DE10003184B4 - Vorrichtung zum Abziehen von einzelnen, unverdrehten, flach ausgebreiteten Fasersträngen aus einem Abrollgatter - Google Patents

Vorrichtung zum Abziehen von einzelnen, unverdrehten, flach ausgebreiteten Fasersträngen aus einem Abrollgatter

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DE10003184B4 DE2000103184 DE10003184A DE10003184B4 DE 10003184 B4 DE10003184 B4 DE 10003184B4 DE 2000103184 DE2000103184 DE 2000103184 DE 10003184 A DE10003184 A DE 10003184A DE 10003184 B4 DE10003184 B4 DE 10003184B4
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Abstract

Vorrichtung zum Abziehen von einzelnen, unverdrehten, flach ausgebreiteten Fasersträngen aus einem Abrollgatter (1) und zum differenziert diskontinuierlichen Bereitstellen von Scharen derselben für Fadenlegeanordnungen zur Herstellung von Multiaxial-Fadengelegen,
mit einem aus mindestens zwei annähernd kontinuierlich mit Durchschnittsgeschwindigkeit des Fadenverbrauches angetriebenen Lieferwalzen (21, 22, 23) bestehenden Lieferwerk (2), deren Lieferwalzen (21, 22, 23) von der Schar der Einzelfäden (4) oder Faserstränge teilweise umschlungen werden, und
mit einem dem Lieferwerk (2) im Fadenlauf nachgeordneten Fadenzwischenspeicher (3), der zwischen der Ausgangswalze (22) des Lieferwerkes (2) und einem weiteren Fadenführer eine Schlinge aus jedem Einzelfaden (4) oder jedem Faserstrang ausformt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lieferwalzen (21, 22, 23) mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden, die geringfügig größer ist als die mittlere Fadengeschwindigkeit für einen vorgegebenen Verbrauchszyklus,
dass der Fadenzwischenspeicher (3) für jeden Faserstrang umfasst:
– eine massearme, lose Rolle (31), die den Scheitel der Schlinge führt, mit in der Bohrung...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abziehen von einzelnen, unverdrehten, flach ausgebreiteten Fasersträngen aus einem Abrollgatter und zum differenziert diskontinuierlichen Bereitstellen von Scharen derselben für Fadenlegeanordnungen zur Herstellung von Multiaxial-Fadengelegen, mit einem aus mindestens zwei annähernd kontinuierlich mit Durchschnittsgeschwindigkeit des Fadenverbrauches angetriebenen Lieferwalzen bestehenden Lieferwerk, deren Lieferwalzen von der Schar der Einzelfäden oder Faserstränge teilweise umschlungen werden, und mit einem dem Lieferwerk im Fadenlauf nachgeordneten Fadenzwischenspeicher, der zwischen der Ausgangswalze des Lieferwerkes und einem weiteren Fadenführer eine Schlinge aus jedem Einzelfaden oder jedem Faserstrang ausformt.
  • Eine Vorrichtung dieser Art ist durch die WO 96/31428 A1 offenbart worden. Einem Abrollgatter ist an der Ausgangsseite eine "kraftschlüssige Vorlage-Einheit" zugeordnet, deren Walzen mittels Motor angetrieben werden. Die aus dem Gatter abgezogenen Fäden werden nebeneinander über Winkelbereiche dieser Walzen geführt. Die aus dem Lieferwerk austretenden Fäden werden frei hängend, in dicht nebeneinanderliegenden, senkrechten Schächten zwischengespeichert und über einen weiteren Fadenführer einer Verarbeitungseinheit zugeführt. In einer Ausführungsvariante wird in den senkrechten Speicherkanälen eine von oben nach unten gerichtete Luftströmung zur Erhöhung der Fadenspannung im Speicher erzeugt.
  • Die beschriebene Vorrichtung soll für Fadenlegeanordnungen für Multiaxialwirkmaschinen verwendet werden. Die zu fördernden Fäden sollen auch Glasfasergarne umfassen, deren Einzelfasern nicht untereinander verdreht sind.
  • Die Arbeitsweise einer derartigen Vorrichtung ist insbesondere für die Verarbeitung von Glasfasern völlig ungeeignet. Die Spulen des Gatters haben eine relativ große Masse (bis zu 4 kg). Die für den tangentialen Abzug der Glasfaserstränge notwendige Kraft ist erheblich und von Spule zu Spule je nach dem Grad ihrer Abarbeitung unterschiedlich.
  • Die Lieferwalzenanordnung ist bei dieser Ausführung nicht geeignet, diese großen und sehr unterschiedlichen Kräfte aufzubringen. Zwischen den Lieferwalzen und den Fasersträngen gibt es einen erheblichen Schlupf. Die an den Oberflächen der Walzen anliegenden Einzelfasern werden durch die Relativbewegung und die dabei auftretende Reibung zerstört. Die Qualität der Faserstränge wird erheblich gemindert. Gleiches trifft auf die damit hergestellten Flächengebilde zu. Der Fadenzwischenspeicher kann seiner Aufgabe nicht gerecht werden. Die bei Glasfasern bereits bestehenden Probleme potenzieren sich bei der Verarbeitung von Carbonfasern zusätzlich.
  • Die unkontrolliert verteilten, gebrochenen Einzelfasern führen zu einer nicht definierbaren aber deutlichen Reduzierung der Tragfähigkeit der Carbonfaserstränge und damit zu erheblichen Qualitätsmängeln z. B. des Multiaxialgewirkes.
  • Die praktische Folge dieser auftretenden Mängel ist, dass Multiaxialgewirke unter Verwendung von Carbonfasersträngen nur bei sehr niedrigen Legegeschwindigkeiten und entsprechend hohen Kosten verarbeitet werden können.
  • Durch die DE 197 39 411 A1 wird eine Vorrichtung für einen ähnlichen Zweck vorgeschlagen. Die aus dem Abrollgatter heraus geführten Fäden oder Faserstränge werden über verlagerbare Walzen eines Fadenspeichers für Fadenscharen mit annähernd konstanter Geschwindigkeit abgezogen und vom Fadenleger mit unterschiedlicher Geschwindigkeit in die üblichen Transportketten eingelegt. Alle möglichen Geschwindigkeitsdifferenzen müssen in dem Bewegungsprogramm des Fadenzwischenspeichers berücksichtigt sein. Fehler im Programm und ein unterschiedliches Verhalten einzelner Fäden können dabei nicht berücksichtigt werden. Es kommt daher regelmäßig zu fehlerhaften Legungen. Die Vorrichtung ist nicht geeignet, das anstehende Problem unter industriemäßigen Bedingungen zu lösen.
  • Durch die DD 136 861 ist eine Vorrichtung zur Zuführung von Fäden aus einem Gatter mittels Zuführwalze vorgeschlagen worden. Zum Zwecke der Lieferung von Fäden mit unterschiedlichen Längen pro Zeiteinheit wird zwischen der Zuführwalze und einer zweiten Fadenbremse eine Einzelfadenwippe vorgesehen, der im Bereich der größten Auslenkung ein ortsfester Anschlag zugeordnet ist. Auch diese Vorrichtung ist nicht geeignet, Faserstränge mit untereinander nicht verdrehten, empfindlichen Einzelfasern von einem Gatter mit hoher Geschwindigkeit abzuziehen und mit extrem differenzierten Längen und Geschwindigkeiten für die weitere Verarbeitung bereitzuhalten.
  • Die Lieferwalzen bewegen sich hier mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die der maximalen Verarbeitungsgeschwindigkeit entspricht. Die Fadenwippe mit ihrem Anschlag entscheidet nur, ob mit maximaler Verarbeitungsgeschwindig keit gefördert wird oder nicht. Belastet sieden Fadenschenkel der Schlinge, der zum Lieferwerk führt, fördert das Lieferwerk. Ist dieser Fadenschenkel unbelastet, setzt die Lieferung aus. Eine solche Vorrichtung ist für einen diskontinuierlichen Verbrauch mit geringen Geschwindigkeitsdifferenzen bei niedrigem Geschwindigkeitsniveau und dem Einsatz von Fäden aus miteinander verdrehten Einzelfasern durchaus mit deutlichen Vorteilen brauchbar. Für die diskontinuierliche zyklische Verarbeitung von Einzelfäden und/oder Fasersträngen mit extremen Geschwindigkeitsunterschieden ist diese Vorrichtung jedoch ungeeignet. Die mit maximaler Verarbeitungsgeschwindigkeit fördernden Lieferwalzen reiben dann über einen langen Zeitraum, wenn auch mit geringer Belastung, an den Glas- oder Carbonfasern, die den Oberflächen der Lieferwalzen unmittelbar benachbart sind. Schädigungen und damit Qualitätsmängel beim Abziehen und Weiterverarbeiten der Einzelfäden oder Faserstränge sind hierbei nicht zu vermeiden.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Abziehen von einzelnen, unverdrehten, flach ausgebreiteten Fasersträngen aus einem Abrollgatter vorzuschlagen, die geeignet ist, bei Vermeidung von Schäden an den Einzelfasern und bei extrem großen Geschwindigkeitsdifferenzen in kurzen Zeitintervallen während der Fadenverarbeitung, Scharen von Einzelfäden oder Fasersträngen mit differenzierten Längen bei einheitlicher und im Wesentlichen gleichbleibender Spannung für die Verarbeitung bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 auf überraschend einfache Weise gelöst. Die Verwendung von losen Rollen zur Führung der Fadenschlingen im Speicher gestattet das Zuordnen beliebig einstellbarer, genau definierbarer Belastungsmittel für die losen Rollen. Des Weiteren ermöglicht die gewählte Form der Führung der Rollen eine einfache und übersichtliche Gestaltung des Fadenspeichers.
  • Die von der Fadenspannung am Ausgang des Lieferwerkes abhängige Förderleistung des Lieferwerkes kann exakt bemessen werden. Die Entlastungsmittel im Bewegungsbereich der losen Rollen führen beim Erreichen der Aufnahmefähigkeit des Fadenzwischenspeichers unmittelbar zu einem Herabsetzen der Fadenspannung am Ausgang des Lieferwerkes und damit zur Unterbrechung der Lieferung der Einzelfäden oder Faserstränge in den Speicher. Ein etwas geringerer Verbrauch bei einem Einzelfaden oder einem Faserstrang wird sofort – ohne Auswirkungen auf die anderen Fäden – kompensiert.
  • Während der kurzen Unterbrechung der Lieferung beim Blockieren der losen Rolle sind die Fasern, die mit den Oberflächen der Lieferwalzen kontaktieren spannungslos. Sie werden nicht beschädigt. Wird dann beim Einsetzen eines erneuten Verbrauches von Faden die lose Rolle vom Anschlag abgehoben, steht sofort eine ausreichende, einstellbare Seilkraft zur Verfügung, die dann ein nahezu schlupffreies Fördern aller Fasern eines Fadens oder eines Faserstranges ermöglichen.
  • Jeder einzelne Faden oder Faserstrang bestimmt so durch seine individuelle Verarbeitung, ob Faden geliefert werden muß oder nicht. Jeder Faden oder jeder Faserstrang wird mit im Wesentlichen einheitlicher Fadenspannung für die Verarbeitung bereitgehalten. Die Einflüsse sehr hoher Fadengeschwindigkeiten und sehr hoher und unterschiedlicher Beschleunigungen können weitgehend ausgeschalten werden.
  • Diese jetzt mögliche differenzierte Lieferung von Einzelfäden oder Einzelfasersträngen ermöglicht es, unabhängig von der Größe der Fadenverarbeitung im Bereich des Fadenverbrauchers und unabhängig von den Abzugsbedingungen von der einzelnen Spule, Fadenscharen mit gleicher Spannung aller Einzelfäden bereit zu stellen. Die zu fördernden Fäden werden dabei äußerst schonend behandelt. Die Phasen, in denen einzelne Fasern der Faserstränge einer partiell hohen Reibbelastung bei großer Relativbewegung ausgesetzt sind, werden auf ein Minimum reduziert.
  • Versuche haben bestätigt, dass es bei der Herstellung von Multiaxialgewirken auf Kettenwirkmaschinen auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten und ohne eine Schädigung von Fasern möglich ist, qualitativ hochwertige Multiaxialgewirke aus Carbonfasern zu erzeugen. Die Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit – gegenüber den eingangs beschriebenen Vorrichtungen des Standes der Technik – ist um das zwei- bis vierfache möglich.
  • Die Modifikation der Vorrichtung nach Anspruch 2 führt zu einer weiteren Verbesserung der Arbeitsbedingungen, insbesondere bei extrem hohen und unterschiedlichen Verarbeitungsgeschwindigkeiten der Einzelfäden.
  • Die Verwendung eines Begrenzungsanschlages als Entlastungsmittel – nach Anspruch 3 – ist in der Mehrzahl der Einsatzfälle ausreichend und erfordert nur niedrige Aufwendungen bei der Herstellung derselben.
  • Die Verwendung eines elastischen Begrenzungsanschlages als Entlastungsmittel – nach Anspruch 4 – bringt bei relativ empfindlichen Materialen der Faserstränge verbesserte Ablaufbedingungen.
  • Die Gestaltung des Antriebes des Lieferwerkes nach Anspruch 5 ermöglicht eine exakte Abstimmung der bereitgestellten Fäden oder Faserstränge für einen unterschiedlichen Fadenverbrauch bei möglichst geringer Schlupfwirkung an den Lieferwalzen.
  • Die Verwendung unterschiedlicher Reibwerte am Umfang der Lieferwalzen nach Anspruch 6 führt zu einer deutlichen Entlastung der reibenden Fasern im Bereich des Lieferwerkes.
  • Die Lichtschranke nach Anspruch 7 wird insbesondere dann wirksam, wenn im Abrollgatter einzelne Spulen blockiert werden oder wenn lose Einzelfasern irgendeine Fadenzuführung blockieren.
  • Besonders deutlich werden die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Bereitstellen von Fadenscharen aus Abrollgattern mit drehbaren und abgebremsten Spulen gemäß Anspruch 8.
  • Obwohl die Vorrichtung für Fäden und Faserstränge aller Art geeignet ist, treten besonders große wirtschaftliche Vorteile beim Einsatz für das Bereitstellen von Fasersträngen aus Carbonfasern auf.
  • Ein sehr wichtiges Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen vorgelegter Faden- oder Faserstrangscharen bei der Herstellung von Multiaxialgewirken auf Kettenwirkmaschinen.
  • Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine schematische Gesamtansicht einer Zuführvorrichtung,
  • 2 eine schematische Darstellung der Baugruppen einer Zuführvorrichtung,
  • 3 den schematischen Aufbau eines Lieferwerkes,
  • 4 ein Paar loser Rollen mit ihren Führungen,
  • 5 einen senkrechten Schnitt durch eine Führungsrolle mit Belastungsbügel und Führungselementen und
  • 6 eine abgewandelte Ausführung gegenüber 4.
  • Die 1 zeigt im linken Abschnitt einen Teil eines Abrollgatters 1, von dem nur eine einzige Spulenabzugsvorrichtung beispielhaft gezeigt ist. Am Ausgang des Abrollgatters 1 ist im oberen Bereich das Lieferwerk 2 angeordnet, das die Fadenscharen in den Fadenzwischenspeicher 3 fördert. Aus dem Fadenzwischenspeicher 3 werden die Fadenscharen in der Regel einer regelmäßig zyklisch abziehenden Verarbeitungseinheit zugeführt.
  • Die beschriebene Vorrichtung ist sowohl für Fäden oder Garne deren Einzelfasern durch unterschiedliche Drehung miteinander verbunden sind, als auch für Faserstränge, deren Einzelfasern ohne gegenseitige Bindung nebeneinander geführt sind, geeignet. Dort wo grundsätzliche Vorgänge beschrieben werden, sprechen wir regelmäßig nur von "Fäden" oder "Einzelfäden 4", ohne dabei die Faserstränge auszuschließen. Wo es notwendig ist, besondere Maßnahmen zu treffen, die nur für Faserstränge zutreffen, wird das besonders erwähnt.
  • Die Abzugsvorrichtung für einen Einzelfaden 4 oder einen einzelnen Faserstrang besteht aus einer um eine horizontale Achse drehbaren Spule 10, von deren Umfang der Einzelfaden 4 tangential abgezogen wird. Mit der Spule 10 starr verbunden ist eine Bremsscheibe 11. Um diese Bremsscheibe 11 ist ein Bremsseil 12 herum geführt. Dieses ist an einem Ende gestellfest an einem Festpunkt 121 fixiert. Das andere Ende ist an einem Spannpunkt 133 mit dem Spannhebel 13 verbunden. Wird an dem über die Rolle 132 geführten Einzelfaden 4 gezogen, schwingt der durch die Feder 131 belastete Spannhebel 13 nach rechts. Das Bremsseil 12 wird locker und gibt die Bremsscheibe 11 frei. Die Spule 10 kann sich frei drehen. Reduziert sich die Spannung am Einzelfaden 4, dann zieht die Feder 131 den Spannhebel 13 nach links und spannt das Bremsseil 12. Die Spule 10 wird abgebremst und bleibt schließlich stehen.
  • Der Faserstrang 4 wird über die Führungsrolle 14 zum Lieferwerk 2 geführt. Das Lieferwerk 2 besteht aus drei Lieferwalzen 21, 22, 23. Die Antriebsbewegung eines Servomotors 24 wird über den Zahnriemen 241 auf die erste Lieferwalze 21 übertragen. Ein beiderseitig mit Zähnen versehener Zahnriemen 25 überträgt die Drehbewegung auch auf die übrigen Lieferwalzen 22 und 23. Wird es notwendig den Umschlingungswinkel des Lieferwerkes 2 zu verändern, kann man die dritte Lieferwalze 23 um die Achse der Lieferwalze 22 schwenkend verstellen. Der Zahnriemen 25 folgt dieser Stellbewegung durch eine Verstellung der Spannrolle 251 entlang der Kulisse 252.
  • Der Servomotor 24 für den Antrieb des Lieferwerkes 2 wird vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit betrieben, die eine Umfangsgeschwindigkeit der Lieferwalzen 21, 22, 23 erzeugt, die geringfügig über der durchschnittlichen Fadenabzugsgeschwindigkeit eines Verarbeitungszyklusses liegt. Das Lieferwerk 2 fördert die Schar von Einzelfäden 4 mit nahezu konstanter Geschwindigkeit. Es ist in der Lage, alte Spannungsveränderungen an den Einzelfäden 4 oder Fasersträngen, die in dem Abrollgatter 1 entstehen, zu kompensieren, so dass die auslaufenden Einzelfäden 4' mit einer nahezu konstanten, niedrigen Spannung und bei überwiegend gleicher Geschwindigkeit bereit gestellt werden.
  • Die aus dem Lieferwerk 2 austretenden Einzelfäden 4' gelangen in den Fadenzwischenspeicher 3. Dieser Fadenzwischenspeicher 3 wird an Hand zweier Einzelfäden 4a und 4b (1) beschrieben. Dem Faden 4'a ist eine lose Rolle 31a zugeordnet, die zwischen senkrecht ausgerichteten Führungsstäben 32 in vertikaler Richtung geführt wird. Dem zweiten Faden 4'b ist eine separate, lose Rolle 31b zugeordnet, die auf einer anderen, parallelen Bahn ebenfalls zwischen solchen Führungsstäben 32 geführt wird.
  • Im unteren Bereich des Fadenzwischenspeichers 3 sind für die losen Rollen 31a und 31b jeweils gestellfeste Anschläge 38a und 38b angeordnet. Sie begrenzen die Bewegung der losen Rollen 31a, 31b nach unten. An den Achsen 311 der losen Rollen 31 greifen Belastungsbügel 313 an, an denen über Zugseile 33 oder direkt Belastungsmittel – hier Federn 35 (5) angreifen. Die hier verwendeten Zugseile 33 werden über gestellfest gelagerte Umlenkrollen 34 und von da wieder nach oben geführt.
  • Dort werden sie durch die Federn 35a, 35b gespannt. Die Federn 35a, 35b besitzen eine sehr flache Federkennlinie. Sie sind geeignet, die losen Rollen 31a bzw. 31b über große Wege mit einer sich nur geringfügig veränderten Spannung nach unten zu ziehen. Die durch die losen Rollen 31 in Verbindung mit dem Lieferwerk 2 und die weitere gestellfest gelagerte Führungsrolle 5 ausgebildete und geführte Schlinge speichert in der Regel die Fadenlänge, die während eines Verarbeitungszyklusses zeitweilig nicht verbraucht wird. Wird – bezogen auf einen Einzelfaden – eine größere Fadenlänge geliefert als verbraucht wird, erreicht die jeweilige lose Rolle 31 den Anschlag 38. Die Spannung in dem Fadenschenkel der Schlinge, die zum Lieferwerk 2 führt, wird Null und das Lieferwerk 2 unwirksam. Die Lieferung in den Fadenzwischenspeicher 3, nämlich in die Schlinge, unterbleibt, so lange die Rolle 31 am Anschlag 38 gehalten ist. Die Lieferwalzen 21, 22, 23 drehen sich unter dem Einzelfaden 4' nahezu ohne Reibung hindurch. Sobald durch den zu versorgenden Verbraucher nach dem Fadenzwischenspeicher 3 wieder mehr Faden verbraucht, als in den Fadenzwischenspeicher 3 geliefert wird, hebt sich die Rolle 31 vom Anschlag 38 wieder ab. Der Schenkel der Schlinge, der zum Lieferwerk 2 führt, ist wieder belastet. Die schlupffreie Lieferung durch das Lieferwerk 2 erfolgt erneut.
  • Zur Sicherung dieser Arbeitsweise ist es notwendig, dass die Fadenspannung im Faserstrang 4' immer eine solche Größe hat, dass die üblicherweise auftretenden Fadenspannungsspitzen an der Eingangsseite des Lieferwerkes 2 zuverlässig überwunden werden können. Es ist deshalb zweckmäßig die Federn 35 in Grenzen einstellbar anzuordnen.
  • Werden mit einer derartigen Vorrichtung Faserstränge z. B. aus sehr dünnen Carbonfasern verwendet, ist es notwendig, das Gleiten einzelner Fasern unter starker Reibbelastung nach Möglichkeit vollständig zu vermeiden. Zu diesem Zweck werden alle Führungselemente (z. B. 132, 14, 31, 5), die einen größeren Richtungswechsel bewirken, als leichte und leicht drehbare Rollen ausgebildet. Die Führung über die Lieferwalzen 21, 22, 23 des Lieferwerkes 2 wird so gestaltet, dass sich die Einzelfasern eines Faserstranges 4 nebeneinanderliegend in großer Zahl auf der Oberfläche der Lieferwalzen 21, 22, 23 befinden. Der gleiche Grundsatz wird an den losen Rollen 31 verwirklicht. Hier wird die Fadennut 312 möglichst so breit ausgebildet, dass die Mehrzahl der zu einem Faserstrang 4 gehörenden Einzelfasern Kontakt mit der Oberfläche der losen 31 Rolle hat.
  • In 2 ist der beschriebene Vorgang nochmals unter Hervorhebung der wichtigen Wesensmerkmale anhand des Einzelfadens 4a in geringfügig abgewandelter Form dargestellt. Von 1 abweichend, ist die Art und Weise des Anschlages der losen Rolle 31a in der untersten Position realisiert.
  • Die am Zugseil 33 fest angeordnete Kugel 331 senkt sich bei der Abwärtsbewegung der losen Rolle 31 gegen den elastischen Anschlag 37. Der elastische Anschlag 37 verformt sich unter den bestehenden Belastungsverhältnissen nur wenige Millimeter mit nach unten und sorgt dafür, dass die Fadenspannung im Einzelfadenabschnitt 4' nicht schlagartig sondern allmählich reduziert und anschließend wieder aufgebaut wird. Hierdurch kann man die Einzelfasern eines Faserstranges zusätzlich vor Überlastung an der Oberfläche der Lieferwalzen 21, 22, 23 schützen. Das Belastungsniveau kann durch eine Verstellung des Fixpunktes 36 verändert werden.
  • Die Führung der losen Rollen 31 durch die Führungsstäbe 32, wie sie in den 4 und 5 gezeigt sind, ermöglicht eine relativ stabile Anordnung des ge samten Fadenzwischenspeichers 3. Mindestens zwei dieser Führungsstäbe 32 – so sie diagonal zur Rolle 31 angeordnet sind – sind geeignet, durch Führung der Nabe 314 und der Stirnfläche der Rolle 31 eine ausreichend exakte Positionierung der Rollen zu gewährleisten und eine gegenseitige Kollision auszuschließen. Man verwendet diese Ausführung, wenn die zwischenzuspeichernden Fadenlängen pro Zyklus sehr groß sind. Es ist jedoch möglich, die Führung der losen Rollen 31 auch zwischen gespannten Drähten 321 nach 6 zu realisieren. Eine solche Führungsanordnung ist zweckmäßig, wenn die Speicherlängen begrenzt sind und wenn man eine gute Bedienbarkeit der losen Rollen 31 im Fadenzwischenspeicher 3 gewährleisten will.
  • Wird aus irgendeinem Grund aus dem Fadenzwischenspeicher 3 mehr Fadenlänge abgezogen als zugeliefert wurde, liegt meist eine extreme Störung in der Führung des Einzelfadens 4 zwischen Spule und Lieferwerk vor. Gelangt dann die lose Rolle 31 in den Bereich einer der Lichtschranken 39 (1), kann diese Störung durch das Lieferwerk 2 nicht mehr ausgeglichen werden. Der durch eine dieser Lichtschranken 39 ausgelöste Impuls sorgt dann für das Abstellen der Maschine. Der Fehler kann durch das Bedienpersonal behoben werden.
  • Diese hier beschriebene Vorrichtung eignet sich in besonderer Weise für das Abziehen von Fasersträngen aus Glas- oder Carbonfasern. Deren Fasern sind regelmäßig nicht durch gegenseitiges Verdrehen oder durch andere Maßnahmen miteinander verbunden. Die Vorrichtung eignet sich für das Abziehen solcher, schwierig zu verarbeitender Faserstränge sowohl aus Abrollgattern als auch aus Gattern, in denen die Fäden – von meist konischen Spulen – überkopf abgezogen werden. Im letzteren Fall kann das Lieferwerk 2 die auf den unterschiedlich langen und unterschiedlich gerichteten Wegen zwischen den jeweiligen Spulen und dem Lieferwerk 2 entstehenden Spannungsdifferenzen der Einzelfäden 4 ausgleichen. An seinem Ausgang er scheinen dann Fadenscharen mit einheitlichem, gleichbleibendem und niedrigem Spannungsniveau der Einzelfäden 4'.
  • Als Fadenverbraucher können regelmäßig alle die Vorrichtungen und Anlagen zugeordnet werden, bei denen die Einzelfäden 4 in mehr oder weniger regelmäßigen Zyklen verarbeitet werden. In diesem Fall wählt man die Liefergeschwindigkeit des Lieferwerkes 2 geringfügig höher als den durchschnittlichen Fadenverbrauch während eines Verarbeitungszyklus.
  • Ein solcher Fall ist regelmäßig an Legevorrichtungen für Fadenscharen gegeben, die für die Herstellung von Multiaxialgewirken an Kettenwirkmaschinen dienen. Hier werden die Fadenscharen mittels eines sog. Schusslegers über die beiden Transportketten, die das Fadengelege zur Wirkmaschine führen, gelegt. In den Phasen des Richtungswechsels und Einhängens der Fadenscharen in die Haken dieser Transportketten sinkt der Fadenverbrauch vorübergehend auf Null. Nach Vollendung des Einhängevorganges mit sehr niedrigem Fadenverbrauch wird der Fadenleger bei sehr hohem Fadenverbrauch extrem beschleunigt um sehr schnell wieder zur anderen Transportkette zu gelangen und dort den Einhängevorgang zu wiederholen. Während des extrem hohen Fadenverbrauches – bei gleichzeitiger Auffüllung mit Durchschnittsgeschwindigkeit durch das Lieferwerk 2 – wird der zwischengespeicherte Einzelfaden 4' fast vollständig aufgebraucht. Die lose Rolle 31 erreicht ihre höchste Position deutlich unterhalb der Lichtschranke 39. Während des Richtungswechsels und des Einhängavorganges wird dieser Speicher wieder gefüllt und der Vorgang wiederholt sich wie beschrieben.
  • Bei derartigen Legevorrichtungen kommt es durch die unterschiedlichsten äußeren Einflüsse immer wieder dazu, dass bei der Einhängebewegung die Einzelfäden in geringfügig voneinander abweichenden Längen "verbraucht" werden. Diesem Mehrverbrauch beugt man vor, indem man die Lieferge schwindigkeit des Lieferwerkes 2 mittels Servomotor 24 regelmäßig etwas über dem ungestörten Durchschnittsverbrauch ansiedelt. Der Servomotor 24 garantiert dabei, dass auch bei unterschiedlichen Arbeitsgeschwindigkeiten des Verbrauchers – hier der Kettenwirkmaschine – die gewünschte Reserve regelmäßig verfügbar ist.
  • Wird in relativ kurzen Zeitabständen die Lichtschranke 39 ohne erkennbaren Grund wiederholt aktiviert, sollte man die Drehzahl des Servomotors 24 generell etwas erhöhen. Falls erforderlich kann man die Drehzahl des Servomotors 24 auch automatisch einregulieren. Eine Steuerung und entsprechende Sensoren können die Häufigkeit des Ansprechens der Anschläge 37 oder 38 und die der Lichtschranken auswerten und anhand dieser Ergebnisse die Drehzahl des Servomotors 24 einstellen.
  • 1
    Abrollgatter
    10
    Spule
    11
    Bremsscheibe
    12
    Bremsseil
    121
    Festpunkt
    13
    Spannhebel
    131
    Feder
    132
    Rolle
    133
    Spannpunkt
    14
    Führungsrolle
    2
    Lieferwerk
    21
    Lieferwalze
    22
    Lieferwalze
    23
    Lieferwalze
    24
    Servomotor
    241
    Zahnriemen
    25
    Zahnriemen (doppelseitig verzahnt)
    251
    Spannrolle
    252
    Kulisse
    3
    Fadenzwischenspeicher
    31, (a, b)
    lose Rollen/Belastungsmittel
    311
    Achse
    312
    Fadennut
    313
    Belastungsbügel
    314
    Nabe
    32
    Führungsstäbe
    321
    Führungsdrähte
    33
    Zugseil
    331
    Anschlag (Kugel)
    34
    Umlenkrolle
    341
    Lager
    35 (a, b)
    Feder/Belastungselement
    36
    Fixpunkt
    37
    Anschlag, elastisch/Entlastungsmittel
    38 (a, b)
    Anschlag, starr/Entlastungsmittel
    39
    Lichtschranke
    4
    Einzelfaden/Faserstrang (vor dem Lieferwerk)
    4' (a, b)
    Einzelfaden/Faserstrang (nach dem Lieferwerk)
    4''
    Einzelfaden/Faserstrang (nach dem Speicher, vom Fadenver
    braucher gezogen)
    5
    Fadenführer/Führungsrolle

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Abziehen von einzelnen, unverdrehten, flach ausgebreiteten Fasersträngen aus einem Abrollgatter (1) und zum differenziert diskontinuierlichen Bereitstellen von Scharen derselben für Fadenlegeanordnungen zur Herstellung von Multiaxial-Fadengelegen, mit einem aus mindestens zwei annähernd kontinuierlich mit Durchschnittsgeschwindigkeit des Fadenverbrauches angetriebenen Lieferwalzen (21, 22, 23) bestehenden Lieferwerk (2), deren Lieferwalzen (21, 22, 23) von der Schar der Einzelfäden (4) oder Faserstränge teilweise umschlungen werden, und mit einem dem Lieferwerk (2) im Fadenlauf nachgeordneten Fadenzwischenspeicher (3), der zwischen der Ausgangswalze (22) des Lieferwerkes (2) und einem weiteren Fadenführer eine Schlinge aus jedem Einzelfaden (4) oder jedem Faserstrang ausformt, dadurch gekennzeichnet, dass die Lieferwalzen (21, 22, 23) mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden, die geringfügig größer ist als die mittlere Fadengeschwindigkeit für einen vorgegebenen Verbrauchszyklus, dass der Fadenzwischenspeicher (3) für jeden Faserstrang umfasst: – eine massearme, lose Rolle (31), die den Scheitel der Schlinge führt, mit in der Bohrung der losen Rolle (31) geführter horizontaler Achse (311) und mit breiter Führungsnut für den Faserstrang, – stabförmige Führungsmittel (Führungsstäbe 32, Führungsdrähte 321) zur Führung der losen Rolle (31) entlang einer zum Scheitel der Schlinge gerichteten Bahn, die den Freiheitsgrad der Rollen jeweils im Winkel zwischen deren Achse (311) und je einer Stirnseite der losen Rolle (31) begrenzen, – Belastungsmittel (Feder 35, Belastungsbügel 313) zur einstellbaren, symmetrischen Belastung der Achse (311) der losen Rolle (31) in Richtung des Scheitels der Schlinge und – an sich bekannte Entlastungsmittel (Anschläge 37, 38) zum Entspannen des zum Lieferwerk (2) gerichteten Schenkels der Schlinge, die aktivierbar sind, wenn die Schlinge einen vorgebbaren Maximalwert erreicht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der losen Rolle (31) ein an deren Achse (311) angreifender Belastungsbügel (313) zugeordnet ist, an dessen freiem Ende als Belastungsmittel direkt oder indirekt eine Feder (35) mit flacher Federkennlinie und mit einem der maximalen Speichergröße angepassten Federweg angreift.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsmittel zur Begrenzung des Weges der losen Rolle (31) als starre Anschläge (38) ausgebildet sind und sich am Umfang der Rolle (31) abstützen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsmittel zur Begrenzung des Weges der losen Rolle (31) als elastischer Anschlag (37) ausgebildet sind und sich am Zugmittel (Anschlag 331) zur Achse (311) der Rolle (31) abstützen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Lieferwalzen (21, 22, 23) über einen digital steuerbaren Servomotor (24) erfolgt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lieferwerk (2) aus drei Lieferwalzen (21, 22, 23) besteht, von denen jeweils eine Lieferwalze (22) am wirksamen Umfang mit einem höheren Reibwert versehen ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bewegungsbereich aller losen Rollen (31) nahe der minimalen Schlingengröße mindestens eine Lichtschranke (39) angeordnet ist, die das Stillsetzen der Maschine auslöst.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass den um ihre Achsen drehbaren Spulen (10) des Abrollgatters (1) Bremsen (Bremsscheibe 11, Bremsseil 12) zugeordnet sind und dass die Bremsen (11, 12) der Spulen (10) in Abhängigkeit von einer niedrigen Spannung des abgezogenen Einzelfadens (4) aktivierbar sind.
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