CH516388A - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Wickelkörpern zylindrischen, ovalen oder elliptischen Querschnitts - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Wickelkörpern zylindrischen, ovalen oder elliptischen Querschnitts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wickelkörpern zylindrischen, ovalen oder elliptischen Querschnitts und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.



   Zur Herstellung guter und in jeder Beziehung einwandfreier Laminate ist in erster Linie eine gleichmässige Glas- und Harzverteilung bei unbedingter Vermeidung von Lunkerstellen, Nestbildungen und Luftblasenanreicherung Voraussetzung. Diese Forderungen werden besonders bei Rohren und Behältern verlangt, die optimalen, mechanischen und auch elektrischen Anforderungen unterworfen sind.



   Zwecks Erzielung dieser Voraussetzungen ist eine unbedingt gleichbleibende Fadenspannung und die gleichmässige Benetzung aller Filamente auch bei grossen Abzugsgeschwindigkeiten der Rovings erforderlich.



  Hierzu gehört in erster Linie eine flächenförmige Ausrichtung der Rovings bereits vor Beginn der Harzbenetzung bis zur Auflage auf den Wickelkörper.



   Nach dem Stand der einschlägigen Technik werden diese Voraussetzungen bisher nicht bzw. nicht ausreichend erfüllt. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art ist sowohl die Führung der Rovings als auch die am Ende entstehende, meist runde Strangbildung von Nachteil. Die Deckung auf dem Wickelkörper ist fehlerhaft; der Materialverbrauch ist grösser.



   Auch bewirkt eine auf den Spulenaufnahmen angeordnete und auf die Spulen direkt wirkende Bremse keinen Ausgleich bei der zwangläufigen Veränderung des Spulendurchmessers. Die fehlende Regulierung für die auftretenden Zugspannungsänderungen, besonders durch das Wachsen des Wickelkörpers, bewirkt, dass vorwiegend die unteren Schichten der harzgetränkten Rovings gedrückt und das Harz herausgequetscht wird, was eine Harzverarmung in den Innenlagen zur Folge hat. Auch hat man bisher nicht berücksichtigt, die Führung der Rovings während des Aufspulprozesses dem Wickelwinkel automatisch anzupassen. Es ist ausserdem von ausschlaggebender Wichtigkeit, dass die Rovings
2 vor ihrer Harzbenetzung durch eine intensive Vortrocknung so entfeuchtet werden, dass eine erneute Kondensatbildung nicht mehr auftreten kann.

  Diese ausreichende Vortrocknung der Rovings wurde kaum beachtet, die bisher mittels Heizplatten durchgeführt wurde, wobei die aus der Heizzone kommenden Rovings laufend wieder der Atmosphäre ausgesetzt wurden, wodurch einer nachteiligen Kondensatbildung Vorschub geleistet wurde. Ungenügende Luftblasenfreiheit der Rovings sowie des Harztränkbades wirken sich ebenfalls nachteilig aus.



   Mit dem Verfahren gemäss der Erfindung und der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sollen diese aufgezeichneten Nachteile vermieden werden.



   Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ausreichend vorgetrocknete und anschliessend flächenförmig gerichtete Rovings durch eine mit Walkeffekten erzielenden Mitteln versehene Harzbenetzungsanlage gezogen, vom überschüssigen Harz befreit und über heb- und senkbare Nutwalzenpaare sowie ein schwenkbares Endnutenwalzenpaar von oben und von unten auf einen drehbaren Dorn, sich gegenseitig überlappend aufgewickelt werden.



   Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem Ständer zur Aufnahme eines drehbaren Wickeldorns, eines Motorgetriebes und zweier parallel zum Wickeldorn angeordneter Führungsschienen, und mit einem an den Führungsschienen vorschiebbaren, Organe zur Bildung, Behandlung und Aufwicklung von Rovings aufweisenden Wickeltisch ist dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem Gebläse versehender Heiss   luftb eh älter    zur Aufnahme und Trocknung von Spulen mit ihren abgezogenen Rovings vorgesehen ist, dass ein Spreizorgan, Harzbenetzungsorgane und Harzabstreifer für die Rovings sowie Vakuumbehälter zur Entlüftung des zu verwendenden Harzes und der aufzuwickelnden Rovings vorgesehen sind, und dass die Vorrichtung Organe zur Überlappung und zur Wickelwinkeleinstellung  der Rovings sowie Mittel zur Verstellung des Abstandes dieser Organe zum Wickelkörper besitzt.



   Durch die flächenförmige Ausrichtung der Rovings, z. B. bei einem 60ends-Rovings auf eine Bandbreite von etwa   W10    mm wird erreicht, dass ein Faden neben dem anderen liegt und somit eine einwandfreie und ausreichende Harzbenetzung erfolgen kann. Ohne dieses Ausrichten würde sich unbedingt ein Rundroving bilden, der nur eine periphere Benetzung zulassen würde, wobei der Kern an Harz verarmt bliebe und die Luftzufuhr in das Laminat gefördert würde.



   Anstelle der vorbeschriebenen Querstromdüsen kann die Harzbenetzung auch auf die Art erfolgen, dass die Rovings zwischen zwei endlosen, flexiblen, wellenförmigen, durch die Zugwirkung oder einen Antrieb zu bewegenden Bändern hindurchgezogen werden, die unter der Einwirkung von Druckrollen stehen, um das in den durch die gewellten Bänder gebildeten Hohlräumen befindliche Harz abwechselnd zu komprimieren und wieder freizugeben, wobei die aufeinanderstossenden Erhöhungen der gewellten Bänder als Harzabstreifer wirksam werden. In beiden Fällen kann ein sogenanntes Walken der Rovings während der Harzbenetzung erzielt werden.



   Es ist weiterhin bekannt, dass die Rovings im Zuge der Harzbenetzung eine erhebliche Menge feinst verteilter Luft einschleusen, was besonders bei der Herstellung elektrischer Isolationsrohre nachteilig ist.



   Zur Erzielung eines möglichst luftfreien Laminats mit den besten Harz- und Glaswerten kann das Harz vor seinem Einsatz als Benetzungsmittel durch Passieren eines Vakuumbehälters ausreichend entlüftet und die benetzten Rovings unmittelbar vor dem Wickelprozess durch das Passieren weiterer Vakuumbehälter von restlichen Lufteinschüssen befreit werden.



   Die beispielsweise ober- und unterhalb des Wickelkörpers vorgesehenen, feststehenden bombierten Nutwalzen können zwischen heb- und senkbaren Armpaaren angeordnet sein, um den Abstand von den Endnutwalzen bis zum Wickelkörper auch im Zuge des sich vergrössernden Durchmessers des letzteren immer gleichhalten zu können. Das letzte Nutwalzenpaar kann zu diesem Zweck in einem Führungsring schwenkbar angeordnet sein, um automatisch und/oder zwangsgelenkt einen immer gleichbleibenden Wickelwinkel beizubehalten. Beispielsweise können Erhöhungen und Vertiefungen der korrespondierenden Nutwalzenpaare zueinander versetzt vorgesehen sein, damit sich die Rovings vor und während des Aufwickelns auf den Wickelkörper gegenseitig überlappen, und somit eine gut abdeckende Rovingauflage erzielt wird.



   Die Abzugsgeschwindigkeit der Rovings von den Spulen soll immer in Relation zur Harzbenetzung derselben stehen. So kann z. B. die Zugspannung der Rovings durch die Verlagerung der versetzt zueinander anzuordnenden Querstromdüsen verändert werden; so ist dieselbe z. B. bei geringen Abständen dieser Querstromdüsen grösser und bei weiteren Abständen derselben geringer.



   Der Antrieb und die Steuerung des horizontal bewegbaren Wickeltisches sowie des drehbaren Wickelkörpers kann sowohl elektromechanisch wie auch vollautomatisch elektronisch erfolgen.



   In der Zeichnung ist die erfindungsgemässe Vorrichtung beispielsweise dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 die Vorrichtung in einer Seitenansicht teilweise im Schnitt,
Fig. la die Querstromdüsen im Querschnitt,
Fig. 2 den Ablauf der Rovings von den Spulen durch die Harzbenetzungsvorrichtung sowie ihre Führung auf den Wickelkörper in der Draufsicht und
Fig. 3 die Harzbenetzung durch endlose, gewellte, flexible Bänder.



   Nach der Zeichnung ist 1 der über das Gebläse la mit Heissluft zu beschickende Aufnahme- und Trocknungsbehälter für die etagenförmig angeordneten Spulen 2 mit den abgezogenen Rovings 2a. 3 ist eine Führungs- und Spreizwalze für diese Rovings, die anschlie ssend im Zuge ihrer Harzbenetzung über versetzt zueinander angeordnete, feststehende Querstromdüsen 4, 4a mit Harzaustrittsschlitzen x, xl gezogen werden.



  Das zur Benetzung dienende Harz wird hierbei über die Leitung 4b in diese Düsen gepumpt. Das überschüssige Harz 7 wird in einer Wanne 6 aufgefangen und über Leitbleche 6a, 6b in den Vakuumbehälter 8, 9 geleitet, der mit einer Vakuumpumpe 10 ausgerüstet ist.



  5 und 5a sind an sich bekannte drehbare Abquetschwalzen, zwischen denen die mit Harz angereicherten Rovings hindurchgezogen und vom überschüssigen Harz befreit werden. Bevor die Rovings 2a aufgewickelt werden, müssen sie feststehende, zwischen auf und ab beweglichen Armen 17, 17a,   1 6a    gelagerten Nutwalzen 18, 18a, 18b, 19, 19a, 19b über- und unterlaufen, um am Ende dieser Nutwalzenstrecke die in dem Ring 17b schwenkbar gelagerten Endnutrollen 19, 19a zu passieren, welche nur einen geringen, etwa 5 mm betragenden Abstand von dem Wickelkörper 20 aufweisen. Die Vertiefungen und Erhöhungen der jeweils zugeordneten Nutwalzenpaare sind versetzt zueinander angeordnet, um eine deckungsintensive Überlappung der Rovings zu erzielen.

  Die Verstellung der die Nutwalzen tragenden Armpaare 16a, 17 und 17a zum Wickelkörper hin oder von diesem hinweg erfolgt mittels des Spindeltriebes 16, 16b. 21 ist der in Drehung zu versetzende Dorn mit der aus den harzgesättigten Rovings bestehenden Wikkelauflage 20. 22, 22a sind Vakuumbehälter, die von den benetzten Rovings zwecks nochmaliger Harzentlüftung unmittelbar vor dem Wickelprozess durchlaufen werden. 15 ist die feststehende Plattform mit den Kraftübertragungsgliedern 14, 14a, auf welcher die gesamte Vorrichtung auf einer Platine 11, und zwar in den Rollenlagern 12, 12' horizontal beweglich angeordnet ist. Der Antrieb erfolgt über eine Zahnstange 13 bzw. über Ketten oder Keilwellen. M ist der Antriebsmotor für alle beweglichen Maschinenteile sowie den Dorn 21.

 

   Nach Fig. 3 sind 23 und 24 gewellte, endlose, flexible, durch die Zugwirkung oder getrennt anzutreibende Bänder mit Andrückrollen 25, 26. Zwischen den in einem Harzbad liegenden gewellten Bändern werden die Rovings 2a hindurchgezogen und durch die Volumveränderungen der Hohlräume mit Harz benetzt wie auch vom überschüssigen Harz befreit. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   I. Verfahren zur Herstellung von Wickelkörpern zylindrischen, ovalen oder elliptischen Querschnitts, dadurch gekennzeichnet, dass ausreichend vorgetrocknete und anschliessend flächenförmig gerichtete Rovings durch eine mit Walkeffekten erzielenden Mitteln versehene Harzbenetzungsanlage gezogen, vom überschüssigen Harz befreit und über heb- und senkbare Nutwalzenpaare sowie ein schwenkbares Endnutenwalzenpaar von oben und von unten auf einen drehbaren Dorn, sich gegenseitig überlappend aufgewickelt werden.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, mit einem Ständer zur Aufnahme eines drehbaren Wickeldorns, eines Motorgetriebes und zweier parallel zum Wickeldorn angeordneter Führungsschienen, und mit einem an den Führungsschienen, vorschiebbaren, Organe zur Bildung, Behandlung und Aufwicklung von Rovings aufweisenden Wikkeltisch, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem Gebläse (la) versehener Heissluftbehälter (1) zur Aufnahme und Trocknung von Spulen (2) mit ihren abgezogenen Rovings (2a) vorgesehen ist, dass ein Spreizorgan (3), Harzbenetzungsorgane (4, 23, 24) und Harzabstreifer (5, 5a) für die Rovings sowie Vakuumbehälter (8, 9, 22) zur Entlüftung des zu verwendenden Harzes (7) und der aufzuwickelnden Rovings vorgesehen sind,

   und dass die Vorrichtung Organe zur Über- lappung und zur Wickelwinkeleinstellung (17b) der Rovings sowie Mittel (16b) zur Verstellung des Abstandes dieser Organe zum Wickelkörper (20) besitzt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz (7) vor seinem Einsatz als Benetzungsmittel durch Passieren eines Vakuumbehälters (9) ausreichend entlüftet wird, und dass die benetzten Rovings unmittelbar vor dem Wickelprozess durch das Passieren der Vakuumbehälter (22, 22a) nochmals von restlichen Lufteinschüssen befreit werden.

   2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die harzbenetzten Rovings vor dem Wickelprozess in heb- und senkbaren Armpaaren angeordnete, feststehende Nutwalzenpaare über- und unterlaufen, und dass ein gleichbleibender Wickelwinkel durch ein schwenkbar in einem Führungsring (17b) angeordnetes letztes Nutwalzenpaar automatisch oder zwangsgelenkt erhalten wird, und dass eine tÇberlap- pung der Rovings vor und während des Wickelprozesses erzielt wird durch gegenseitig versetzt zueinander angeordnete Erhöhungen und Vertiefungen der korrespondierenden Nutwalzenpaare.

   3. Verfahren nach den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das überschüssige Harz (7) in einer mit Leitblechen (6, 6a, 6b) versehenen Wanne (6) aufgefangen und in den Vakuumbehälter (8, 9) zwecks Entlüftung abgeleitet wird, von dem es wiederum über die Leitung (4b) in Querstromdüsen (4, 4a) gepumpt wird.

   4. Verfahren nach den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Überschreiten der festgelegten Zugspannung in den Rovings über ein bewegliches Teil der Anlage ein Schalter zum Stillstand der Anlage betätigt wird.

   5. Verfahren nach den Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Endnutenwalzenpaaren, die schwenkbar angeordnet sind, und dem Wickelkörper immer gleichbleibend und nur etwa 5 mm gehalten wird.

   6. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass Spreizdüsen oder Spreizwalzen vorgesehen sind, womit die Rovings (2a) vor ihrem Eintritt in die Harzbenetzungsanlage flächenförmig gerichtet werden.

   7. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass harzgefüllte Querstromdüsen (4, 4a) mit Harzaustrittsschlitzen (x, x1) vorgesehen und in abwandelbaren Abständen versetzt zueinander angeordnet sind.

   8. Vorrichtung nach den Unteransprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Harzbenetzung des Rovings gewellte, flexible, endlose und beliebig angetriebene Bänder (23, 24) vorgesehen sind, die unter der Wirkung äusserer Druckrollen (25, 26) stehen.