DE1596335B1 - Vorrichtung zum Aufspulen eines Glasfadeastranges oder Glasfase-Vergespinstes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Aufspulen eines Fadens oder Fadenstranges, und zwar insbesondere zum Aufspulen von gröberen Vorgespinsten, die als Verstärkung für gepreßte oder gegossene Kunststoffe verwendbar sind, bei dem dieser Faden oder Fadenstrang auf einen sich drehenden Träger aufgespult und währenddessen längs des Trägers hin- und hergeführt wird.

Es wurde schon lange angestrebt, frisch ausgezogene Glasfäden zu Strängen zusammenzufassen und diese sofort zu verhältnismäßig großen Packungen aufzuspulen. Es war jedoch bis jetzt schwierig, derartige große Packungen durch Aufspulen dieser Stränge auf einer Spannhülse oder dergleichen herzustellen, da stets die Gefahr besteht, daß die äußeren Windungen des Stranges von der Packung abgleiten. Bis jetzt wurde deshalb beim Aufspulen eine Wickelvorrichtung benutzt, die zu Packungen mit konischen Enden führte, um ein Abgleiten der außenliegcndcn Windungen des Stranges zu verhindern, was notwendigerweise zu einer Begrenzung der Größe der Strangpackungen führte.

Außerdem ist es ab und zu wünschenswert, die Glasfäden des Fadenbündels zur Erleichterung der weiteren Verarbeitung mit einer Schlichte oder dergleichen zu überziehen. Die das Bündel bildenden Fäden wurden mit einer hohen Vorschubgeschwindigkeit ausgezogen und von einer hin- und herlaufenden Querführung beim Aufspulen längs einer Spule hin- und hergeführt, was jedoch wegen der hohen Auszugsgeschwindigkeit mit einer solch hohen Frequenz vorgenommen wurde, daß die Fäden bis zu einem gewissen Grad Fasern bildeten, was die Qualität des Glasfadenbündels verschlechterte, da die Fasern notwendigerweise mit aufgewickelt wurden. Außerdem war es mit den seitherigen Verfahren nicht möglich, durch Spulen hergestellte Packungen mit senkrechten Stirnflächen sowie einem über die Länge der Packung gleichbleibenden Durchmesser zu erzielen.

Durch die Erfindung wird nun die Aufgabe gelöst, Ströme aus einem durch Erhitzen in einen fließfähigen Zustand gebrachten, vorzugsweise mineralischen, Materials, wie beispielsweise Glas, zu kontinuierlichen Fäden auszuziehen, diese zu einem Strang zusammenzufassen und diesen dann so zu einer Packung aufzuspulen, daß diese eine im wesentlichen zylindrische Gestalt mit ,zu ihrer Längsachse senkrechten, planparallelen Stirnflächen aufweist, so daß auch verhältnismäßig große Packungen in wirtschaftlicher Weise hergestellt werden können. Dabei wird der Fadenstrang während des Aufspulvorganges so hin- und hergeführt, daß die Packung eine zylindrische Form mit senkrechten Stirnflächen erhält, ohne daß dazu Abstützvorrichtungen für die Pakkungsenden erforderlich wären. Auch erlaubt es das erfindungsgemäße Verfahren, mit einer Schlichte oder dergleichen versehene kontinuierliche Fäden aufzuspulen, ohne daß sich ein Verkleben der Fäden miteinander ergibt. Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Vorrichtung besteht darin, daß beim Aufwickeln des Fadenstranges an den Enden der Packung ein besonders hoher Druck aufgebracht wird, was die Ausbildung der Packung in zylindrischer Form ermöglicht; außerdem wird die Geschwindigkeit einer sich hin- und herbewegenden Querführung für den Fadenstrang auf den augenblicklichen Durchmesser der Packung abgestimmt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders gut für das Aufspulen eines Fadens und eines Fadenstranges von gröberer Struktur geeignet, beispielsweise also für Vorgespinste. Solche Fäden haben auch einen größeren Durchmesser als die üblicherweise sehr dünn ausgezogenen Fäden, für die das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung selbstverständlich ebenfalls anwendbar sind. Verwendet werden solche Vorgespinste insbesondere zur Verstärkung von gepreßtem, gegossenem oder gezogenem Kunststoff, wobei die Fäden in der jeweils benötigten Länge wieder von der erhaltenen Packung abgeschnitten und in den geschmolzenen Kunststoff eingebettet werden. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß insbesondere für die Herstellung von diesen Vorgespinsten die Ausziehgeschwindigkeiten auch nicht so hoch sein müssen, wie das heute insbesondere bei der Herstellung von textlien Fasern angestrebt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung befindet sich die Querführung für den Fadenstrang stets in unmittelbarer Nähe der Umfangsfläche der durch Aufspulen hergestellten Packung, was durch einen die Packung abtastenden Fühler erreicht wird, der eine Steuervorrichtung für die Querführung steuert; diese bewegt dann die Querführung bei sich vergrößernder Packung in radialer Richtung nach außen. Diese Bewegung erfolgt schrittweise und nur in so kleinen Schritten, daß die Querführung stets nahe am Umfang der Packung angeordnet ist. Die Querführung dient, gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, auch zur Ausübung des Druckes auf die Endbereiche der Packung, so daß dort besonders kompakt aufgespult wird und infolgedessen eine zylindrische Packung entsteht.

Da nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die frisch ausgezogenen Glasfäden zu einem Strang zusammengefaßt und sofort aufgespult werden, gestattet bei entsprechender Fadenzahl und -dicke dieses Verfahren eine außerordentlich wirtschaftliche Glasfadenherstellung mit verhältnismäßig niedriger Auszugsgeschwindigkeit und langsamem Hin- und Herführen des Fadenstranges beim Aufspulen, so daß eine gegenseitige Abnutzung der Fäden beim Zusammenfassen und Aufspulen verhindert wird und infolgedessen Fadenstränge hoher Qualität bei niederen Herstellungskosten erzeugt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ferner dazu in der Lage, im Abstand von einer die Packung beim Aufspulen tragenden Hülse zu Beginn des Ausziehvorganges die Glasfäden zusammenzufassen, bis eine im wesentlichen konstante Ausziehgeschwindigkeit aufrechterhalten werden kann und sich infolgedessen Glasfäden gleichförmiger Dicke ergeben.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung das Zurückführen der Querführung für den Fadenstrang in ihre Ausgangslage nach Vollendung eines Aufspulvorganges, um so zu Beginn der Herstellung einer neuen Packung die Querführung in die richtige Lage zu bringen.

Der Fühler zur Steuerung der Querführung ist so ausgebildet, daß ein vorbestimmter, sich beim Vergrößern der Packung ergebender Anpreßdruck eine radiale Verstellung der Querführung auslöst, und es ist besonders vorteilhaft, diesen Fühler zusammen

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mit der Querführung während des Aufspulvorganges ein hoher Glasdurchsatz, so daß die Herstellungslängs der Packung hin- und herzuführen. kosten verhältnismäßig niedrig sind. Ein zweiter

Weitere, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin- Führungsschuh 25 kann an der Vorrichtung für den dung darstellende Merkmale ergeben sich aus den Strang 22 vorgesehen sein. Außerdem können Sprüh-Patentansprüchen und/oder der Erläuterung eines 5 düsen 23 dazu dienen, Wasser auf die frisch gebil-Ausführungsbeispieles einer erfmdungsgemäßen Vor- deten Fäden aufzusprühen.

richtung in Beschreibung und Zeichnung; dieses Aus- Obwohl es bevorzugt wird, den Strang lediglich

führungsbeispiel stellt eine besonders zweckmäßige unter Aufsprühen von Wasser zu bilden, ist es ab Konstruktion dar, so daß auch die Ausbildung seiner und zu je nach dem Verwendungszweck wünschens-Einzelteile als mit zur Erfindung gehörig betrachtet ίο wert, ein Gleitmittel oder eine andere Überzugswerden muß. Es zeigt schicht auf die Fäden aufzubringen. Zu diesem F i g. 1 eine halbschematische Frontansicht einer Zweck trägt ein Vorratsbehälter 26 eine Auftragungseriindungsgemäßen Vorrichtung zur Bildung von vorrichtung (Fig. 2), die ein endloses Band sein Fäden aus beim Erhitzen fließenden Material sowie kann, das teilweise in ein im Vorratsbehälter entzum Aufspulen von Fadenbündeln; 15 haltenes Beschichtungsmittel eingetaucht wird, wor-F i g. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß auf die Fäden an diesem Band entlangstreifen und Fig. 1, so mit einem dünnen Überzug versehen werden.

F i g. 3 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Der Strang 22 wird dann mittels einer Wickel-

Querführung für das Fadenbündel, maschine 32 zu einer Packung 35 aufgespult, die auf

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 3, 20 einer Hülse 34 gebildet wird, welche auf einen dreh-F i g. 5 eine Draufsicht auf ein Endteilstück der in baren Spanndorn 36 aufgeschoben ist. Durch das Auf-F i g. 3 dargestellten Querführung, spulen des Stranges zu einer Packung werden die Glas-

F i g. 6 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ströme 18 zu Fäden 20 ausgezogen. Der Spanndorn gewickelte Packung mit einer Darstellung des Wickel- 36 wird von einem Elektromotor 38 innerhalb eines Vorganges in den Endbereichen der Packung, 25 Gehäuses 40 der Wickelmaschine in Drehung versetzt.

F i g. 7 eine schaubildliche Darstellung einer erfin- Die Umlaufgeschwindigkeit des Elektromotors 38

dungsgemäß gewickelten Packung und wird so variiert, wie dies im folgenden beschrieben

F i g. 8 ein schematisches Schaltbild der erfindungs- wird, um die Drehzahl des Spanndorns 36 beim Angemäßen Vorrichtung. wachsen des Durchmessers der Packung 35 so zu Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren sowie 30 verringern, daß das Ausziehen der Fäden mit im die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens wesentlichen konstanter Ausziehgeschwindigkeit erbesonders zur Herstellung und Verarbeitung von iolgt, so daß sich gleichmäßig dicke Fäden ergeben. Glasfasern geeignet sind, gestattet die Erfindung auch Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht die Verarbeitung anderer fadenbildender Stoffe. im Verfahren sowie in einer Vorrichtung zum Hin-Gemäß den F i g. 1 und 2 hat das dargestellte Aus- 35 und Herführen des Stranges beim Aufspulen zu führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich- einer Packung, wobei sich gemäß der Erfindung eine tung eine Düsenwanne 10, die mit einem nicht dar- Querführung stets nahe am Umfang befindet, damit gestellten Vorkammerofen gekoppelt sein kann, dem der Strang beim Aufspulen gleichmäßig über die geschmolzenes Glas von einem Schmelzofen züge- Packung verteilt und die Packung in ihren Endführt werden kann. Die Düsenwanne hat an ihren bei- 40 bereichen besonders kompakt wird, den Stirnseiten Anschlußflansche 12 zum Anschluß an Das erfindungsgemäße Verfahren sieht ein mögeine Stromquelle, damit das in der Düsenwanne ent- liehst festes Aufwickeln des Stranges im Bereich der haltene Material auf der richtigen Temperatur und Vis- Packungsenden, d.h. dort vor, wo die Querführung kosität zum Bilden der Fäden gehalten werden kann. ihre Bewegungsrichtung umkehrt, so daß eine Pak-Eine Bodenplatte 14 der Düsenwanne 10 hat eine 45 kung mit planparallelen und senkrecht zur Längsgroße Anzahl von sich nach unten erstreckenden achse der Packung angeordneten Stirnflächen ent-Düsenkcrpern 16, durch deren Öfi'nungen hindurch steht und die Nachteile der bisherigen Packungen Glasströme 18 fließen, die dann jeweils zu kon- mit ihren abgestuften Endbereichen vermieden wertinuierlichen Fäden 20 ausgezogen v/erden. Gemäß den; bei einer erfindungsgemäßen Packung neigen der Erfindung wird ein Strang 22 durch Zusammen- 50 die Windungen im Bereich der Packungsenden nicht fassen einer großen Zahl von Fäden 20 unmittelbar zum Abgleiten, und die Packung wird ohne Abstütunter der Düsenwanne 10 gebildet, wobei die Glas- zungen für die Stirnflächen der Packung gebildet, fäden beim Zusammenfassen durch einen Sammel- Die Querführung für den Strang ist an einem Tragschuh 24 nicht verdrillt werden. arm 60 montiert (F i g. 1 bis 4), der ein Querrohr 62 Ein solcher Strang umfaßt wenigstens tausend 55 aufweist, in dem ein Querführungszylinder 64 dreh-Einzelfäden, vorzugsweise zweitausend oder mehr bar gelagert ist.

solcher Fäden, die gleichzeitig aus den der Düsen- Dieser Querführungszylinder 64 hat eine in sich

wanne 10 entströmenden Glasströmen ausgezogen geschlossene Steuernut 66 zum Hin- und Herführen werden. Die einzelnen Fäden haben einen mittleren eines Querführungsgliedes 68. Die Längsachse des Durchmesser von 5 · 10~³ mm oder mehr. Die große 60 Querführungszylinders 64 ist parallel zur Drehachse Zahl der den Strang bildenden Fäden sowie ihre des Spanndorns 36.

Stärke ermöglicht es, daß das Ausziehen der Das Querführungsglied 68, das aus Metall oder

Fäden mit einer verhältnismäßig geringen Auszieh- aus einem steifen Kunstharz sein kann, hat Quergeschwindigkeit von ungefähr 22,5 m/sec vorge- führungsnuten 70, in die Führungsstege 72 des Quernommen wird, so daß auch das Hin- und Her- 65 rohres 62 eingreifen, die parallel zur Längsachse des führen des Stranges beim Aufspulen mit verhältnis- Querführungszylinders 64 sind, so daß das Quermäßig niedrigen Geschwindigkeiten erfolgen kann. führungsglied 68 längs der Führungsstege 72 hin-Infolge der hohen Fadenzahl ergibt sich trotzdem und herverschoben werden kann.

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Das Querführungsglied 68 ist mit einem Kurven- sam drehender Synchronmotor mit einer Drehzahl

abtaster 74 von bogenförmiger Gestalt versehen, der von etwa 70 U/min. Das Getriebe 106 kann z. B. ein in die Steuernut 66 eingreift; er hat einen Zapfen- Planetengetriebe als Untersetzungsgetriebe aufweisen, ansatz 76, der drehbar im Querf ührungsglied 68 ge- obwohl auch ein Untersetzungsgetriebe anderer Baulagert ist, wie dies die F i g. 4 zeigt, so daß der 5 art zwischen dem Tragarm 60 und dem Elektromotor Kurvenabtaster 74 bezüglich des Querführungs- 110 vorgesehen werden kann. Für diesen Motor ist gliedes 68 an Umkehrbereichen 66' der Steuernut 66 in dessen Speiseschaltung eine Schaltvorrichtung einschwenkbar ist. Das Querführungsglied 68 hat ferner geschaltet, die den Motor bei sich vergrößerndem einen Führungsschuh 78 für den Strang 22, der Packungsdurchmesser zeitweilig einschaltet, um den außerdem dazu dient, ein kompaktes Aufwickeln des io Tragarm 60 zu verstellen.

Stranges im Bereich der Enden der Packung herbei- Das Querführungsglied 68 trägt einen Mikro-

zuführen und außerdem das Anwachsen des Pak- schalter 118, dessen Schaltstößel 120 mit dem Schaft kungsdurchmessers abzutasten. 82 fluchtet. Das Polster 68 des Führungsschuhs 78

Der Führungsschuh 78 hat eine Platte 80, die mit liegt gegen die sich vergrößernde Packung an und einem in Öffnungen von Stegen 83 und 84 des Quer- 15 bildet so den Fühler für die Verstellung des Tragführungsgliedes 68 verschiebbar angeordneten Schaft armes 60 bei sich vergrößerndem Packungsdurch-82 versehen ist. Die Platte 80 trägt ein Polster 86 messer; ist dieser so stark angewachsen, daß das aus einem geeigneten Werkstoff, das mit einem Polster 68 mit dem Schaft 82 den Mikroschalter 118 Schlitz 78 zur Aufnahme des Stranges 22 versehen betätigt, so wird der Elektromotor 110 in Gang geist, um diesen während des Aufspulvorganges längs 20 setzt und verschwenkt den Tragarm 60 um die Achse der Packung hin- und herzuführen. Ein vom Schaft der Welle 99 geringfügig nach außen. Die Dauer der 82 getragener Anschlagstift 88 begrenzt die äußere durch Schließen des Mikroschalters 118 eingeleiteten Lage des Polsters 86. Um das Querführungsglied in Drehung des Elektromotors 110 wird von einem Zeit-Richtung auf den Umfang der Packung 35 vorzu- relais 122 bestimmt (Fig. 8), so daß der Führungsspannen, ist zwischen dem Steg 84 und einer Ring- 25 schuh 78 schrittweise stets geringfügig von der Pakscheibe 92, die gegen den Anschlagstift 88 anliegt, kung abgehoben wird; eine solche Verstellung findet eine Druckfeder 90 vorgesehen. Wie die F i g. 2 und 3 stets dann statt, wenn die sich vergrößernde Packung zeigen, hat der im Querrohr 62 des Tragarmes 60 in radialer Richtung einen genügend großen Druck drehbare Querführungszylinder 64 einen Wellen- auf das Polster 86 ausübt, um die Druckfeder 90 ansatz 94, der mit einer Riemenscheibe 95 od. dgl. 30 zusammenzupressen, so daß dann der Schaft 82 den versehen ist, um diesen Wellenansatz schlupffrei Schaltstößel 120 des Mikroschalters betätigt, mittels eines Treibriemens 96 od. dgl. an eine zweite Es ist vorteilhaft, wenn die Speiseschaltung für das

Riemenscheibe 98 od. dgl. anzukuppeln, die auf einer Abheben des Tragarmes 60 dann eingeschaltet ist, Welle 99 montiert ist. Diese wird über ein Getriebe wenn sich der Führungsschuh 78 im Bereich der 100 von einem Elektromotor 102 angetrieben oder ist 35 Enden der Packung befindet. Zu diesem Zweck schlupffrei mit dem Elektromotor 38 gekuppelt, um enthält die Speiseschaltung im Stromweg des Mikroein konstantes Antriebsverhältnis zu schaffen. Die schalters eine Kontaktfeder 124, die gegen jeweils Welle 99 erstreckt sich durch einen Hülsenansatz 104 einen Kontakt 126 angelegt werden kann, die an den des Tragarmes 60 hindurch, der in im Gehäuse 40 Umkehrbereichen 66' an den Enden der Steuernut 66 montierten und nicht dargestellten Lagern gelagert 40 angeordnet und gegenüber dem Querrohr 62 elekist. Auf diese Weise kann der Querführungszylinder trisch isoliert sind.

64 vom Elektromotor 102 oder durch andere An- Diese Konstruktion führt dazu, daß die Kontakttriebsmittel unabhängig von der relativen Lage des feder 124 bei jeder Umkehrbewegungsrichtung des Tragarmes 60 in Drehung versetzt werden. Das Querführungsgliedes 68 über eine kurze Strecke einen Querführungsglied wird bei verhältnismäßig niedriger 45 der Kontakte 126 berührt. Infolgedessen wird die Auszugsgeschwindigkeit der Fäden verhältnismäßig Speiseschaltung stets dann geschlossen, wenn das langsam hin- und hergeführt, wodurch im wesent- Querführungsglied 68 eine solche Lage einnimmt, liehen ein gegenseitiger Abrieb und Verschleiß der daß die Kontaktfeder 124 einen der Kontakte 126 Fäden und damit eine Verschlechterung der Eigen- berührt. Ein zweiter nicht dargestellter Kontaktsatz, schäften des Stranges durch die Querführung beim 50 der den Teilen 124 und 126 entspricht, ist für den Aufspulen vermieden werden. anderen mit dem Mikroschalter 118 verbundenen

Gemäß der Erfindung wird der Führungsschuh 78 Stromleiter vorgesehen.

stets nahe am Umfang der Packung gehalten, und zu Im Betrieb wird das Querführungsglied 68 über die

diesem Zweck ist eine von einem den Durchmesser ganze Länge der Steuernut 66 in einer ersten Richder Packung abtastenden Fühler gesteuerte Steuerung 55 tung entlanggeführt, bis sich die Bewegungsrichtung zur entsprechenden Einstellung des Tragarmes 60 in einem Umkehrbereich 66 umkehrt, worauf das vorgesehen, um dessen Lage der Vergrößerung der Querführungsglied 68 in der anderen Richtung Packung anzupassen, wobei gleichzeitig während der ununterbrochen bis zum anderen Umkehrbereich 66' Bildung der Packung der Führungsschuh 78 gleich verschoben wird, nahe am Umfang der Packung gehalten wird. 60 Durch dieses Aufspulverfahren kreuzen sich die

Zu diesem Zweck kann der Tragarm 60 zusammen aneinanderfolgenden Lagen der Wicklung nicht, mit dem Führungsschuh 78 beim Anwachsen des sondern die Windungen aufeinanderfolgender Wick-Packungsdurchmessers verschwenkt werden. Wie die lungslagen weisen dieselbe Wicklungsrichtung auf, F i g. 2 zeigt, ist der Hülsenansatz 104 des Tragarmes obwohl sie längs der Packung in verschiedenen Richüber ein ein Untersetzungsgetriebe 108 einschlie- 65 tungen fortlaufend gewickelt worden sind, ßendes Getriebe 106 mit einem Elektromotor 110 ge- Es wurde festgestellt, daß sich beim Aufspulen

koppelt. eines Fadenstranges zu einer Packung ohne Aus-

Der Elektromotor 110 ist ein verhältnismäßig lang- übung eines radialen Druckes auf die Packung in

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* deren Endbereichen leicht Endwülste 30 bilden, wie gestellt). Zweck der Strangaufnehmerrolle 160 ist es, dies in F i g. 6 in gestrichelten Linien dargestellt ist, zu Beginn des Ausziehvorganges sowie während des die die Gefahr des Abgleitens der außenliegenden Zeitraumes, in dem eine volle Packung abgenommen * Windungen des Stranges von der Packung erhöhen. und eine neue Hülse aufgesteckt wird, eine gleich-Deshalb wird gemäß der Erfindung beim Auf- 5 mäßige Auszugsgeschwindigkeit für die Fäden zu spulen eines Fadenstranges zu einer Packung diese in garantieren, so daß die thermischen Betriebsbedinihren Endbereichen besonders kompakt gewickelt, gungen in der Düsenwanne 10 innerhalb dieser Zeit was mit Hilfe des Führungsschuhs 78 gelingt. Die den nicht negativ beeinflußt werden. Schaft82 umgebende Druckfeder 90 übt beim Auf- Die Fig. 8 zeigt eine Schaltung für die verschie-

spulen des Fadenstranges auf diesen im Bereich der io denen Elektromotoren, die auch eine Programm-Enden der Packung einen so großen radialen Druck steuerung 165 für die Steuerung der Umlaufgeschwinaus, daß dort besonders fest aufgewickelt wird und digkeit des den Spanndorn antreibenden Elektroinfolgedessen eine Packung zylindrischer Form ent- motors 38 sowie des Elektromotors 102 für die Quersteht, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist, die plan- führung aufweist; diese Programmsteuerung steuert parallele, senkrechte Stirnflächen 132 hat. 15 außerdem den Strom für den Elektromotor 110 des

Zur Verdeutlichung der Form einer erfmdungs- Querarmes. Eine für die erfindungsgemäße Vorrichgemäßen Packung zeigt die Fig. 7 ein gegen die tung verwendbare Programmsteuerung ist in der Packung angelegtes Winkelmaß 133. Das erfindungs- USA.-Patentschrift 3 109 602 beschrieben, die dazu gemäße Verfahren gestattet also die Wicklung einer geeignet ist, die Umlaufgeschwindigkeit des den zylindrischen Packung mit zu ihrer Längsachse senk- 20 Spanndorn antreibenden Elektromotors 38 nach und rechten, planparallelen Stirnflächen ohne die Ver- nach zu vermindern, wenn der Packungsdurchmesser Wendung von Abstützvorrichtungen für diese Stirn- ' beim Aufwickeln zunimmt; in gleicher Weise wird flächen beim Aufspulen. Die entstehende Packung ist ' die Umlaufgeschwindigkeit des Elektromotors 102 für selbsttragend, und nach ihrer Fertigstellung und nach die Querführung vermindert, damit das Wickelmuster dem Entfernen der Hülse 34, die zusammenklappbar 25 und die Orientierung der einzelnen Windungen des und mit geringer Wandstärke ausgebildet sein kann, Fadenstranges über die ganze Packung gleichbleiben; ist es möglich, den Fadenstrang zum Zwecke seiner Die Programmierung der Programmsteuerung ist so

Weiterverarbeitung aus dem Innern der Packung her- getroffen, daß eine im wesentlichen konstante Ausauszuziehen, zugsgeschwindigkeit für die Fäden während des ge-Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet ein 30 samten Aufspulvorganges beibehalten wird, damit völliges Abheben des Tragarmes 60 nach Vollendung sich Fäden gleichbleibender Stärke ergeben. Die der Packung, um deren Abnahme von der Wickel- gleichzeitig mit der Herabsetzung der Umlaufmaschine zu erleichtern, und es ist ferner möglich, den geschwindigkeit des Spanndorns vorgenommene Ver-Tragarm wieder nahe an eine leere, auf den Spann- minderung der Verschiebegeschwindigkeit der Querdorn aufgeschobene Hülse heranzuführen, wenn eine 35 führung fördert die Bildung einer Packung mit neue Packung gewickelt werden soll. zylindrischer Form und senkrechten, planparallelen Zu diesem Zweck ist innerhalb des Gehäuses 40 Stirnflächen. Zur Bildung derart geformter Packungen ein Zylinder 134 angeordnet, der in den F i g. 1 und 2 trägt auch wesentlich das Polster 86 bei, das unter gestrichelt dargestellt ist; er nimmt einen Kolben 135 dem Einfluß der Druckfeder 90 steht und infolgeauf, an dem eine Kolbenstange 136 befestigt ist, 40 dessen einen radialen Druck auf den Fadenstrang, welche wiederum an einer Verbindungsstelle 138 mit insbesondere beim Aufspulen im Bereich der Enden einem Betätigungsarm 140 gekoppelt wird, der an der Packung ausübt.

einem Ansatzstück 142 des Tragarmes 60 befestigt Um eine möglichst gute Führung des Fadenist. Der Zylinder 134 ist mit Rohrleitungen 144 und stranges beim Aufspulen zu erzielen, ist es vorteil- 146 zum Zuführen eines Druckmittels, wie beispiels- 45 haft, wenn das Polster 86 dauernd möglichst nahe weise Druckluft, versehen, so daß der Kolben in am Umfang der entstehenden Packung gehalten wird, beiden Richtungen verstellt werden kann, um das Diese vergrößert ihren Durchmesser laufend, so daß Querrohr 62 in Richtung auf den Spanndorn zu oder auch die Packung einen radialen Gegendruck auf das von diesem weg verschwenken zu können. Polster 86 ausübt und so die Druckfeder 90 nach und

Ferner ist es möglich, den Planetenring des Unter- 50 nach zusammendrückt. Schließlich betätigt der Setzungsgetriebes 108 zwischen dem Elektromotor Schaft 82 den Schaltstößel 120 des Mikroschalters 110 und der Welle 99 für den Antrieb des Quer- 118, so daß dieser geschlossen wird. In diesem führungszylinders 64 freizugeben. In dem darge- Zustand, d. h. also bei geschlossenem Mikror stellten Ausführungsbeispiel ist ein Zylinder 150 an- schalter 118, berührt die Kontaktfeder 124 einen geordnet, der einen Kolben und eine Kolbenstange 55 der Kontakte 126, wenn sich das Querführungszur Betätigung einer nicht dargestellten Kupplung für glied einem der Umkehrbereiche nähert, so daß der diesen Planetenring aufweist, damit auf diese Weise Schaltkreis über das Zeitrelais 122 geschlossen und die untersetzende Wirkung des Planetengetriebes auf- der Elektromotor 110 in Drehung versetzt wird, gehoben werden kann; durch ein in den Zylinder 134 Wegen des Untersetzungsgetriebes 108 bewirkt der eingeleitetes Druckmittel kann dann der Tragarm 60 60 Elektromotor 110 lediglich eine geringfügige Drehung unabhängig vom Elektromotor 110 und dem Unter- des Tragarmes 60 um die Welle 99 im, gemäß F i g. 1, Setzungsgetriebe 108 bewegt werden. Gegenuhrzeigersinn, um das Polster 86, das Quer-

Außerdem ist mittels im Gehäuse 40 angeordneten, führungsglied 68 und die zugeordneten Bauteile nicht dargestellten Lagern eine Strangaufnehmerrolle geringfügig vom Umfang der entstehenden Packung 160 gelagert, die von einem in Fig. 8 dargestellten 65 abzuheben. Das in Fig. 8 dargestellte Zeitrelais 122 Elektromotor 161 angetrieben wird, für dessen Ein- ist so ausgelegt, daß sich der Elektromotor 110 nur schaltung ein von einer Bedienungsperson betätigter so lange dreht, daß der Tragarm 60 und der Füh-Schalter vorgesehen ist (in der Zeichnung nicht dar- rungsschuh 78 soweit bewegt werden, um die Druck-

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feder 90 zu entspannen, wobei dann das Polster 86 nach wie vor gegen die Umfangsfläche der Packung anliegt oder von dieser keinen größeren Abstand als ungefähr 0,8 mm aufweist.

Der Aufspulvorgang wird dann in dieser Lage des Tragarmes 60 und des Querrohres 62 fortgesetzt, bis die sich vergrößernde Packung die Druckfeder 90 wiederum so weit zusammengedrückt hat, daß der Mikroschalter 118 betätigt wird; dieser schließt wieder den Schaltkreis für den Elektromotor 110 über das Zeitrelais 122, so daß der Tragarm 60 und das Polster 86 erneut justiert werden. Dieser Vorgang wiederholt sich bis zur Vollendung der Packung, so daß das Polster 86 stets gegen den Umfang der Packung anliegt oder nur einen geringfügigen Abstand von der Umfangsfläche aufweist.

Wenn die Packung ihre endgültige Größe erreicht hat, so drückt die Bedienungsperson einen Stoppschalter 167, so daß über die Programmsteuerung die Elektromotoren 32,102 und 161 stillgelegt werden. Nicht dargestellte, von einem Elektromagneten betätigte Ventile werden dabei ebenfalls betätigt, so daß ein Druckmittel in den in F i g. 2 dargestellten Zylinder ISO gelangt, um das als Planetengetriebe Untersetzungsgetriebe 108 vom Elektromotor 110 freizugeben; ferner wird gleichzeitig ein Druckmittel durch die Rohrleitung 146 hindurch in das rechte Ende des Zylinders 134 eingeleitet, so daß der sich verschiebende Kolben 135 den Tragarm in seine äußerste, von der Packung abgekehrte, Endlage verschwenkt.

Wenn die Packung zur Ruhe gekommen ist, bricht die Bedienungsperson den Fadenstrang ab und wickelt ihn mit seinem ankommenden Ende um die Strangaufnehmerrolle 160, die dann das Ausziehen der Faden fortsetzt. Dann wechselt die Bedienungsperson die vervollständigte Packung gegen eine neue Hülse aus, wobei sie einen Fußschalter 170 drückt, um ein Anlaufen des Elektromotors 38 und somit des Spanndorns 36 zu verhindern. Das Niederdrücken des Fußschalters bewirkt eine Betätigung von nicht dargestellten Ventilen, so daß Druckmittel in das linke Ende des Zylinders 134 eingeleitet wird, worauf der zugehörige Kolben den Tragarm im Uhrzeigersinn in seine innerste Endstellung verschwenkt, so daß das Polster 86 nahe an die leere Hülse herangefahren wird, wie dies gestrichelt in F i g. 1 dargestellt ist. Gleichzeitig wird der Luftdruck im Zylinder 150 abgebaut, so daß der Elektromotor 110 wieder mit dem Tragarm 60 gekoppelt ist.

Dann bricht die Bedienungsperson den fortlaufenden Fadenstrang ab, wickelt ihn einige Male um die leere Hülse und gibt dann den Fußschalter 170 frei, so daß der Elektromotor 38 den Spanndorn 36 antreibt und der Elektromotor 161 abgeschaltet wird.

Wenn der Spanndorn eine für das Ausziehen erforderliche Mindestumdrehungszahl erreicht hat, bringt die Bedienungsperson den Fadenstrang in den Bereich des Polster 86, so daß er von selbst in den Schlitz 87 gleitet und der Wickelvorgang in der beschriebenen Weise von vorn beginnen kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet die Herstellung von Packungen mit einem Gewicht bis zu ungefähr 40 kg, in denen die Fäden überall ungefähr unter derselben Zugspannung stehen. Dabei wird der Fadenstrang beim Aufwickeln nicht verdrillt. Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gestatten es auch, daß wenige Fäden zu Strängen zusammengefaßt werden können und trotzdem ein hoher Glasdurchsatz durch die Düsenwanne erzielt wird, so daß trotz niedriger Auszugsgeschwindigkeiten und lang- * samer Hin- und Herverschiebung des Fadenstranges eine wirtschaftliche Fertigung gewährleistet ist; das langsame Hin- und Herführen des Stranges verhindert außerdem ein Scheuern und demzufolge eine gegenseitige Abnutzung der Fäden beim Aufspulen. Eine erfindungsgemäße Packung kann leicht einem Trocknungsvorgang ausgesetzt oder mit einem Imprägniermittel beschichtet werden.

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufspulen eines Fadens oder Fadenstranges, insbesondere zum Aufspulen von gröberen Vorgespinsten, die als Verstärkung für gepreßte oder gegossene Kunststoffe verwendbar sind, bei dem dieser Faden oder Fadenstrang auf einen sich drehenden Träger aufgespult und währenddessen längs des Trägers hin- und hergeführt wird, dadurch gekennzeichnet, i daß der Faden oder Fadenstrang dicht an der jeweils äußersten Wicklung der entstehenden Packung hin- und hergeführt und in den Endbereichen der Packung zur Bildung planparalleler Stirnflächen an der Packung besonders kompakt gewickelt wird, indem beim Aufspulen in den Endbereichen der Packung ein radial nach innen gerichteter Druck auf den aufzuspulenden Faden oder Fadenstrang ausgeübt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfäden an einer ortsfesten Stelle zu einem Strang zusammengefaßt werden, der dann längs des Trägers hin- und hergeführt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden oder Fadenstrang mittels eines längs des Trägers nahe oder an der Umfangsfläche der entstehenden Packung hin- und herverschobenen Querführungsgliedes geführt wird, das entsprechend dem sich während des Aufspulvorganges vergrößernden Packungsdurchmessers von der " Drehachse des Trägers entfernt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 zum Aufspulen eines Fadenstranges aus aus einem geschmolzenem Werkstoff durch Ausziehen hergestellten Einzelfäden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden unmittelbar durch das Aufspulen des Fadenstranges ausgezogen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umdrehungszahl des Trägers bei anwachsendem Packungsdurchmesser so herabgesetzt wird, daß die Einzelfäden mit im wesentlichen konstanter Ausziehgeschwindigkeit hergestellt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hin- und Herführen des Fadenstranges bei sich vergrößerndem Packungsdurchmesser mit sich entsprechend der Umdrehungszahl des Trägers vermindernder Geschwindigkeit vorgenommen wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Querführungsglied während des Aufspulens schrittweise von der Drehachse des Trägers entfernt wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig ungefähr 2000 Glasfäden ohne Verdrillen zusammengefaßt und aufgespult werden.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausziehgeschwindigkeit der Einzelfäden ungefähr 20 m/sec beträgt.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der An-Sprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Querführungsglied (68) um eine zur Achse des Trägers parallele Achse drehbar und über eine von einem den momentanen Durchmesser der Packung abtastenden Fühler (bestehend aus Führungsschuh 78 und Mikroschalter 118) gesteuerte Verstellvorrichtung schwenkbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung unmittelbar einer Düsenwanne (10) zur Herstellung von Glasfasern nachgeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch einen das Querführungsglied (68) tragenden, an einem Gestell (40) ange-

lenkten Arm (60), in dem das Querführungsglied (68) in Richtung auf die Packung (35) verschiebbar gelagert ist, sowie durch eine das Querführungsglied in Richtung auf die Packung drükkende Feder (90).

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch ein abschaltbares Untersetzungsgetriebe (108), über das der Träger mit dem hin- und herschiebbaren Querführungsglied (68) gekoppelt ist.

14. Nach dem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 hergestellte Pakkung aus zu einem Fadenstrang zusammengefaßten Glasfäden, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenstrang nicht weniger als ungefähr 800 Glasfäden enthält, die nicht verdrillt und nicht miteinander verklebt sind.

15. Packung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Packung in ihren Endbereichen unter einem radial nach innen gerichteten Druck stehende Fadenstrangwindungen aufweist.

16. Packung nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch planparallele Stirnflächen.

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