DE1596662A1 - Nichtstarres Formrohr fuer Glasfasern - Google Patents

Description

Dipl.-lng. WILFRID RAECK - S 58 -

7 STUTTGART Mosersfraße 8 * Telefon 244003

Sonoco Products Company, Hartsville Ι South Carolina, USA

t! Formrohr für Glasfasern

Priorität: Vereinigte Staaten von Amerika Patentanmeldung vom 15. September 1966, Serial No. 586,910

Die Erfindung bezieht sich auf die verarbeitung von Glasfasermaterial, insbesondere auf einen als Formrohr bezeichneten Träger zum Aufwickeln frisch gesponnener Glasfaser oder -fSden.

Beim Spinnen von Glasfasern zur Verarbeitung in Textilmaterial, beispielsweise Garne o. dgl., wird geschmolzenes Glas durch kleine Perforationen einer als Spinndüse bezeichneten Platte in Form fortlaufender FSden gezogen, die bei Berührung alt der Luft erstarren. Diese kontinuierlich gezogenen Flden werden auf einen rohrförmigen Trlger in Form einer flexiblen zylindrischen Hülse aufgewickelt, die als Formrohr bezeichnet

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wird. Beim Glasfaser-Spinnvorgang befindet sich das Formrohr auf einer Spindel aufgeschoben, die mit hoher Drehzahl, häufig bei etwa 8000 bis 10 000 U/min und mehr, rotiert· Die aus der Spinndüse Kommenden Glasfaden werden deshalb auf das Rohr mit relativ grosser Lineargeschwindigkeit aufgewickelt, etwa bei 3000 bis 3700 m/min. Die Formrohr· werden nicht nur für diesen Aufwickelvorgang sondern auch für nachfolgende Auf- und Abspulvorginge benutzt.

Wegen der hohen Drehzahl und rauhen Bedingungen im Botrieb dieser Formrohr« «Assen sie erheblich· Widerstandsfestigkeit besitzen und sollten in ihrem Aufbau und dazu verwendetem Material relativ billig sein, sich andererseits jedoch zur lingeren bzw. mehrmaligen Benutzung eignen. Ferner mflss«n die Formrohr« an ihrer Aussenseite besonder· Eigenschaften aufweisen, die auf ihr« Anwendung zum Auf» und Abwickeln von Glasfasermaterial abgestimmt sind. Allgemein kann gesagt ward·«, dass solch· Rohr· «in· relativ glatt« Aussenfllch· besitzen sollten, damit sich die Glasfasern leicht abwickeln lassenj gleichzeitig sollte die AuesenfHch· jedoch eine ausreichend· Rauhigkeit besitzen, damit sich die Glasfasern ohne besondere Schwierigkeiten aufwickeln lassen. Zusltzlich sollten die Rohre ein !•iehtee Gewicht aufweisen, um Verformungen aufgrund von Zentrifugalkrlften zu vermeiden, die bei den genannten Drehzahlen erhebliche werte erreichen. Ferner sollten di« Formrohre eine hohe

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Wicloratanda festigkeit gegen Druckkräfte besitzen, die durch die fest aufgewickelten Pas err, entstehen« damit der Rohrquerschnitt in seiner Form auch nach dem Abziehen von der spindel erhalten bleibt. Andererseits ist eine ausreichend« FlexibilitSt und Elastizität erforderlich, damit die Rohre für weitere Verwendung leicht aua dem aufgewickelten Glasfaaerknauel herausgezogen werden können.

Zwei zur Herstellung solcher Formrohr« üblicherweise verwendet· !Materialien sind einfaches Papier oder Karton sowie Kunststoff, z.B. Polyethylen, die jedoch beide zum Teil unbefriedigende Eigenschaften besitzen. Obwohl ein allein aus gewöhnlich·« Karton bestehendes Formrohr ia allgemeinen zufriedenstellend bei seinem ersten Einsatz verwendbar ist, sind mangelnd· Festigkeit und mangelnde Flexibilität die Ursachen dafür« dass bei Weiterverwendung ein schneller Verfall einsetzt. Dieser schnelle Verfall von Formrohren aus Pappe oder Papier durfte in erster Linie darauf zurückzuführen sein, dass die Zellstoffasern aufgrund der Biege- und Knickvorgänge brechen. Formrohre aus Fasermaterial, wie Pappe und Papier, müssen deshalb nach kurzer oder einmaliger Benutzung ausgeschieden worden, was zu besonderen Kosten bzw. zur Verteuerung der Herstellung von Glasfasern fuhrt, selbst wenn oan die niedrigen Herstellungskosten solcher Papierrohre berücksichtigt. Formrohre aua Kunststoff sind zwar ebenfalls mit gewissen

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Erfolgen zur Anwendung gekommen; die starken Beanspruchungen führen jedoch häufig zu einem Aufplatzen der Formrohre als Folge der Zentrifugalkraft, wodurch nicht nur eine Gefahrenquelle, sondern auch eine erhebliche Verteuerung aufgrund der grossen Herstellungskosten von Kunststoffrohren entsteht.

Ziel der Erfindung ist deshalb ein neuartiges nicht starres Formrohr herzustellen, das beim Spulen oder Wickeln von Glasfaden oder -fasern angewendet wird. Das nicht starre Formrohr benutzt billige Materialien und ist aus Fasenaatcrial gestaltet, was kleine Gestehungskosten ergibt, eine einfache Herstellung auf einer üblichen Wendelrohr-Rohrwickelmaschine bedingt und eine besondere geeignete ÄufwickeloberflSche für GlaafSden ergibt. Hierzu wird eine Kombination von zwei Fasermaterialarten benutzt, die dahingehend zusammenwirkt, dass hoho Festigkeit und grosae Flexibilität gewährleistet sind und das Formrohr sich wiederholt verwenden liest.

Im allgemeinen werden die Merkmale der Erfindung erreicht durch einen schraubenförmigen Wickelvorgang von wenigstens einem Streifen aus faserhaltigen Material, wie beispieleweise Papier, in ein Papierrohr. Ein Streifen aus nicbt-gewebtem Textilmaterial, das mit einem geeigneten Harz getrinkt ist, wird anschllessend schraubenförmig über das Papierrohr

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gewickelt, vorauf man das Bar2 zaa Erhärten bringt. Das sich in der Lag© aus niehtgswebfcom Textilmaterial befindliche Harz bewirkt eine Klebverbindung mit dem darunterliegenden Papierrohr« Wenn das Harz abgebunden hat, umfasst das entstehen· do Formrohr scmit wenigstens eine innere schraubenförmig gov/icicelte Papierlage sowie eine Susaere Lags aus mit Hara getrSnktem'l^iliaterfal alt einer harten, ungleichmlssig rauhen, Susseren CberflSche. Das so hergestellte Fonarohx ist ausreichend flexibel, um in Längsrichtung soweit zuaasaengecirückt werden zu können, dass es aus eine» aufgewickelten Glasfaserknäuel herausgezogen werden Xann.

Der Gegenstand der Erfindung ist in seinem Aufbau und seiner Au3führung nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erlSutort. Darin coigti

Figur 1 eine »cheMitische Darstellung einer Itohrwicltei s» sr st— zur Ileretellung des rDraurohres nach der Erfindung.

Figur 2 «inen schnitt ltngs der Schnittlinie 2*2 in Via*? I,

Figur 3 in vergrößerter perspektivischer Darstellung das sdt der Maschine nach Figur JL gewickelte Rohr und

Figur 4 einen vergrößerten Querschnitt lings der Schnittlinie 4-4 in Figur 3 in der durch die Pfeile angegebenen Blickrichtung»

Figur 1 seigt schaaatisch den wesentlichen Aufbau einer wickelmaschine %2 tür schraubenförmig su wickelnde Aobre«

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d.h. auch für die Herstellung des Formrohres nacn der Erfindung. Ein solches Formrohr, das im Schnitt nach Figur mit 11 bezeichnet ist, eignet sich vorteilhaft zum Aufwickeln von frisch gesponnenen GlasfSden oder -fasern,,die aus der Spinndüse eines Glasschmelztiegels gezogen werden. Das Formrohr 11 nach der Erfindung kann jedoch auch bei andern Glasfaser-VerarbeitungsvorgSngen verwendet werden, z.B. beim Auf- und Abspulen usw.

Mit der Wickelmaschine 12 wird ein Wickelvorgang durchgeführt, durch den ein sich kontinuierlich in Richtung des Pfeiles I verlängernde» Rohr T entsteht. Das Rohr T wird in gewünschte LSngenabschnitte unterteilt, wobei die erfindungsgemlssen Formrohre 11 in nachfolgend beschriebener Weise entstehen.

Die Wickelmaschine 12 umfasst einen Rahmen 13, einen auf dem Rahmen abgestützten feststehenden Dorn 14, einen endlosen Riemen 1$, der zwei Riemenscheiben 17 uMchliesst, von denen wenigstens eine *ur Erzeugung der Drehbewegung und des Vorschubes des Rohres T wlhrend seiner Herstellung angetrieben ist, sowie eine Trennvorrichtung 18 zum Abschneiden des kontinuierlich gewickelten Rohres T in gleichmlssige Abschnitte vorbestimmter XJngen.

Beim Wickeln des fortlaufenden Rohres T wird wenigstens ein Streifen 21 aus faserhaltig·» Material oder Papier von einer Vorratsrolle 22 zunMchst auf den Dorn 14 aufgewickelt.

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Vorzugsweise werden zwei solcher Papierstreifen verwendet, wobei der zweite Streifen 23, der.von einer Vorratsrolle stammt, in versetzter Beziehung mit dem gleichen Wickelwinkel wie der Streifen 23 von der entgegengesetzten Seite auf den Dorn 14 aufgewickelt wird. Nach Figur 1 liegt der Winkel, in dem die Papierstreifen 21, 23 auf den Dorn 14 zulaufen, vorzugsweise zwischen 35 und 50 bezüglich der Längsachse das Domes 14, wobei in dem gezeigten Ausführungsr-eispiel der Wickelwinkel etwa 40 betrSgt.

Um die schraubenförmig gewickelten und Übereinander liegenden Papierstreifen 21, 23 anexnander zu halten, wird der Papierstreifen 23 an einer Auftragerolle 26 vorbeigeführt, die in einem mit Klebstoff gefüllten Behälter 27 drehbar gelagert ist. Wenn die Auftragerolle 26 rotiert, versieht sie die Unterseite des Streifens 23 mit Klebstoff. Die Anlage des Papierstreifens 23 mit der Auftragerolle 26 wird durch die Vorschubbann des Streifens 23 unter den Führungsrollen 28,29 vorbei aufrechterhalten, die ebenfalls drehbar in dem Behälter 27 gelagert sind. Auf diese Weise werden die beiden Papierstreifen 21, 23 schraubenförmig mit dazwischen befindlichem Klebstoff übereinandergewickelt und bilden ein aus zwei Lagen bestehendes Papierrohr 31, das unter der Wirkung des Riemens 16 in Richtung des Pfeiles I weitergeschoben vird. Die Papierstreifen 21, 23 werden zweckmSaeigerweise jeweils so gewickelt, dass die Ränder benachbarter Umschlingungen anexnanderstossen. Auf dem Papierrohr 31

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entsteht deshalb eine schraubenförmige Stossnaht 23a entsprechend Figur 3.

Beim Vorschub des Papierrohres 31 auf dem Dorn 14 wird hinter dem Riemen 16 eine Sussere Lage 32 aus nichtgewebtem Textilmaterial, das mit einem Harz imprägniert ist, schraubenförmig Ober die Sussere Papierlage 23 des Rohres gewickelt. Der Streifen 32 kann aus einem hierfür geeigneten nichtgewebten Textilmaterial bestehen, das überall handelsüblich zur Verfügung steht und entweder aus natürlichen oder synthetischen Fasern zusammengesetzt ist. Derartiges Textilmaterial ist in seinen Eigenschaften dem Papier ähnlich, mit der Ausnahme, dass es aus Textilfaser, beispielsweise aus Kunstseide, Baumwolle, Polyesterfasern usw., hergestellt ist.

Der Textilstreifen 32 wird von einer Vorratsrolle 33 abgewickelt und beim Vorschub durch einen Behälter 34 mit darin befindlichem Harzbad 36 (Figur 2) getrSnkt. Das TrSnlcungsmaterial 36 besteht vorzugsweise aus irgendeinem geeigneten Harz, das in wSssriger Emulsion angesetzt ist. Das Erhärten des Imprägnierungsmaterials 36 kann deshalb durch Verdampfung des wässrigen Trägers der aus Harz und Wasser bestehenden Mischung vorgenommen werden. Gemäss Figur 2 sind Führungsrollen 37 bis 40 dem Behälter 34 räumlich so zugeordnet, dass der Streifen 32 in das Bad

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eingetaucht und anschliessend sun Aufwickeln auf das Papierrohr 31 herausgezogen wird. Vorzugsweise wird der getränkte Streifen 32 so aufgewickelt, dass seine Ränder sich überlappen und gemäss Figur 3 eine Sussere schraubenförmige Naht 32a entsteht.

Indem sich das fortlaufend weiter geformte Rohr T in Richtung des Pfeiles I bewegt, gelangt es an die Trennvorrichtung 18, in der es in gleichmässige Abschnitte zertrennt wird, die dann zum Abbinden des Harzes weggenommen werden. Die Länge dieser Abschnitte beträgt vorzugsweise etwa 2,5 m. Anschliessend erfolgt das Abbinden oder Erhärten der von dem kontinuierlichen Rohr T abgetrennten Abschnitte, wobei der Träger der Harz-Wassermischung innerhalb der Susseren Rohrlage 32 verdampft wird, während das Harz, mit dem das Rohr T getränkt ist, sich bleibend in dem Rohr absetzt und erhärtet. Bei Verwendung einer wässrigen Harzmischung zum Tränken der Lage 32 kann das Abbinden oder Erhärten unter normaler Raumtemperatur innerhalb einer relativ kurzen Zeitdauer durchgeführt werden. Falls die Erhärtungs- oder Abbindezeit durch Verwendung von Wärme verkürzt werden soll, kann ein Ofen oder eine andere Heizeinrichtung benutzt werden. Nach dem Erhärten werden die Rohrabschnitte dann nochmals in mehrere kürzere Längen unterteilt vorzugsweise in Längen von etwa 20 cm, um Forrarohre 11 mit geeigneter Länge zur Anwendung für die

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Wickel- und Abwickelvorginge mit Glasfasern zu erzielen.

Gemäss der Erfindung entsteht somit ein Formrohr zum Aufwickeln von Glasfasern welches nicht nur eine hohe Festigkeit sondern auch eine ungewöhnliche Flexibilität aufweist um so eine wiederholte Verwendung ohne Abnutzungserscheinungen bei gleichzeitiger leichter Entfernbarkeit aus einem aufgewickelten Glasfaserknäuel zu erreichen. Das erfindungsgemässe Formrohr ist nicht nur einfach und billig herzustellen, so dass geringe Gestehungskosten anfallen, sondern kann mit einem Minimum an Abnutzungserscheinungen wiederholt verwendet werden. Ein besonderes Merkmal der Erfindung stellt das nichtgewebte Textilmaterial für die äussere Lage des Rohres dar, welche, wenn sie mit Harz getränkt ist, ein grosses Aufsaugevermögen hat, um so eine besonders harte, ungleichmässig rauhe äussere Oberfläche des Formrohres zu erzeugen. Das Harz in dem nichtgewebten, aus Textilmaterial bestehenden Susseren Streifen bindet nicht nur den ausseren Streifen an den darunter liegenden Streifen, sondern bildet nach dem Abbinden des Harzes ehe ideale Oberfläche zum Auf- und Abspulen von Glasfasern.

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Claims (5)

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1. Nichtstarres Formrohr zur Verarbeitung, insbesondere zum Auf- und Abspulen, von Glasfasern, dadurch gekennzeichnet, dass eine schraubenförmig gewickelte Sussere Lage (32) aus mit Harz getränktem, nichtgewebtem Textilmaterial eine harte, gleichförmige, glatte Aussenflache zum Aufwickeln von Glasfasern über wenigstens eine schraubenförmig gewickelte innere Lage (21) aus Papier gewickelt ist, und dass die Lage aus Papier und die Lage aus nichtgewebtem Textilmaterial eine solche Dicke und Zusammensetzung aufweisen, dass das Formrohr leicht in Längsrichtung gebogen und zusammengedrückt werden kann und aus einem auf ihm aufgewickelten Glasfaserknäuel herausziehbar ist.

2. Formrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere innere Lage (23) aus Papier, die vor dem Aufbringen durch ein Bad aus Klebemittel gezogen worden ist, schraubenförmig derart über die innere Lage (21) aus Papier gewickelt ist, dass zwei schraubenförmig gewickelte innere Lagen (21,23) aus Papier in zueinander versetzter sich überlappender Beziehung stehen.

3. Formrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Lagen aus Papier die Streifenkanten benachbarter Windungen oder Umschlingungen aneinander stossen (23a), und dass sich beim Wickelstreifen der Susseren Lage (32) aus

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nichtgewebtem Textilmaterial die Streifenkanten benachbarter Umschlingungen einander überlappen (32a).

4. Formrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelwinkel der Papierstreifen (21,23) und des nichtgewebten Textilstreifens (32) zwischen 32 und 50 bezüglich der LSngsachse des Forrarohres liegt.

5. Formrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelwinkel der Papierstreifen (21,23) und des nichtgewebten Textilstreifens (32) etwa 40 bezüglich der LSngsachse beträgt.

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