由端の繊維は切断作用直後に新たな巻かれてない物体に位置されて繊維の方向に物体に押圧される。しかしながら、請求項２４は、切断作用前に繊維ストランドを把持されてそれを切断位置に固定する補助固定装置を提供する。請求項２５による特殊実施態様において、連続繊維ストランドは連続繊維張力下で取り上げられ、完全に巻かれた包装体上に切断され、組合せ分離結束ユニットによって隣接した新たな基礎部材と連結され得る。

独立請求項２６は、完成されたときに同じタイプの新たな周期を開始する工程（ｋ）によって追従される工程（ａ）から工程（ｊ）までから成る周期的方法を記載する。

この発明のそれ以上の特徴、詳細と利点は、図面によって請求の範囲の用語や実施態様の詳細な説明から明らかになる。この図面に包含された確認符号や運動方向を示す矢印は詳細な説明の構成である。

この発明によるシステムは図１に概略的に表現されるようにフィラメント巻取り装置に使用され、その巻取り装置は門形機械或いは垂直機械として実現されたＣＮＣ制御単軸スピンドル或いは多軸スピンドル旋盤から成り、巻かれるように基礎部材２０を作動する駆動部と繊維ストランド１２の供給装置１１を有する。ユニットと成分の移動方向は矢印によって例示されている。運動軸線はｘ，ｙ，ｚとして参照される。

ここに記載された例において、基礎部材２０は湾曲端及び／又は極性キャップ２４を有するブロー成型プラスチックシリンダ２２であり、それらキャップの一つが入口或いは充填首を備えている。

繊維ストランド１２は例えば各１２００テクスの８本のロービングから成るガラス繊維テープである。繊維ストランドは例えば浸漬浸潤処理において樹脂を含浸されている含浸浴（図示されない）を通して供給され、そして最後にスプールクリール（同様に、図示されない）を介して基礎部材２０に到達する。ＣＮＣ制御横断アーム１７の端における繰り出し目１６は繊維ストランド１２を基礎部材２０上に導き、駆動軸と横断アーム１７の駆動部は規則的な巻取りのために同期的に制御される。

１０本のスピンドル、即ち共通駆動部１８の左側と右側における５本のスピンドルの２グループを有する同様なタイプの二つのフィラメント巻取り装置１０の組合せ（図示されていない）は特に効率的である。例えば一方のグループの５本のスピンドルは予定周期時間により連続的に生産するのに対して、他方のグループが負荷されていなくロボットにより再び供給される。このために、コンベアシステム（同様に、図示されない）は各旋盤のスピンドルに保持される未加工容器を提供する。

巻取り作用の終了後に含浸浴（図示されない）から来る繊維ストランド１２は分離結束システムによって取り上げられ、完全に巻かれた包装体７０から切り取られ、新たな基礎部材２０と連結される。センサー（図示されない）は巻取り経過を決定するので、繊維ストランド１２を切断する信号は巻取り作用の終りに発生され、そのような分離した繊維ストランド１２を次の基礎部材２０と連結される第二信号によって追従される。完全に巻かれた包装体７０が取り外されたときに、それは乾燥オーブン（図示されない）において硬化される。

完全に巻かれた包装体７０から繊維ストランド１２を切り取るために、分離装置３０が設けられ（図２を参照）、把持固定装置４０によって全繊維ストランド１２を取り上げて、切断装置４５によって保持された繊維ストランド１２を切断するのに適されている。この目的のために、把持固定装置４０は二つの把持ジョー間に繊維ストランド１２を固定するのに適した二つの把持ジョー４２の駆動部である空気シリンダ４１を備えている。把持ジョー４２間に発生された保持力は、システムが繊維ストランド１２により働いた３０ｋｇまでの引張り荷重に容易に抵抗できるような割合である。切断装置４５は繊維ストランド１２を切断する空気中心合せアクチュエータ４８によって直線的に駆動されるのに適したブレードをもつ。

全分離装置３０は支持アーム３１或いは支持フレームによってフィラメント巻取り装置１０の供給装置１１に固定され、そのフレーム端に把持装置４０と切断装置４５が据付けられている。供給装置１１の前に位置した下ジョー３３は分離装置が基礎部材２０の駆動軸２２に垂直な平面で揺動できるのに対して、上ジョー３４は支持アーム３１の長手方向軸線Ｌの周りに把持装置４０と切断装置４５の揺動をできる。

切断された繊維ストランド１２を新たな基礎部材２０に取り付けることは、結束装置５０によって実現され、その装置のかなり簡略された例示が図３に示されいる。基礎部材２０の駆動軸２５上の非接触配列において、結束装置５０はプラスチックシリンダ２２の極性キャップ２４に直接に隣接して、繊維ストランド１２を取り上げて固定するために二つの湾曲保持ジョー５２から成る。保持ジョー５２は空気作動シリンダ５４（ここに示されない）で作用されるレバー５３によって開閉される。

図４は、分離装置３０と結束装置５０を介してシステム成分と一緒に繊維ストランド１２を分離結束する手段を示す。両装置はそれらが巻取り処理中に占める位置に例示される。分離装置３０はプラスチックシリンダ２２上の供給装置１１によって提供されるのに対して、結束装置５０は極性キャップ２４の前に位置されている。

巻取り作用は、例えばおよそ８分かかる。それは僅かな供給により創られた幾らかな半径方向巻きによって終了されるので、繊維ストランド１２が好ましくはプラスチックシリンダ２２或いは完全に巻かれた包装体７０の長手方向中心において（図５を参照）マンドレル２５の軸線に対して９０度の角度で終わる。

繊維ストランド１２から完全に巻かれた包装体７０を分離するために、分離装置３０と一体の供給装置１１は、把持装置４０と切断装置４５が巻かれた包装体７０の両側にくるまでｚ軸線に沿ってある距離を後方へ移行する。その位置から、それらはおよそ９０°だけ上ジョー３４によって揺動され、その作用位置へもたらされ、把持装置４０はその把持ジョー４２と繊維ストランド１２上の接触外にあり、その把持ジョー４２がフィラメントへの損傷や樹脂の不注意な剥ぎ取りを防ぐように開放されている。

上から見られた繊維ストランド１２が把持ジョー４２を閉じることによって取り上げられる例えば３．５ｃｍの幅を有する真直なテープであり、その位置で非積極的方法で把持装置４０により保たれることがわかる。それで、把持装置は切断装置４５により切断されることができる繊維ストランド１２の固定装置として作用する。その処理工程において、ロービング１２の高引張応力は、把持装置４０により且つそれで分離装置３０により吸収される。

切断ステージは図６に例示されている。ブレード４６は繊維ストランド１２へ移動して個々のロービングを切断する。今繊維ストランド１２は包装側面端１３を有するのに対して、残りの繊維ストランド１２が把持装置４０にしっかりと固定されたままである。図７から明らかであるように、繊維ストランドの包装側面端１３はブレード４６が移動するときに弾性ストリッパーによって巻かれた包装体７０に平らに設置される。ストリッパー４７は好ましくは切断棒（特定されていない）に固定されたゴムリップ或いはプラスチックリップである。ブレード４６による切断作用後に前記切断棒は短時間に下位置に保持される、一方スピンドル軸（ｘ軸線）は端１３を一様に固定するために二巻きだけ巻かれた包装体２２／７０を回転する。

完全に巻かれた包装体７０を取り外すために、次の作業工程は、即ちｙ方向における（図８を参照）繊維ストランド１２の交差運動から成る。今、繰り出し目１６と一体の横断アーム１７と分離装置３０はフィラメント巻取り装置１０とその駆動支持体の片側から他方の側へ移動され、新たなプラスチックシリンダ２２が準備されている。分離装置３０によってまだ保持される切断繊維ストランド１２の自由端は、まだ閉鎖されている結束装置５０上に供給装置１１により配置されている（図９を参照）。

作動シリンダ５４によって保持ジョー５２の開放後に、繊維ストランド１２は供給装置１１と分離装置３０によって僅かな隙間をもって結束装置５０に導入される。続いて保持ジョー５２が閉鎖され、繊維ストランドの端１４は非積極的方法で結束装置５０によって固定される。

保持ジョー５２の至急閉鎖により生じた自由端１４の望ましからぬオーバーランを回避するために、分離装置は支持アーム３１に一体化されたジョイント３３によって図１０に示されるように、下方に傾斜されている。

一旦繊維ストランドの端１４が保持ジョー５２にぎゅっと締められると、把持装置４０の把持ジョー４２が繊維ストランド１２を解放するために開放する。次に、分離装置３０は作業地域の外へジョイント３３と３４によって揺動されて、その初期位置へ後方に揺動される（図４を参照）。

今、システムが初期位置にあり、新たな巻取り作用を開始する。最初に、巻取り軸（ｘ軸線）はｙ方向とｚ方向における繰り出し目１６と分離装置３０を位置決めする供給装置１１と同期的に回転する。最初に、ロービング１２は繰り出し目１６から極端キャップ２４の接線までの通路を閉塞するが、しかし、プラスチックシリンダ２２の僅かな回転後に、ロービング１２はロービング三角形をカバーする（図４を参照）。その後に最初の巻取りの付着性は結束装置５０の保持ジョー５２を緩めるために十分であり、それにより巻取り作用が任意の障害なしに継続する。

新たなプラスチックシリンダ２２が巻かれている間に、フィラメント巻取り装置１０の他の側における既に完全に巻かれた包装体７０は取り外され、新たな基礎部材２０により交換される。

複合繊維、繊維束などを分離結束するシステムは次の機能とユニットを与えるように設計されることが注目される：
Ｂ１ 分離は繊維ストランド１２を分離すること及び繊維ストランド１２を輸送するこ とと同様につかみと保持によって繊維ストランド１２を固定する機能をもつ。
Ｂ２ 結束は繊維ストランドを通過させて繊維ストランドを結束する。
Ｂ３ 前記ユニットの駆動
Ｂ４ ユニット１）と２）の処理用の運動学

少なくとも２３時間と特に２００ｍｍ以下の低い高さの長い使用寿命を有する分離装置４５は各２４００テクスまでの８本のロービングまでの繊維ストランド１２を切断するために必要される。それ故に、ブレード４６のために、使用は互いを通し滑走する剪断バーから、パッドに押圧されたブレードから、或いは作動シリンダ４２により発生された相対運動によりロービングを切断するために互いに鋭角に配向された２本のカッターから形成され、繊維ストランド１２が自動的に中心合せされる。選択的に、回転メスが使用されるか、或いは繊維ストランド１２が鋸により切断される。

種々の把持保持システムはユニットＢ１とＢ２において固定手順で使用される。分離装置３０の把持装置４０のために、使用は好ましくは空気平行グリッパー或いは互いに押圧されるようになった二つの平行面ジョーから形成されている。結束装置５０は好ましくは互いに押圧されるように位置した二つの半シェルから成る。その場合には、重要な選択基準は作用信頼性と同様に全据付け寸法と必要空間である。しかしながら、価格は意味のある役割を演じる。それ故に、自動施錠固定装置が考慮され得る。

把持保持装置の効率はその表面構造により十分に決定されて、把持保持ジョーの粗さとグリップと同様にそれぞれ形状と幾何学に依存する。その理由のために、把持装置４０の把持ジョー４２は好ましくは長方形且つ平らであり、製造を容易にする滑らかな把持ジョー面から成る。態様はくさび形状或いは屋根形状ジョーを包含する。選択的に、表面は窪みなったゴム或いは細胞ゴムを備えている。結合ユニットは湾曲ジョー、特に半円ジョーから成る。二つの基礎材料、テフロン（登録商標）と金属の組合せは有益であり、樹脂含有領域がぎざぎざ溝を有する。金属及び／又はテフロン（登録商標）から形成されたぎざぎざジョーを使用することはロービング１２を大切に包装できる。

従来のローラ軸受と滑り軸受は、好ましくはグリースがなく且つ任意のガスケットなしに可動部材を支持するよう位置されている。アセトンに溶解された樹脂が例えばフィラメント巻取り装置を清掃する間にガスケット下でゆっくりと侵入されることが阻止されるべきであるので、開放軸受が容易に清掃さるから、開放軸受が好まれる。

ユニットＢ３に関して、フィラメント巻取り装置は一般に電気及び／又は空気駆動部から成る。それ故に、この発明によるシステムはその効率と信頼性によってそのような駆動部を備えている。

運動学構造（ユニットＢ４）は、分離／結束装置３０，５０が巻取りコアの直径内になく、一方、繊維ストランドが巻かれるが、しかしシステムがマンドレル軸線２５へ移動される様な形式に設計されなければならない。その結果、傾斜可能な分離装置３０はいつもマンドレルの後にある。しかしながら、中央制御ロッド（図示なし）が分離装置３０及び／又は結束装置５０を上下に移動することが想像できる。しかしながら、好ましくは、結束装置はそれぞれにマンドレル或いは巻かれた包装体２０の極端キャップ２４と直接に係合するか、或いはそれはマンドレル或いは巻かれた包装体２０の周りの中心に回転する。

この発明の他の実施態様は図１１と図１２から明らかである。結束装置５０はベース板５１によって旋盤のチャック（詳細に描かれてない）に固定される。上保持ジョー５２は、釣合い運動できるために軸５６の周りに揺動できる空気シリンダ５４によって軸５５に配列されたアングルレバー５３を介して作動される。

横方向図において、分離装置３０は切断前のその位置に描かれる。旋回と回転ジョイント３３、３４の周りの把持装置４０と切断装置４５の運動は、ソレノイド弁（見ることできない）を介してシステムの圧縮空気供給ユニットと接続された空気駆動部４９によって実現される。

この発明のシステムの試験は把持機構４０、５０が完全にすべてのロービングを取り上げたことを示していた。乾燥においてのみ、今だ含浸されていない繊維ストランド１２、いくらかの個々のフィラメントが高引張応力にさらされるときに把持装置から引き出されるのに対して、含浸された繊維ストランド１２がすべてフィラメントを保持した。ロービングを保持するも、切断するも漏れ樹脂による任意の汚染を生じなかった、すべての切断作用が申し分のない明確な切断により実現される。分離装置３０が作業地域へ揺動されたときに、繊維ストランド１２が決して接触されなく、即ち接触がない、そして繊維ストランドは分離装置から結束装置まで（即ち３０から５０まで）全く困難なしに伝達されたので、次の巻取り作用が６０ｍ／min の巻取り速度でさえ適正に実行された。

この発明の今だ他の実施態様は次の方法工程から成る：
ａ）巻かれた製品の完了後にフィラメント巻取り装置に位置された分離結束装置はその作用位置へ、例えば分離装置３０と結束装置５０が組合せられる位置へ揺動することによってもたらす工程と、そこで、組合せ分離結束ユニットは極性キャップ２４に配置された保持ジョー５２を包含しないが、しかし把持ジョー４２を備えた把持装置４０のみを有する；
ｂ）完全に巻かれた包装体から延びる繊維が把持されて、繊維ストランドの繊維がその予備張力を失われることなしに保持装置によって保持される工程と、
ｃ）固定ブレード或いは伝動ナイフが製品と保持装置の間で繊維を切断する工程と、
ｄ）製品から突き出す切断された繊維が製品を擦るために使用されるストリッパーによって製品上に円滑に設置されいる工程と、
ｅ）完成製品が取り除かれ、分離装置が隣接した新たな基礎部材に移動され、把持装置がさらに自由端の前の一部に繊維ストランドを保持するので、生産処理が任意の中断或いは手動介入なしに継続される工程と、
ｆ）分離結束ユニットのストリッパーに可能に固着する樹脂残部が新たに巻かれていない基礎部材（例えばプラスチック容器）の表面から剥がされて分布される工程と、
ｇ）把持装置に保持された繊維ストランドが新たな基礎部材の表面で樹脂に沈積される工程と、
ｈ）把持装置の同期化開放と一定角度だけ逆方向における新たな基礎部材の一定巻きとによって、繊維ストランドの自由端が好ましくは繊維の方向における繊維ストランドの自由端上を滑るストリッパー、例えばリップによって新たな基礎部材の表面に固定される工程と、
ｉ）一旦回転方向が変更されたならば、繊維ストランドの自由端が繊維張力なしに基礎部材の周りに巻取り方向において少なくともひと巻きによってループにされ、必要に応じて、表面と繊維上を滑るリップによって取付けられる工程と、
ｊ）初期固定後に、分離結束ユニットが揺動により作業地域から外へ揺動されるので、実際の巻取り処理が開始され得る工程と、
ｋ）その巻取り処理が終了されるときに、次の周期が方法工程ａ）により開始する工程。

この発明は幾つかの前記実施態様に制限されなく、しかし種々の方法に修正され得る。フィラメント巻取り装置１０において、含浸された繊維ストランド１２が回転で駆動された基礎部材２０に巻かれることがわかる。分離装置３０は繊維ストランド１２の端１３を切断して繊維ストランドを完全に巻かれた包装体７０に設置するように使用される。結束装置５０は繊維ストランド１２の自由端１４を次の基礎部材２０まで、好ましくは極端キャップ２４の付近に通過させる。弾性ストリッパー４７は、切断方向に多少垂直な巻かれた包装体７０に沿って運動するために切断装置４５のブレード４６に連動されている。分離装置３０は、結束装置５０により任意にモジュールとしてフィラメント据付け作業地域の内外へ揺動できる。巻かれた包装体７０の運動は分離装置３０と同期的に連結される。切断位置において、繊維ストランド１２は、好ましくは切断装置４５との組合せにおいて、フィラメント巻取り装置作業地域の内外へ揺動されるのに適した把持装置４０によって固定できる。

設計細部、空間配列や方法工程を包含する請求の範囲、詳細な説明や図面に開示されたすべての特徴と利点は、個々に且つ種々の組合せの両方にてこの発明に対する本質である。

フィラメント巻取り装置の強力に簡略化された概要図を示す。 繊維ストランドを分離結束するシステムの分離装置の概要横方向図を示す。 繊維ストランドを分離結束するシステムの結束装置の概要図を示す。 巻取り作用中に繊維ストランドを分離結束するシステムの前面図と横方向図を示す。 旋回された分離装置による巻取り作用後の図４のシステムを示す。 繊維ストランドが切断された後の図５の巻かれた包装体の前面図を示す。 繊維ストランドの包装体側面端が設置される及び／又は散布される図５の巻かれた包装体の前面図を示す。 二つの異なる位置における供給装置をもつフィラメント巻取り装置の部分平面図を示す。 分離装置の位置決め中に巻かれていないプラスチックシリンダの前面図を示す。 繊維ストランドが分離装置から結束装置まで通過される図９のプラスチックシリンダの前面図を示す。 結束装置の横方向図を示す。 分離装置の横方向図を示す。

符号の説明

Ｌ．．．．．長手方向軸線
１０．．．．フィラメント巻取り装置
１１．．．．供給装置
１２．．．．繊維ストランド
１３．．．．包装体側面端
１４．．．．繊維ストランドの自由端
１６．．．．繰り出し目
１７．．．．横断アーム
１８．．．．巻取り駆動部
２０．．．．基礎部材／巻かれた包装体
２２．．．．プラスチックシリンダ
２４．．．．極端キャップ
２５．．．．マンドレル
３０．．．．分離装置
３１．．．．支持アーム
３３．．．．下ジョイント
３４．．．．上ジョイント
４０．．．．把持装置
４１．．．．シリンダ
４２．．．．把持ジョー
４５．．．．切断装置
４６．．．．ブレード
４７．．．．ストリッパー
４８．．．．シリンダ
４９．．．．圧力シリンダ
５０．．．．結束装置
５１．．．．ベース板
５２．．．．保持ジョー
５３．．．．レバー
５４．．．．作動シリンダ
５５．．．．軸
５６．．．．軸
７０．．．．巻かれた包装体

Claims (26)

1. 回転駆動される基礎部材（２０）に巻かれるマトリックス材料を含浸された繊維ストランド（１２）の供給装置（１１）を備えた回転対称に巻かれた包装体（７０）を製造するフィラメント巻取り装置（１０）において複合繊維、繊維束などを分離結束するシステムにおいて、繊維ストランド（１２）を切断して繊維ストランド（１２）の包装側面端（１３）を完全に巻かれた包装体（７０）に接触させる少なくとも一つの分離装置（３０）と、繊維ストランド（１２）の自由端（１４）を隣接した新たに巻かれていない基礎部材（２０）に結束する少なくとも一つの結束装置（５０）とから成ることを特徴とするシステム。
2. 分離装置（３０）は少なくとも一つの切断装置（４５）から成ることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 分離装置（３０）は巻かれた包装体（２０）の周辺側面に移動案内される例えばゴムリップ或いはプラスチックリップの形態における少なくとも一つの弾性ストリッパー（４７）から成ることを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載のシステム。
4. ストリッパー（４７）は切断装置（４５）の切断方向に対してほぼ直角に配列されていることを特徴とする請求項２或いは請求項３に記載のシステム。
5. 切断装置（４５）とストリッパー（４７）の運動は巻かれた包装体（７０）の運動と同期的に連結されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 分離装置（３０）と結束装置（５０）はフィラメント巻取り装置（１０）の作業地域の内外へ揺動できることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 分離結束装置（３０，５０）は一つのモジュールを形成することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 結束装置（５０）は揺動できる形式に分離装置（３０）と連動されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のシステム。
9. 結束装置（５０）は巻かれた包装体（２０）の周辺に設置されるのに適した例えばゴムリップ或いはプラスチックリップによって少なくとも一つの別の弾性ストリッパー（４７）から成ることを特徴とする請求項７或いは請求項８に記載のシステム。
10. 別の弾性ストリッパーの運動は巻かれた包装体（２０）の運動と同期的に連結されていることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
11. 把持装置（４０）は繊維ストランドが切断される前に繊維ストランドを固定するために設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のシステム。
12. 把持装置（４０）はフィラメント巻取り装置（１０）の作業地域の内外へ揺動できることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のシステム。
13. 固定装置（４０）は分離装置（３０）及び／又は結束装置（５０）により一つのモジュールを形成することを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載のシステム。
14. フィラメント巻取り装置（１０）において複合繊維、繊維束などを分離結合する方法において、少なくとも一つの含浸された繊維ストランド（１２）は回転駆動される基礎部材（２０）に巻かれた後に分離装置（３０）により切断され、完全に巻かれた包装体（７０）の切断繊維（１３）は包装体に接触され、繊維ストランド（１２）は隣接した新たな基礎部材（２０）に引渡され且つ繊維ストランド（１２）の自由端（１４）により基礎部材に取り付けられることを特徴とする方法。
15. 切断繊維ストランド（１２）の包装側面端（１３）は繊維方向及び／又は巻取り方向において完全に巻かれた包装体（７０）に設置されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 完全に巻かれた包装体（７０）は、切断繊維が包装体に位置されて包装体に取り付けられながら巻取り方向において一定角度だけ回転されることを特徴とする請求項１４或いは請求項１５に記載の方法。
17. 繊維ストランド（１２）は基礎部材（２０）の周辺に取り付けられることを特徴とする請求項１４乃至請求項１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 繊維ストランド（１２）は基礎部材の巻取り方向と反対に基礎部材（２０）に位置されることを特徴とする請求項１４乃至請求項１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 基礎部材（２０）は繊維ストランド（１２）が基礎部材に結束されるときに巻取り方向と反対に一定角度だけ回転されることを特徴とする請求項１７或いは請求項１８に記載の方法。
20. 繊維ストランド（１２）の結束により、基礎部材（２０）は予備張力なしに繊維ストランド（１２）の少なくとも一つの完全巻付けを受けることを特徴とする請求項１４乃至請求項１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 繊維ストランド（１２）は測地線に沿って基礎部材（２０）に設置されることを特徴とする請求項１４乃至請求項２０のいずれか一項に記載の方法。
22. 繊維ストランド（１２）は基礎部材（２０）の極端キャップ（２４）の付近に付着されていることを特徴とする請求項１４乃至請求項２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 繊維ストランド（１２）の自由端（１４）は結束装置（５０）に固定されていることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 切断作用前に繊維ストランド（１２）は固定装置（４０）によって把持されて、切断位置に固定されていることを特徴とする請求項１４乃至請求項２３のいずれか一項に記載の方法。
25. 請求項１４乃至請求項２４のいずれか一項に記載の方法において、連続繊維ストランド（１２）は連続繊維張力下で組合せ分離結束ユニット（３０，４０，５０）により把持されて、完全に巻かれた包装体（７０）上で切断され、隣接した新たな基礎部材（２０）と連結されることを特徴とする方法。
26. 請求項１４乃至請求項２５のいずれか一項に記載のフィラメント巻取り装置（１０）において複合繊維、繊維束などを分離結束する方法において、次の方法工程ａ）−ｋ）、
    ａ）巻かれた製品（７０）の完了後に分離結束装置（３０，４０）が例えば巻かれた製品を作業地域へ揺動することによって作用位置へもたらす工程と、
    ｂ）完全に巻かれた包装体（７０）から延びる繊維が把持されて、繊維ストランド（１２）の繊維がその予備張力を失われることなしに保持装置（４０）によって保持される工程と、
    ｃ）固定ブレード或いは伝動ナイフ（４６）が巻かれた製品（７０）と保持装置（４０）の間で繊維を切断する工程と、
    ｄ）巻かれた製品（７０）から突き出す切断された繊維が製品を擦るために使用されるストリッパー（４７）によって製品（７０）上に円滑に設置されいる工程と、
    ｅ）完成製品（７０）が取り除かれ、分離結束装置（３０，４０）が隣接した新たな基礎部材（２０）に移動され、保持装置（４０）がさらに自由端の前の一部に繊維ストランド（１２）を保持するので、生産処理が任意の中断或いは手動介入なしに継続される工程と、
    ｆ）分離結束ユニット（３０，４０）のストリッパー（４７）に可能に固着する樹脂残部が新たに巻かれていない基礎部材（２０）の表面、例えばプラスチック容器から剥がされて分布される工程と、
    ｇ）保持装置（４０）に保持された繊維ストランド（１２）が樹脂の自由端（１４）により新たな基礎部材（２０）の表面に沈積される工程と、
    ｈ）保持装置（５０）を開放して一定角度だけ逆方向における新たな基礎部材（２０）の一定巻きによって、繊維ストランド（１２）の自由端（１４）が好ましくは繊維の方向における繊維ストランド（１２）の自由端（１８）上を滑るストリッパー（３８）、例えばリップによって新たな基礎部材（２０）の表面に固定される工程と、
    ｉ）一旦回転方向が変更されたならば、繊維ストランドの自由端（１８）が繊維張力なしに基礎部材（２０）の周りに巻取り方向において少なくともひと巻きによってループにされ、必要に応じて、表面と繊維上を滑るリップ（３８）によって取付けられる工程と、
    ｊ）初期固定後に、分離結束ユニット（３０，４０）がフィラメント巻取り装置（１０）における作業地域から外へ揺動されるので、実際の巻取り処理が開始され得る工程と、 ｋ）その巻取り処理が終了されるときに、次の周期が工程ａ）により開始する工程とから成ることを特徴とする方法。

Images