DE1635653C3 - Vorrichtung zur Herstellung einer Verbundstoffbahn - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Verbundstoffbahn, bestehend aus einem um zwei mit Abstand parallel zueinander vorbewegte Tragstränge rotierendem und dabei schraubenlinienförmig um die Tragstränge sich kreuzende Fäden legendem Spinnring mit Fadenvorratsspulen, dem Spinnring nachgeschalteten Verbundeinrichtungen, denen gegebenenfalls Einrichtungen zum Aufbringen von weiteren Fäden und/oder Folien vor- bzw. zwischengeschaltet sind, und den Verbundeinrichtungen nachgeschalteten Trennelementen zum Trennen der auf einer nachfolgenden Wickelstation aufwickelbaren Verbundstoffbahn von den zur Endlosführung über Umlenkorgane vor den Spinnring zurückgeführten Tragsträngen.

Bei einer bekannten Vorrichtung der genannten Gattung (vgl. US-PS 3041230) bestehen die endlosen Tragstränge aus kunststoffummantelten Stahlkabeln, die folglich nur in radialer Richtung nachgiebig sind. Die erforderliche Parallelführung der Tragstränge erfolgt durch eine zwischenliegende geteilte Platte, an deren seitlichen Längsseiten Längsnuten angeordnet sind, in denen die Tragstränge gleiten. Zur Verminderung der Reibung werden die Längsnuten bzw. Tragstränge mit einem Gleitmittel versehen. Als nachteilig ist hierbei anzusehen, daß die Fäden des vom Spinnring um die Tragstränge gewickelten Fadengeleges in ihrer Lage auf den Tragsträngen nicht hinreichend fixiert sind, weil sie infolge des anhaftenden Gleitmittels und infolge ihrer Diagonallage auf den Tragsträngen verrutschen können. Gleichmäßige Eigenschaften der Verbundstoffbahnen sind folglich nicht gewährleistet.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zur Herstellung einer Verbundbahn (vgl. FR-PS 12 62 085) wird das schraubenlinienförmige Fadengelege vom Spinnrad auf zwei in Längsrichtung undehnbare, mit Abstand parallel zueinander liegende, um ihre eigene Achse rotierende ortsfeste Hohlschrauben gewickelt, deren in Vorbewegungsrichtung des Fadengeleges konisch sich verjüngende freie Enden von entsprechend konischen, mit Längsschlitzen für das sich vorbewegende Fadengelege versehenen ortsfesten Hülsen umgeben sind.

Hier ist also gleichsam ein doppelter Spindeltrieb verwirklicht, bei dem die Hohlschrauben die Spindeln und das Fadengelege die Spindelmuttern darstellen. Für hohe Fertigungsgeschwindigkeiten ist diese Vorrichtung auf Grund der zwischen den Hohlschrauben und dem Fadengelege auftretenden Reibung nicht geeignet, da es hierdurch sehr leicht zu einem Zusammenschieben des Fadengeleges auf den Hohlschrauben kommen kann, welches die Vorrichtung blockiert. Darüber hinaus ist nachteilig, daß mit vorgegebenen Hohlschrauben praktisch nur eine bestimmte gleichmäßige Fadenstruktur niedergelegt werden kann, weil die Windungszahl pro Längeneinheit konstant ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung Jer eingangs genannten Gattung anzugeben, mit der Verbundstoffbahnen auch unterschiedlicher Fadenstruktur mit gleichmäßigen Eigenschaften hergestellt werden können, und zwar insbesondf e bei hohen Fertigungsgeschwindigkeiten. Die Erfindung besteht darin, daß die endlosen Tragstränge aus durch Verstellen von jeweils wenigstens einem der Umlenkorgane in der Länge bzw. Steigung einstellbaren Schraubenfedern bestehen, die einen dem Sechs- bis Achtfachen des Drahtdurchmessers entsprechenden Außendurchmesser aufweisen und auf einem Teil ihrer Länge in mit einem Längsschlitz versehenen ortsfesten Gleitführungsrohren geführt werden.

Die Erfindung nutzt hierbei zunächst die Erkenntnis, daß die genaue Fixierung des Fadengeleges während des gesamten Herstellungsprozesses am besten dadurch gewährleistet werden kann, daß die Fäden zwischen die Windungen von schraubenförmigen Gebilden eingelegt werden und das Fadengelege mit diesen schraubenlinienförmigen Gebilden unter Führung längs der Fertigungsstrecke vorbewegt wird. Die Verwendung der schraubenförmigen Gebilde erlaubt darüber hin:aus auf überraschend einfache Weise eine Änderung der Struktur des Fadengeleges, wenn die schraubenförmigen Gebilde als in der Länge bzw. Steigung und Windungszahl pro Längeneinheit veränderliche Federn ausgebildet sind. Durch Einstellung der Länge der Schraubenfedern läßt sich für jede die Struktur des Fadengeleges festlegende Kombination der Umlaufgeschwindigkeit des Spinnringes und der Vorbewegungsgeschwindigkeit der Tragstränge eine geometrische Konfiguration der Schraubenfedern finden, bei der jeder Fadenumlenkschlaufe eine eindeutige Position zwischen zwei Windungen der Schraubenfedern zugeordnet ist.

Hinsichtlich der Führung der Schraubenfedern längs der Fertigungsstrecke können auch endlos umlaufende Keilriemenpaare, welche die Schraubenfedern in halbkreisförmigen Auskehlungen zwischen sich einklemmen, als Längsführungen vorgesehen werden. Die dem Spinnring nachgeschalteten Verbundeinrichtungen bestehen im allgemeinen aus einer Sprüheinrichtung zum Aufsprühen eines Klebemittels und einer Trockeneinrichtung. In der Ausführungsform für aus thermoplastischem Kunststoff aufgebaute Verbundstoffbahnen

empfiehlt sich eine Anordnung zum Verschweißen unter Druck und Wärme als Verbundeinr.chtung. Die ge nannte Einrichtung zum Aufbringt u weiterer Fäden ist vorteilhafterweise als Einrichtung /um Auflegen von Längsfäden auf das Fadengelege ausgebildet.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile i»nd vor allem darin zu sehen, daß bei minimalem konstruktiven Aufwand selbst bei sehr hohen Fertigungsgeschwindigkeiten Verbundstoffbahnen gleichmäßiger Struktur gewährleistet werden können.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zur herstellung einer Verbundstoffbahn in der Aufsicht,

F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt du.ch den Gegenstand nach F i g. 1 längs der Linie 2-2,

F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt durch den Gegenstand nach F i g. 1 längs der Linie 3-3 und

F i g.4 eine Verbundeinrichtung für den Gegenstand nach F i g. 1 in schematischer Darstellung.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besitzt zwei endlose Schraubenfedern 10 aus Metall, welche derart über Umlenkorgane 12 laufen, daß längs der gesamten Fertigungsstrecke je nach Breite der herzustellenden Verbundstoffbahn parallele endlose Tragstränge 14 entstehen. Die aus Metalldraht bestehenden Schraubenfedern 10 weisen einen dem Sechs- bis Achtfachen des Drahtdurchmessers entsprechenden Außendurchmesser, vorzugsweise von etwa 16 mm, auf. Diese endlosen Schraubenfedern 10 werden durch einen Motor 18 über ein entsprechendes Untersetzungsgetriebe 20 mit Abtriebswellen 22 und von diesen angetriebenen Umlenkorgaren 12 fortlaufend in Richtung der Pfeile 16 vorbewegt. Die Steigung einer jeden Schraubenfeder 10 läßt sich dadurch verändern, daß jeweils eines der Umienkorgane 12 entlang einer Tragcplatte 24 verschoben und beispielsweise in der F i g. 1 gestichelt dargestellten Position 12a erneut festgeklemmt wird. Auf diese Weise lassen sich verschiedene Abstände zwischen auf den parallelen Schraubenfedern 10 aufgewundenen Fäden erzielen, wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird.

Der Mechanismus, mit dem die Fäden auf die parallelen Schraubenfedern 10 schraubenlinienförmig zu einem Fadengelege aufgewunden werden, während sich die Schraubenfedern 10 in Richtung der Pfeile 16 vorbewegen, besteht aus einem Spinnrad 26, welcher mehrere Fadenvorratsspulen 28 trägt, cie parallelen Schraubenfedern 10 umgibt und auf Rollen 30 abgestützt ist. Der Spinnring 26 wird über eine Welle 32 von einem mit dem Untersetzungsgetriebe 20 gekoppelten weiteren Untersetzungsgetriebe 34 in Drehung versetzt, wobei das Getriebe 34 mit einem Schalthebel 36 und das Getriebe 20 mit einem Schalthebel 38 versehen sind, mit denen die Vorbewegungsgeschwindigkeit der Schraubenfedern 10 gegenüber der Drehzahl des Spinnringes 26 und der Steigung der Schraubenfedern 10 derart abgestimmt werden, daß die Fäden 40 (F i g. 2 und 3) im Fadengelege in bestimmten gleichmäßigen Abständen voneinander verlaufen. Durch Abstimmung der Vorbewegungsgeschwindigkeit der Schraubenfedern 10 gegenüber der Drehzahl des Spinnringes 26 lassen sich die Fäden 40 auf jeden Schraubengang, auf jeden zweiten, auf jeden dritten usw., d. h. praktisch auf jeden beliebigen Schraubengang der Schraubenfedern 10 aufwickeln. Die Steigung der Schraubenfedern 10 wird zur Aufnahme eines jeden schraubenlinienförmigen Einschlages in genauer Lage eingestellt

Während die Fäden 40 um die parallelen Schraubenfedern 10 vom Spinnring 26 schraubenlinienförmig herumgewunden werden, schlüpft jeder dieser Einschläge in eine Schraubenwindung und wird dort in der in den F i g. 2 und 3 dargestellten Lage festgehalten. Um die Schraubenfedern 10 abzustützen und während der Zeit, während das durch die einander sich kreuzenden Fäden 40 entstandene Fadengelege durch die übrige Vorrichtung hindurchläuft, an einer Durchbiegung zu verhindern, sind im Anschluß an den Spinnring 26 Rohre 44 mit Längsschlitzeri 46 vorgesehen. Diese geschlitzten Rohre 44 sind derart ausgebildet, daß sie die Schraubenfedern 10 praktisch vollkommen umschließen, wobei sie in einem derartigen Abstand vom Spinnring 26 angeordnet sind, daß die Fäden 40 noch in die parallelen Schraubenfedern 10 eingelegt werden können. Wie insbesondere aus F i g. 3 zu sehen ist, laufen die einzelnen Fäden 40 des Fadengeleges durch die Schlitze 46

so der Rohre 44, wobei im Ausführungsbeispiel jede Windung der Schraubenfeder 10 eine Fadenschlaufe trägt.

Im Grunde genommen können sich diese Gleitführungsrohre 44 praktisch über die gesamte Länge der Vorrichtung erstrecken, um die Schraubenfedern 10 im

>S jeweils gewünschten Abstand parallel zueinander zu führen. Steht das Fadengelege unter großer Spannung, empfiehlt es sich, diese Rohrführungen verhältnismäßig kurz zu halten und die Parallelführung der Schraubenfedern 10 längs der Fertigungsstrecke durch zwei parallele an die Rohrführungen 44 ausschließende endlose Keilriemenpaare 50, 54 vorzunehmen. Der Aufbau dieser Keilriemenpaare ist im einzelnen in F i g. 2 dargestellt. Hier sind jeweils zwei endlose Keilriemen 50, 54 mit ihren breiten Flächen aufeinanderliegend vorgesehen, welche jeweils eine halbkreisförmige Auskehlung 52,56 aufweisen, so daß sich eine dem Durchmesser der Schraubenfeder 10 entsprechende kreisförmige Ausnehmung ergibt. Die beiden Keilriemen 50.54 klemmen mit dieser inneren Ausnehmung die Schraubenfeder 10 zwischen sich ein, wobei die Fäden 40 des Fadengeleges von der einen Schraubenfeder 10 nach der Seite zur gegenüberliegenden Schraubenfeder 10 verlaufen und in der in F i g. 2 dargestellten Weise zwischen den breiten aufeinanderliegenden Flächen der Keilriemen eingeklemmt sind. Der Keilriemen 50 wird in V-förmigen Metallführungen 58 gehalten, etwas kürzer als die Schrägflächen des Keilriemens sind und jeweils an einem Gelenk einer endlosen Kette 60 befestigt sind. Gelenkrollen 62 dieser endlosen Kette 60 laufen auf einer gehärteten Führungsplatte 64, welche auf einer feststehenden Profilschiene 66 befestigt ist. Der in F i g. 2 unten liegende Keilriemen 54 wird in gleicher Weise von einer Kette 68 geführt. Auf diese Weise wird eine einwandfreie kraftschlüssige Führung für jede Schraubenfeder 10 über die gesamte Länge der Fertigungsstrecke erreicht. Das durch die Fäden 40 gebildete Fadengelege wird während des Durchlaufs durch die Vorrichtung einwandfrei flach und straff gehalten, so daß die nachstehend zu beschreibenden Arbeitsgänge ohne weiteres an dem Fadengelege durchgeführt werden können. Während in F i g. 1 die in F i g. 2 dargestellte Federführung unmittelbar im Anschluß an die Rohre 44 dargestellt ist, können die Rohre 44 auch fortgelassen werden und die beiden endlosen Keilriemenpaare sich bis dicht an den Spinnring 26 erstrecken, so daß sie die beiden Schraubenfedern 10 über die gesamte Länge der Vorrichtung parallel führen.

Zwischen Führungsrohren 44 und der Keilriemenftiihrung ist eine Sprüheinrichtung 72 zum Aufbringen von Kunststoff auf das Fadengelege vorgesehen. Gewöhnlich besteht diese Einrichtung aus einer sich über die gesamte Breite des Fadengeleges erstreckenden Tragschiene mit Kunststoffspritzpistolen, welche flüssigen Kunststoff mit einem entsprechenden Härter vermischt auf das Fadengelege aufsprühen. Andererseits kann zusätzlich oder als Alternative zu dieser Sprüheinrichtung eine Anordnung vorgesehen werden, welche eine fortlaufende Kunststoffolie auf das Fadengelege aufbringt In diesem Falle würde die Einrichtung 72 eine RoUIe einer Kunststoffolie, eine Papierrolle od. dgl. tragen, welche dann auf das Fadengelege fortlaufend aufgedrückt wird. Andererseits kann an einer weiteren Stelle 74 eine gewisse Anzahl zusätzlicher in Längsrichtung verlaufender Fäden auf das Fadengelege aufgebracht werden, welche von oben oder unten oder von beiden Seiten gegen das Fadengelege gepreßt werden.

Anschließend durchläuft das Fadengelege einen Trocken- oder Härteofen 76, welcher in geeigneter Weise beheizt wird, um den Kunststoff und das Fadengelege fest miteinander zu verbinden. Wenn das Fadengelege den Ofen 76 verlassen hat, läuft es an zwei Messern 78 entlang, welche es von den Schraubenfedern 10 abtrennen, wobei diese Messer gewöhnlich an den hinter dem Ofen 76 angeordneten Umlenkrollen für die Schraubenfedern 10 angeordnet sind. Anschließend wird die fertige Verbundstoffbahn in einer Wickelstation 80 aufgewickelt

In der Keilriemen- und Kettenführung nach Fig. 2 ergibt sich ein beträchtlicher Druck und eine ziemliche Reibung, so daß vorzugsweise die Ketten 60 und 68, infolgedessen auch die beiden einander gegenüberliegenden Keilriemen 50 und 54, angetrieben werden. Zii diesem Zweck ist ein Motor 82 und ein Untersetzungsgetriebe 84 mit einem Schalthebel 86 versehen, dessen Welle 88 den Antrieb der beiden Ketten- bzw. Keilriemenpaare übernimmt.

In gewissen Fällen kann das Besprühen des Fadengeleges mit Kunststoff und dessen Aushärtung im Ofen fortfallen, so daß statt des Ofens 76 erhitzte Walzen 94 (F i g. 4) vorgesehen werden, durch welche die Fadengelegebahn 40a hindurchgefühlt wird. Dies läßt sich allcrdings gewöhnlich nur dann durchführen, wenn die Fäden aus thermoplatischem Material, beispielsweise Vinyl, bestehen, so daß die Fäden an ihren Schnittpunkten durch Hitze miteinander versdhweißbar sind. Andererseits ist der Einsatz dieser Heizwalzen 94 auch

is dann möglich, wenn das Fadengelege in der Einrichtung 72 mit einer thermoplastischeTi Kunststoffolie beschichtet wurde, wobei sowohl Vinyl- als auch Glasfaser- oder Nylonfäden mit dieser Kunststoffolie verschweißbar sind.

oo Für den einwandfreien Betrieb der Vorrichtung ist die Geometrie der Sc'hrauberifedem IO von besonderer Bedeutung. Zur Verhinderung von Schwingungen soll der Außendurchmesser der Schraubenfedern etwa sechs- bis achtmal größer sein als der Drahtdurchmes-

»5 ser. Typische Drahtstärken liegen zwischen etwa 0,2 und 2,5 mm. Die Federn sind vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt und weisen eine Anzahl von Windungen pro Längeneinheit auf, wie sie für den gewünschten Abstand der Fäden im Fadengelege vonein-

3» ander erforderlich ist Im Ausführungsbeispiel sind die Schraubenfedern 10 so eingestellt, daß sich acht Windungen auf 2,54 cm ergeben, d. h. ein Abstand zwischen den Fäden von etwa 3,2 mm. Dieser Abstand kann in der vorstehend beschriebenen Weise verändert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung einer Verbundstoffbahn, bestehend aus einem um zwei mit Abstand parallel zueinander vorbewegte Tragstränge rotierendem und dabei schraubenlinienförmig um die Tragstränge sich kreuzende Fäden legendem Spinnring mit Fadenvorratsspulen, dem Spinnring nachgeschalteten Verbundeinrichtungen, denen gegebenenfalls Einrichtungen "> zum Aufbringen von weiteren Fäden und/oder Folien vor- bzw. zwischengeschaltet sind, und den Verbundeinrichtungen nachgeschalteten Trennelementen zum Trennen der auf einer nachfoigenden Wickelstation aufwickelbaren Verbundstoffbahn von den zur Endlosführung über Umlenkorgane vor den Spinnring zurückgeführten Tragsträngen, dadurch gekennzeichnet, daß die endlosen Tragstränge (14) aus durch Verstellen von jeweils wenigstens einem der Umlenk- ao organe (12) in der Länge bzw. Steigung einstellbaren Schraubenfedern (10) bestehen, die einen dem Sechs- bis Achtfachen des Drahtdurchmessers entsprechenden AußendurcÄimesser aufweisen und auf einem Teil ihrer Länge in mit einem Längsschlitz a$ (46) versehenen ortsfesten Gleitführungsrohren (44) geführt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß endlos umlaufende, die Schraubenfedern (10) in halbkreisförmigen Auskehlungen (52, 56) zwischen sich einklemmende Keilriemenpaare (50,54) als Längsführungen vorgesehen sind.