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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Prozessieren mehrerer Rovings.
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Rovings sind Bündel, Stränge oder Multifilamentgarne aus einer Vielzahl von nebeneinander verlaufenden Filamenten. In der vorliegenden Erfindung sind die Rovings einerseits Arbeitsrovings, die die Vorrichtung durchlaufen und beispielsweise zu einem Faserverbundhalbzeug verarbeitet werden, und andererseits Reserverovings, durch die die Arbeitsrovings ersetzt werden bzw. die an die Arbeitsrovings angesetzt werden, wenn die jeweiligen Arbeitsrovings auslaufen.
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Im Stand der Technik ist es bekannt, Reserverovings an Arbeitsrovings anzubinden. Man verwendet hierzu Spleißverfahren. Beim Spleißen von Rovings werden jeweils zwei Rovingenden, also beispielsweise ein Arbeitsrovingende mit einem Reserverovinganfang, miteinander verbunden. Beim Spleißen kommt Spleißluft, das heißt Druckluft, zum Einsatz, mit der ein wechselseitiges Verwirren, Verhaken, Verwirbeln und/oder Umwinden von Fasern bzw. Filamenten der zu verbindenden Rovingenden, bewirkt wird.
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Aus der Druckschrift
DE 3905637 A1 ist ein Spleißverfahren und eine zugehörige Vorrichtung bekannt, bei denen vor dem Spleißen die beiden Fadenendteile mit einem Lösungsmittel oder einer Lösung zum Auflösen eines Schlichtemittels behandelt und danach pneumatisch rückgedreht werden.
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Die Druckschrift
WO 2011/106523 A1 beschreibt ein Spleißverfahren für Kohlenstofffaserkabel und eine dazugehörige Vorrichtung, bei denen die Fadenenden vor dem Spleißen durch Klingen verdünnt werden, um ein Faserkabel mit gleichmäßiger Dicke zu erhalten.
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Die Druckschrift
DE 3528619 A1 offenbart eine Spleißvorrichtung, bei der der Spleißkopf mit einer regelbaren Wärmequelle gekoppelt ist, sodass mit erhitzter Spleißluft gespleißt wird.
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Aus der Druckschrift
DE 3840035 A1 ist eine Spleißvorrichtung zum Verbinden textiler Fäden oder Garne mittels Druckluft bekannt, der eine Flüssigkeit beigemischt ist. Die Spleißkammer ist dabei in einer während des Spleißvorganges dicht verschließbaren Wanne angeordnet, von welcher eine Ablassleitung für die Druckluft-Flüssigkeits-Mischung ausgeht.
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In der Druckschrift
WO 2011/014638 A1 wird eine Spleißverbindung für Glasfaserrovings vorgeschlagen, bei der eine durch pneumatisches Spleißen hergestellte Verbindung mittels Klebstoff verstärkt wird.
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In der Druckschrift
DE 4226025 A1 ist eine Vorrichtung zum Spleißen von Multifilamentgarnen mit zwei in einem Abstand angeordneten Spleißkammern mit jeweils eigener Fluidzuführung enthalten, wobei der Freiraum zwischen den beiden Spleißkammern mit einem Schaumkörper ausgefüllt ist.
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Die Druckschrift
EP 2067730 B1 befasst sich mit einer Luftspleißvorrichtung zum Verspleißen von Glasfaserrovingsträngen mit zwei nebeneinander in einem Spleißkanal angeordneten Spleißkammern mit jeweils eigener unabhängiger Druckluftzufuhr und mit äußeren Strangklemmen vor und hinter den beiden Spleißkammern und einer oder mehreren Strangklemmen zwischen den beiden Spleißkammern.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prozessieren mehrerer Rovings zur Verfügung zu stellen, welche ohne großen Aufwand ein automatisches Anbinden mehrerer Reserverovings an zugehörige Arbeitsrovings ohne Unterbrechung des Produktionsprozesses ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird zum einen durch ein Verfahren zum Prozessieren mehrerer Rovings in einer Vorrichtung gelöst, wobei
- - durch mehrere Abspulvorgänge von einem Spulengatter wenigstens zwei Arbeitsrovings und wenigstens zwei Reserverovings bereitgestellt werden, wobei jedem Arbeitsroving ein Reserveroving zugeordnet ist; und
- - bei einem Rovingverbindungsvorgang mit einer Spleißleiste, die in einer 90° zu einer Rovinghauptförderrichtung liegenden Breitenrichtung der Vorrichtung horizontal ausgerichtet ist, die jeweiligen Arbeitsrovings mit den jeweils zugeordneten Reserverovings in wenigstens einer den auszubildenden Arbeitsroving/Reserveroving-Paaren zugeordneten, jeweils zwei Spleißeinheitteile aufweisenden Spleißeinheit der Spleißleiste verspleißt werden, wobei
- - in einem Reserverovingfixierschritt die mit den Arbeitsrovings zu verspleißenden Reserverovings an der Spleißleiste fixiert werden;
- - bei einem Abbremsvorgang die Fördergeschwindigkeit der jeweils mit den zugeordneten Reserverovings zu verspleißenden Arbeitsrovings von einer Grundgeschwindigkeit auf eine Spleißgeschwindigkeit abgebremst wird;
- - in wenigstens einem Ausrichtschritt die Spleißleiste mit den daran jeweils fixierten Reserverovings von einer Grundstellung auf die Spleißgeschwindigkeit beschleunigt und in eine Spleißebene gebracht wird;
- - in einem Heranfahrschritt wenigstens eines der Spleißeinheitteile an das andere Spleißeinheitteil heranbewegt wird;
- - in einem Spleißschritt die jeweiligen Arbeitsrovings mit den jeweils zugeordneten Reserverovings in der Spleißposition durch Druckluftzuführung verspleißt werden; und
- - in einem Wegfahrschritt wenigstens eines der Spleißeinheitteile von dem anderen Spleißeinheitteil wegbewegt wird;
- - nach dem Rovingverbindungsvorgang in einem Freigabevorgang die mit den Arbeitsrovings verspleißten Reserverrovings von der Spleißleiste gelöst und als neue Arbeitsrovings weiterverwendet werden; und
- - die Spleißleiste nach dem Freigabevorgang in die Grundstellung gebracht wird.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Spleißleiste mit den daran jeweils fixierten Reserverovings in dem Ausrichtschritt in eine Ausrichtposition gebracht, in der sich die Arbeitsrovings und die damit zu verspleißenden Reserverovings parallel zueinander befinden.
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Vorzugsweise wird die Spleißleiste in dem Ausrichtschritt mit einem Trägertisch bewegt, wobei auf dem Trägertisch wenigstens eine Linearführung für wenigstens eines der Spleißeinheitteile vorgesehen ist, mit der dieses wenigstens eine Spleißeinheitteil in dem Heranfahrschritt und dem Wegfahrschritt bewegt wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zu verspleißenden Reserverovings mittels in der Rovinghauptförderrichtung jeweils vor und nach der jeweiligen Spleißeinheit vorgesehene Reserverovingführungselemente geführt.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn in einem zwischen dem Spleißschritt und dem Wegfahrschritt stattfindenden Klemmschritt mit wenigstens einer in der Vertikalrichtung schließenden Rovingklemme die jeweiligen Arbeitsrovings und die jeweils damit verspleißten Reserverovings in der Spleißposition geklemmt werden und in einem dem Klemmschritt nachfolgenden Trennschritt in dieser geklemmten Position ein in der Rovinghauptförderrichtung nach der jeweiligen Spleißeinheit liegender Endabschnitt des jeweiligen Arbeitsrovings und ein in der Rovinghauptförderrichtung vor der jeweiligen Spleißeinheit liegender Anfangsabschnitt des mit diesem Arbeitsroving verspleißten Reserverovings abgeschnitten werden.
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Eine große Prozessreinheit wird erzielt, wenn während und/oder nach dem Trennschritt die an den Arbeitsroving/Reserveroving-Paaren verbliebenen Rovingenden der Arbeitsrovings und der damit jeweils verspleißten Reserverovings abgesaugt werden.
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Besonders stabile Verbindungen zwischen Arbeitsrovings und Reserverovings werden erzeugt, wenn vor dem Reserverovingfixierschritt von den zu verspleißenden Reserverovings eine daran vorgesehene Schlichte aufgebrochen wird.
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Die Schlichte kann besonders geeignet im laufenden Produktionsprozess aufgebrochen werden, wenn die Reserverovings in einer S-förmigen Bahn jeweils über mehrere, zueinander versetzte Umlenkrollen gezogen werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Arbeitsrovings und die Reserverovings in der Rovinghauptförderrichtung vor der Spleißleiste kammförmige Vorspleißpositioniereinheiten durchlaufen, wobei die Stellung der Arbeitsrovings und der Reserverovings in der Breitenrichtung relativ zu der wenigstens einen Spleißeinheit der Spleißleiste ausgerichtet wird.
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Zusätzliche Vorteile ergeben sich, wenn die gespleißten Rovings in der Rovinghauptförderrichtung nach der Spleißleiste eine kammförmige Endpositioniereinheit durchlaufen.
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Vorzugsweise wird mit jeweils wenigstens einem, mit einer Steuereinrichtung der Vorrichtung gekoppelten mechanischen Sensor jeweils eine von einer Arbeitsrovingspule abgespulte Rovinglänge erfasst und/oder mit jeweils wenigstens einem, mit einer Steuereinrichtung der Vorrichtung gekoppelten optischen Sensor an Abspulstellen der Arbeitsrovingspulen ein Bewicklungszustand der jeweiligen Arbeitsrovingspulen überwacht.
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In vorteilhaften Ausbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Reserverovings gleichzeitig oder kaskadenartig an die jeweils zugeordneten Arbeitsrovings gespleißt.
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Besonders effizient ist es, wenn die Reserverovings in einer einzigen Ebene an die jeweils zugeordneten Arbeitsrovings gespleißt werden.
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Günstig ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn bei dem Freigabevorgang ein erstes Reserverovingführungselement von einer Position unterhalb der Spleißebene in eine Position oberhalb der Spleißebene bewegt und dann in der Breitenrichtung aus der Spleißebene heraus bewegt wird.
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Die Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung zum Prozessieren mehrerer Rovings mit
- - einem Spulengatter, das wenigstens zwei Arbeitsrovingspulen, auf welchen jeweils ein Arbeitsroving aufgewickelt ist, und wenigstens zwei Reserverovingspulen, auf welchen jeweils ein Reserveroving aufgewickelt ist, aufweist, wobei jedem Arbeitsroving ein Reserveroving zugeordnet ist;
- - einer Spleißleiste, die in einer 90° zu einer Rovinghauptförderrichtung der Vorrichtung liegenden, horizontalen Breitenrichtung der Vorrichtung ausgerichtet ist, wenigstens eine Spleißeinheit mit jeweils zwei Spleißeinheitteilen aufweist und in der Rovinghauptförderrichtung sowie in einer 90° zu der Rovinghauptförderrichtung ausgerichteten Vertikalrichtung der Vorrichtung bewegbar ist, wobei
- - wenigstens eines der Spleißeinheitteile in der Breitenrichtung der Vorrichtung auf das andere Spleißeinheitteil zu und von diesem weg bewegbar ist und wenigstens eines der Spleißeinheitteile mit Druckluft versorgbar ist;
- - in der Rovinghauptförderrichtung jeweils nach der jeweiligen Spleißeinheit wenigstens eine in der Rovinghauptförderrichtung öffnende und schließende Rovingklemme und wenigstens eine in der Breitenrichtung schneidende Rovingschere vorgesehen ist; und
- - in der Rovinghauptförderrichtung vor der jeweiligen Spleißeinheit wenigstens ein in der Rovinghauptförderrichtung und der Vertikalrichtung von einer Position unterhalb einer Spleißebene in eine Position oberhalb der Spleißebene bewegbares und in der Breitenrichtung aus der Spleißebene heraus bewegbares erstes Reserverovingführungselement vorgesehen ist,
gelöst.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die wenigstens eine Spleißeinheit auf einem in der Rovinghauptförderrichtung und der Vertikalrichtung der Vorrichtung bewegbaren Trägertisch vorgesehen und auf dem Trägertisch ist eine Linearführung vorgesehen, mit der wenigstens eines der Spleißeinheitteile in der Breitenrichtung der Vorrichtung bewegbar ist.
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Vorzugsweise ist in der Rovinghauptförderrichtung jeweils vor und nach der jeweiligen Spleißeinheit wenigstens ein zweites und drittes Reserverovingführungselement zum Führen des jeweiligen Reserverovings zwischen den Spleißeinheitteilen der jeweiligen Spleißeinheit vorgesehen.
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Die Reserverovings werden besonders sicher geklemmt, wenn in der Rovinghauptförderrichtung jeweils vor und nach der jeweiligen Spleißeinheit wenigstens eine in der Breitenrichtung der Vorrichtung öffnende und schließende Rovingklemme zum Klemmen der jeweiligen Reserverovings vorgesehen ist.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn in der Rovinghauptförderrichtung jeweils vor der jeweiligen Spleißeinheit wenigstens eine in der Breitenrichtung öffnende und schließende Rovingklemme zum Klemmen der jeweiligen Arbeitsrovings in der Rovinghauptförderrichtung jeweils vor und nach der jeweiligen Spleißeinheit wenigstens eine in der Breitenrichtung oder der Vertikalrichtung schneidende Rovingschere vorgesehen ist.
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Um eine hohe Prozesssauberkeit zu erzielen, ist in Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung an oder über der Spleißleiste eine Absaugung vorgesehen.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Rovinghauptförderrichtung vor der Spleißleiste eine Schlichteaufbrecheinrichtung für die Reserverovings vorgesehen.
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Die Schlichteaufbrecheinrichtung weist in einer bevorzugten Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mehrere, versetzt zueinander angeordnete Umlenkrollen auf.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der Rovinghauptförderrichtung vor der Spleißleiste in der Breitenrichtung verschiebbare, kammförmige Vorspleißpositioniereinheiten zur Führung der Arbeitsrovings und der Reserverovings vorgesehen.
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Günstig ist es auch, wenn bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Rovinghauptförderrichtung nach der Spleißleiste eine kammförmige Endpositioniereinheit zur Führung der gespleißten Rovings vorgesehen ist.
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Vorzugsweise weist eine Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wenigstens einen, mit einer Steuereinrichtung der Vorrichtung gekoppelten mechanischen Sensor auf, mit dem jeweils eine von einer Arbeitsrovingspule abgespulte Rovinglänge erfassbar ist, und/oder an Abspulstellen der Arbeitsrovingspulen jeweils wenigstens ein optischer Sensor vorgesehen ist, der mit einer Steuereinrichtung der Vorrichtung gekoppelt ist.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, eine Mehrzahl von Reserverovings, wie beispielsweise 50 k bis 60 k Carbonfaserrovings, an entsprechend viele Arbeitsrovings mit Hilfe der Spleißtechnologie ohne Unterbrechung des Produktionsvorganges anzubinden. Dabei ist nur ein geringer Eingriff des jeweiligen Bedieners der Vorrichtung notwendig.
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Bei der vorliegenden Erfindung werden die Arbeits- und Reserverovings von einem vorzugsweise elektronisch geregelten Spulengatter abgezogen, bei dem die Bewicklung der Arbeitsrovingspulen vorzugsweise überwacht wird.
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Ist die Bewicklung der jeweiligen Arbeitsrovingspulen zu gering, wird die gesamte Vorrichtung von einer Grundgeschwindigkeit, wie 25 m/min, auf eine Spleißgeschwindigkeit, wie 0,5 m/min, abgebremst. Ist dies abgeschlossen, wird der automatische Wechselprozess eingeleitet. Die Spleißleiste, in der bereits die Reserverovings durch einen Bediener eingelegt und fixiert wurden, wird von ihrer stehenden Grundstellung auf die Spleißgeschwindigkeit beschleunigt und in die Spleißebene gefahren.
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Anschließend wird vorzugsweise die Absaugung eingeschaltet und der Spleißprozess erfolgt.
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Die Spleißleiste fährt während des Spleißschrittes synchron mit den Arbeitsrovings mit, sodass kein Verzug zwischen dem jeweiligen Arbeitsroving und dem zugehörigen Reserveroving stattfinden kann.
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Ist der Spleißprozess innerhalb der Spleißleiste abgeschlossen, werden vorzugsweise die Reste der Arbeitsrovings von dem Spulengatter zurückgespult, die Spleißleiste in ihre Grundstellung gefahren und die Absaugung ausgeschaltet.
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Bevorzugt ist es ferner, wenn anschließend die Reserverovings über den Spleißeinheiten der Spleißleiste kalibriert werden.
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Daraufhin werden die Reserverovings, die als neue Arbeitsrovings fungieren, auf die Grundgeschwindigkeit der Vorrichtung beschleunigt.
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Anschließend können auf einfache Weise die Hülsen der früheren Arbeitsrovings von dem Spulengatter durch einen Bediener entfernt und neue Rovinghülsen auf das Spulengatter aufgesteckt werden. Danach ist es von Vorteil, wenn die Enden der neuen Reserverovings durch eine Schlichteaufbrechvorrichtung, vorzugsweise einen S-Schlag, gezogen werden, wodurch die Schlichte von den Faserfilamenten aufgebrochen wird.
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Daraufhin können die Reserverovings, wie beispielsweise Carbonfaserrovings, in die vorzugsweise seitlich herausgefahrene Spleißleiste eingelegt und daran fixiert werden.
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Ist dies abgeschlossen, kann die Spleißeinrichtung unter den Arbeitsrovings positioniert werden und der automatische Rovingwechselprozess ist beendet.
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, deren Aufbau, Funktion und Vorteile werden im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert, wobei
- 1 schematisch eine Seitenansicht einer Spleißeinrichtung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht zeigt;
- 2 schematisch die Spleißeinrichtung aus 1 in einer Draufsicht zeigt;
- 3 schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht zeigt; und
- 4 schematisch die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus 3 in einer Draufsicht zeigt.
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Die 1 und 2 zeigen schematisch eine Spleißeinrichtung 10 einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einer Seitenansicht und in einer Draufsicht.
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Die Spleißeinrichtung 10 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf eine Rovinghauptförderrichtung bzw. Arbeitsrichtung X der Vorrichtung 1, eine quer zu der Rovinghauptförderrichtung X ausgerichtete Breitenrichtung Z der Vorrichtung 1 und eine vertikal zu der durch die Rovinghauptförderrichtung X und die Breitenrichtung Z aufgespannten X-Z-Ebene ausgerichtete Vertikalrichtung Y der Vorrichtung 1 beschrieben.
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Die Spleißeinrichtung 10 weist einen Trägertisch 2 auf. Wie es in 1 erkennbar ist, ist der Trägertisch 2 in der Vertikalrichtung Y als auch in der Breitenrichtung Z verfahrbar.
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Der Trägertisch 2 weist wenigstens eine Linienführung 21 auf. Die Linienführung 21 ist in der Breitenrichtung Z der Vorrichtung 1 ausgerichtet. Auf der Linienführung 21 des Trägertisches 2 ist ein erstes Spleißeinheitteil 31 einer Spleißeinheit der Spleißeinrichtung 10 vorgesehen. Das erste Spleißeinheitteil 31 ist auf der Linienführung 21 in der Breitenrichtung Z der Vorrichtung 1 verfahrbar.
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Ferner ist auf dem Trägertisch 2 ein zweites Spleißeinheitteil 32 der Spleißeinheit vorgesehen. In der gezeigten Ausführungsform ist das zweite Spleißeinheitteil 32 mit dem Trägertisch 2 verfahrbar. Relativ zu dem Trägertisch 2 ist das zweite Spleißeinheitteil 32 nicht beweglich.
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Das zweite Spleißeinheitteil 32 ist an eine Druckluftversorgung angeschlossen.
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Über den Spleißeinheitteilen 31, 32 ist eine Absaugung 9 vorgesehen.
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In den 1 und 2 ist der Übersichtlichkeit halber nur eine Spleißeinheit der Spleißeinrichtung 10 dargestellt. Die erfindungsgemäße Spleißeinrichtung 10 weist jedoch mehrere, nebeneinander angeordnete Spleißeinheiten auf, die eine beispielsweise in den 3 und 4 gezeigte Spleißleiste 30 der Vorrichtung 1 ausbilden. Die Spleißleiste 30 ist in der 90° zu der Rovinghauptförderrichtung X liegenden Breitenrichtung Z der Vorrichtung 1 horizontal ausgerichtet. Die einzelnen Spleißeinheiten der Spleißleiste 30 sind gleich aufgebaut und funktionieren gleichartig, sodass die Ausführungen, die anhand der 1 und 2 zu der dort gezeigten Spleißeinheit erfolgen, auch für alle weiteren Spleißeinheiten der Spleißeinrichtung 10 gelten. Mit der Spleißleiste 30 können mehrere Rovings verspleißt werden, was im Folgenden noch näher beschrieben ist.
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In der Rovinghauptförderrichtung X vor dem Trägertisch 2 und damit auch vor der Spleißeinheit ist ein erstes Reserverovingführungselement 41 vorgesehen. Das erste Reserverovingführungselement 41 ist in der Rovinghauptförderrichtung X und der Vertikalrichtung Y von einer Position unterhalb einer Spleißebene der Vorrichtung 1 in eine Position oberhalb der Spleißebene bewegbar. Darüber hinaus ist das erste Reserverovingführungselement 41 in der Breitenrichtung Z der Vorrichtung 1 aus der Spleißebene heraus bewegbar.
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In der Rovinghauptförderrichtung X der Vorrichtung 1 ist an dem Trägertisch 2 vor der Spleißeinheit ein zweites Reserverovingführungselement 42 und nach der Spleißeinheit ein drittes Reserverovingführungselement 43 zum Führen jeweils eines Reserverovings 5 zwischen den Spleißeinheitteilen 31, 32 der jeweiligen Spleißeinheit vorgesehen.
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Zudem ist in der Rovinghauptförderrichtung X der Vorrichtung 1 jeweils nach der jeweiligen Spleißeinheit an dem Trägertisch 2 wenigstens eine dritte, in der Vertikalrichtung Y der Vorrichtung 1 öffnende und schließende Rovingklemme 73 zum Klemmen der jeweiligen Arbeitsrovings vorgesehen.
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In der Rovinghauptförderrichtung X der Vorrichtung 1 ist jeweils vor und nach der jeweiligen Spleißeinheit wenigstens eine in der Rovinghauptförderrichtung X der Vorrichtung 1 öffnende und schließende erste bzw. zweite Rovingklemme 71, 72 zum Klemmen der jeweiligen Reserverovings 5 vorgesehen.
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Zudem ist in der Rovinghauptförderrichtung X jeweils vor der jeweiligen Spleißeinheit wenigstens eine in der Vertikalrichtung Y schneidende Rovingschere 81 vorgesehen.
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Außerdem ist in der Rovinghauptförderrichtung X jeweils nach der jeweiligen Spleißeinheit wenigstens eine in der Breitenrichtung Z schneidende Rovingschere 82 vorgesehen.
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Die 3 und 4 zeigen schematisch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einer Seitenansicht und in einer Draufsicht.
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Die Vorrichtung 1 weist eine Spleißeinrichtung 10 mit einer Spleißleiste 30 auf. Die Spleißleiste 30 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel sechs Spleißeinheiten auf, die wie oben beschrieben aufgebaut sind. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Spleißleiste auch nur eine Spleißeinheit oder eine andere Anzahl von Spleißeinheiten aufweisen.
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Der Spleißeinrichtung 10 werden durch ein in der Rovinghauptförderrichtung X vor der Spleißeinrichtung 10 vorgesehenes Spulengatter 56 Arbeitsrovings 6 von Arbeitsrovingspulen 60 und Reserverovings 5 von Reserverovingspulen 50 zugeführt. Das Spulengatter 56 der gezeigten Ausführungsform ist ein automatisch gesteuertes Spulengatter mit elektronisch gesteuerten Arbeitsrovingspulen 60 und Reserverovingspulen 50. Entsprechend der sechs Spleißeinheiten weist das gezeigte Spulengatter 56 sechs Arbeitsrovingspulen 60 und sechs Reserverovingspulen 50. Je nach Anzahl der Spleißeinheiten kann in anderen Ausführungsformen der Erfindung auch eine andere Anzahl von Abspuleinheiten verwendet werden.
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Das gezeigte Spulengatter 56 weist außerdem Bewicklungssensoren auf, die die Bewicklung der Arbeitsrovingspulen 60 und der Reserverovingspulen 50 überwachen.
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In der gezeigten Ausbildung der Vorrichtung 1 befinden sich an einem Gestell 91 des Spulengatters 56 dessen Steuerung 92. Zwei optische Sensoren 93 sind als Bewicklungssensoren an den letzten beiden gegenüber liegenden Spulstellen angebracht. Anstelle oder zusätzlich zu den optischen Sensoren 93 können auch mechanische Bewicklungssensoren eingesetzt werden.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Arbeitsrovings 6 als auch die Reserverovings 5 Carbonfaserrovings bzw. Kohlefaserrovings, können jedoch in anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch aus einem anderen Material bestehen. Die in der gezeigten Ausbildung der Erfindung eingesetzten Carbonfaserrovings sind 50 k bis 60 k Carbonfaserrovings.
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Am ausgangsseitigen Ende des Spulengatters 56 sind jeder Seite, also einerseits den Arbeitsrovingspulen 60 und andererseits den Reserverovingspulen 50, nicht verschiebbare Anfangspositioniereinheiten 21, 22 zugeordnet, welchen jeweils eine Leitwalze 23, 24 pro Seite nachgeordnet ist.
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Nach den Leitwalzen 23, 24 weist die Vorrichtung 1 in der Rovinghauptförderrichtung X vor der Spleißeinrichtung 10 Vorspleißpositioniereinheiten 15, 16 auf, über welche die Reserverovings 5 und die Arbeitsrovings 6 jeweils laufen. Die Vorspleißpositioniereinheiten 15, 16 sind jeweils in der Breitenrichtung Z der Vorrichtung 1 verschiebbar und kammförmig ausgebildet. Sie dienen der Führung der Reserverovings 5 und der Arbeitsrovings 6. Mittels der Vorspleißpositioniereinheiten 15, 16 kann insbesondere die Stellung der Reserverovings 5 relativ zu den Spleißeinheiten des Spleißeinrichtung 10 kalibriert werden. Die Verschiebbarkeit der Vorspleißpositioniereinheiten 15, 16 dient auch zur Erleichterung beim Einlegen neuer Reserverovings 5.
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Darüber hinaus weist die Vorrichtung 1 in der Rovinghauptförderrichtung X nach den Vorspleißpositioniereinheiten 15, 16 und vor der Spleißeinrichtung 10 eine Schlichteaufbrecheinrichtung 18 zum Aufbrechen einer Schlichte auf den Reserverovings 5 auf. Die Schlichteaufbrecheinrichtung 18 weist in der gezeigten Ausführungsform mehrere, versetzt zueinander angeordnete Umlenkrollen auf und bildet dadurch einen S-Schlag. Die Rovingenden der Reserverovings 5 werden vor dem Spleißen über die Schlichteaufbrecheinrichtung 18 gezogen, wobei die Schlichten auf den hier verwendeten Carbonfaserrovings aufgebrochen wird. Dies bewirkt eine bessere Reproduzierbarkeit des Spleißprozesses.
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Weiterhin ist bei der Vorrichtung 1 in der Rovinghauptförderrichtung X nach der Spleißeinrichtung 10 eine kammförmige Endpositioniereinheit 17 angeordnet. Über die Endpositioniereinheit 17 laufen die Arbeitsrovings 6 bzw. nach dem Verspleißen die aus den ehemaligen Reserverovings 5 ausgebildeten neuen Arbeitsrovings 6'. An der Endpositioniereinheit 17 erfolgt noch einmal eine Kalibrierung der Ausrichtung der Arbeitsrovings 6, 6' gegenüber den Spleißeinheiten der Spleißeinrichtung 10. Durch diese Maßnahme laufen die Arbeitsrovings 6, 6` immer exakt über den Spleißeinheiten der Spleißleiste 30 und ermöglichen so eine Automatisierung des Spleißprozesses. Der Endpositioniereinheit 17 ist eine kalibrierende Leitwalze 25 nachgeordnet.
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Die Arbeitsrovings 6, 6' laufen dann in eine verarbeitende Anlage 20, die Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 sein kann oder bereits eine neue Vorrichtung ist.
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Neben den oben aufgeführten Teilen weist die Vorrichtung 1 noch weitere, hier nicht gezeigte Teile auf.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
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In einem Reserverovingfixierschritt des Verfahrens befindet sich die Spleißleiste in einer Rüstposition. In dieser Rüstposition sind die Spleißeinheitteile 31, 32 voneinander beabstandet und die Rovingklemmen 41, 42, 43 geöffnet. Der Trägertisch 2 ist in der Breitenrichtung Z der Vorrichtung 1 aus der X-Y-Spleißebene herausgefahren. In der Rüstposition werden die mit den Arbeitsrovings 6 zu verspleißenden Reserverovings 5 an der Spleißleiste 30 fixiert. Hierzu werden die Reserverovings in die Spleißleiste 30, die sich während des Reserverovingfixierschrittes unterhalb einer Spleißebene der Vorrichtung 1 befindet, gelegt, dabei über die ersten, zweiten und dritten Reserverovingführungselemente 41, 42, 43 geführt und dann mittels der Rovingklemmen 71, 72 an dem Trägertisch 2 fixiert.
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Von den Arbeitsrovingspulen 60 des Spulengatters 56 werden in einer Grundstellung der Vorrichtung 1 wenigstens zwei, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel sechs, Arbeitsrovings 6 abgespult. Die Arbeitsrovings 6 durchlaufen die Vorrichtung 1 mit einer Fördergeschwindigkeit in der Höhe einer Grundgeschwindigkeit. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Grundgeschwindigkeit 25 m/min. Die Grundgeschwindikgeit kann in anderen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens auch eine andere Höhe aufweisen.
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In dieser Grundstellung der Vorrichtung 1 liegen die Reserverovings 5 fixiert auf der Spleißleiste 30. Dabei befindet sich der Trägertisch 2 in einer Warteposition unterhalb der Spleißebene der Vorrichtung 1. In dieser Warteposition bewegt sich der Trägertisch 2 nicht.
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In der Grundstellung sind die ersten und die zweiten Rovingklemmen 71, 72, mit welchen die Reserverovings 5 zwischen den Spleißeinheitteilen 31, 32 geklemmt sind, geschlossen. Die dritte Rovingklemme 73 ist in einer oberen Position, also nicht geschlossen. Die Rovingschere 81 ist geöffnet und befindet sich in einer oberen Position. Die Rovingschere 82 ist geöffnet. Das erste Reserverovingführungselement 41 befindet sich in einer in 1 zu sehenden Grundposition. Das erste Spleißeinheitteil 31 ist gegenüber dem zweiten Spleißeinheitteil 32 in der Breitenrichtung Z der Vorrichtung 1 versetzt. Die Druckluftzufuhr zu dem Spleißeinheitteil 32 ist ausgeschaltet. Die Absaugung 9 ist ausgeschaltet.
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In der Grundstellung, in welcher die Arbeitsrovings 6 kontinuierlich abgespult werden und ein Ende der Arbeitsrovingspulen 60 noch nicht erreicht ist, melden die optischen Sensoren 93 kein Signal.
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In der Grundstellung werden die Reserverovingspulen 50 nicht abgespult.
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Wird durch einen oder mehrere der optischen Sensoren 93 festgestellt, dass die Bewicklung einer oder mehrerer Arbeitsrovingspulen 60 nicht mehr ausreichend ist, wird durch den entsprechenden Sensor 93 ein Signal an die Steuereinrichtung 92 der Vorrichtung 1 ausgegeben.
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Die Steuereinrichtung 92 bremst daraufhin den oder die entsprechenden Arbeitsroving(s) 6 in einem Abbremsvorgang bis auf eine Spleißgeschwindigkeit ab. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt die Spleißgeschwindigkeit 0,5 m/min. Die Spleißgeschwindigkeit kann in anderen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens auch eine andere Höhe aufweisen.
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Daraufhin wird der Trägertisch 2 in einem Ausrichtschritt in eine Spleißposition in einer X-Y-Spleißebene der Vorrichtung 1 verfahren. In dieser Spleißposition wird der Trägertisch 2 auf die Spleißgeschwindigkeit beschleunigt. Das heißt, der Trägertisch 2 mit den Spleißeinheiten und den geklemmten Reserverovings 5 fährt mit den Arbeitsrovings 6 synchron mit. Dabei werden die mit den auslaufenden Arbeitsrovings 6 zu verspleißenden Reserverovings 5 von den entsprechenden Reserverovingspulen 50 abgewickelt.
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Die Schlichte der Reserverovings 5 wird vor dem Spleißen aufgebrochen, indem die Reserverovings über die Schlichteaufbrecheinrichtung 18 gezogen werden.
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In der Spleißposition wird im Folgenden die Spleißverbindung in einem Rovingverbindungsvorgang hergestellt. Bei diesem Rovingverbindungsvorgang wird zunächst das erste Spleißeinheitteil 31 in einem Heranfahrschritt in der Breitenrichtung Z der Vorrichtung 1 an das zweite Spleißeinheitteil 32 herangesetzt. Dem zweiten Spleißeinheitteil 32 wird dann in einem Spleißschritt für eine Spleißzeit von ca. 3 Sekunden Druckluft zugeführt. Die Absaugung 9 ist hierbei eingeschaltet. Die Arbeitsrovings 6 und die Reserverovings 5 werden dabei kontinuierlich abgewickelt. Die Vorrichtung steht nicht still.
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Das heißt, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Reserverovings 5 ohne Anhalten des Produktionsprozesses an die Arbeitsrovings 6 angebunden. Die Anbindung der mehreren Reserverovings 5 an die entsprechenden Arbeitsrovings 6 kann gleichzeitig oder kaskadenartig erfolgen. Vorzugsweise, aber nicht unbedingt erfolgt das Anbinden der Reserverovings 5 an die entsprechenden Arbeitsrovings 6 in einer Ebene. Um die Reserverovings 5 mit den entsprechenden Arbeitsrovings 6 zu verspleißen, können diese jeweils parallel neben- oder übereinander in die jeweilige Spleißeinheit eingeführt werden.
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Nach dem Verspleißen wird die Druckluftzufuhr zu dem zweiten Spleißeinheitteil 32 abgeschaltet. Die Absaugung 9 bleibt zunächst eingeschaltet. Der oder die dem ursprünglichen Arbeitsroving 6 zugeordneten Sensor(en) 93 wird/werden deaktiviert, der oder die dem aus dem bisherigen Reserveroving 5 hervorgegangenen neuen Arbeitsroving 6' zugeordneten Sensor(en) 93 wird/werden aktiviert. Die entsprechende ehemalige Reserverovingspule 50 wickelt weiter ab.
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Nach dem Verspleißen, wo sich der Trägertisch noch in der Spleißposition befindet, erfolgt in einem Trennschritt ein Trennen der Rovingenden an den verspleißten Arbeitsroving/Reserveroving-Paaren. Hierzu wird die dritte Rovingklemme 73 in eine untere Position gebracht und dadurch geschlossen. Die dritte Rovingklemme 73 klemmt in dieser geschlossenen Position sowohl den Arbeitsroving 6 als auch den zugehörigen Reserveroving 5. Die Rovingschere 82 wird geschlossen. Die Rovingschere 81 wird ebenfalls in Schneidposition gebracht. Dabei werden die jeweiligen Rovingenden abgeschnitten. Die Schneidreste werden durch die Absaugung 9 abgesaugt.
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In einem nachfolgenden Wegfahrschritt wird das erste Spleißeinheitteil 31 von dem zweiten Spleißeinheitteil 32 in der Breitenrichtung Z der Vorrichtung 1 weggefahren und dadurch wieder in seine Ausgangsstellung versetzt.
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Die bisherige Arbeitsrovingspule 60 wickelt den verbliebenen Rest des bisherigen Arbeitsrovings 6 auf und bleibt stehen.
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Im Folgenden werden die Rovingenden in einem Freigabevorgang freigegeben. Hierzu werden alle Rovingklemmen 71, 72, 73 als auch die Rovingscheren 81, 82 geöffnet. Dabei befindet sich der Trägertisch 2 immer noch in der Spleißposition. Der aus dem Reserveroving 5 hervorgegangene neue Arbeitsroving 6' bewegt sich mit der Spleißgeschwindigkeit durch die Vorrichtung 1.
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Daraufhin wird das erste Reserverovingführungselement 41 aus der Grundstellung weggefahren. Dabei verfährt das erste Reserverovingführungselement 41 unter einem Winkel von 60° zur Rovinghauptförderrichtung X in eine Position unterhalb der Spleißebene und wird in Breitenrichtung Z der Vorrichtung 1 entfernt. Die Absaugung 9 wird ausgeschaltet.
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Dies gestattet es im Folgenden, den Trägertisch 2 wieder in die Warteposition zu verfahren. Während dieses Verfahrens des Trägertisches 2 wird der neue Arbeitsroving 6` wieder auf die Grundgeschwindigkeit, also vorliegende auf 25 m/min, beschleunigt. Der Reserveroving 5 hat die Spleißeinheit verlassen.
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Nachdem sich der Trägertisch 2 wieder in der Warteposition befindet, wird das erste Reserverovingführungselement 41 entgegengesetzt der Breitenrichtung Z der Vorrichtung 1 wieder in seine Grundposition zurückgesetzt.
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Der Trägertisch 2 wird danach wieder in die Rüstposition verfahren, in der alle Rovingklemmen 71, 72, 73 und die Rovingscheren 81, 82 geöffnet sind und die Spleißeinheitteile 31, 32 zueinander versetzt sind. In der Rüstposition werden durch einen Bediener der Vorrichtung 1 die alten Arbeitsrovingspulen 60 von dem Spulengatter 56 entfernt, neue Reserverovingspulen 50 an diese Stellen auf das Spulengatter 56 aufgesteckt und neue Reserverovings 5 in die Spleißleiste 30 eingelegt.
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Danach wird der Trägertisch 2 wieder in die Warteposition verfahren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3905637 A1 [0004]
- WO 2011/106523 A1 [0005]
- DE 3528619 A1 [0006]
- DE 3840035 A1 [0007]
- WO 2011/014638 A1 [0008]
- DE 4226025 A1 [0009]
- EP 2067730 B1 [0010]
- DE 3937824 A1 [0011]
- DE 3872449 T2 [0011]
- DE 3629735 A1 [0011]
- DE 4116194 B4 [0011]
- CH 669303 A3 [0011]
- DE 3336202 [0011]
