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[Technischer Bereich]
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufwickeln von Filamenten, die so konfiguriert ist, dass sie Faserbündel auf einen Liner wickelt.
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[Stand der Technik]
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In den Patentliteraturen 1 und 2 wird jeweils ein Filament-Wickelapparat offenbart, der so konfiguriert ist, dass er Faserbündel auf einen Liner wickelt. Der Filament-Wickelapparat umfasst einen Wendel-Wickelkopf, der Faserbündel wendelförmig auf einen Liner wickelt. Der in Patentliteratur 1 erwähnte Wendel-Wickelkopf enthält Führungselemente, die sich radial in radialer Richtung des Liners erstrecken und die jeweiligen Faserbündel zum Liner führen. Der Wendel-Wickelkopf enthält einen Bewegungsmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er jedes Führungselement in radialer Richtung bewegt, einen Drehmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er jedes Führungselement um eine Drehachse dreht, die parallel zur Längsrichtung jedes Führungselements verläuft, und eine Steuerung.
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Jedes Führungselement umfasst zwei einander gegenüberliegende Seitenteile und einen unteren Teil, der zwischen den beiden Seitenteilen vorgesehen ist, wo ein laufendes Faserbündel geführt wird, während es mit dem unteren Teil in Kontakt ist. Mit anderen Worten, das Führungselement ist im Querschnitt U-förmig und der Innenraum des Führungselements ist nach außen offen. Das Faserbündel kann abfallen, wenn das laufende Faserbündel vom Bodenteil angehoben wird. Dieses Problem wird durch die folgende Anordnung verhindert: Da der Regler den Drehmechanismus z.B. in Abhängigkeit von der Wickelrichtung der Faserbündel auf den Liner steuert, werden die Orientierungen der Führungselemente so eingestellt, dass die laufenden Faserbündel auf die Bodenteile gepresst werden.
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Darüber hinaus ist das Führungselement mit einem Abfallsicherungselement versehen, das durch einen Schrumpfschlauch usw. gebildet wird. Das Abfallsicherungselement wird in Längsrichtung des Führungselements an einem Teil befestigt und verhindert das Abfallen des Faserbündels aus dem Führungselement, wenn das Faserbündel nicht läuft, z.B. bei der Wartung des Wendel-Wickelkopfs.
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Ein in der Patentliteratur 2 zitierter Wendel-Wickelkopf umfasst einen Führungsring, in dem Führungslöcher zur Führung der jeweiligen Faserbündel zum Liner ausgebildet sind, sowie Öffnungsführungen, die in Laufrichtung der Faserbündel hinter den Führungslöchern vorgesehen sind. Jede Öffnungsführung enthält zwei Öffnungsrollen, die in Laufrichtung ausgerichtet sind. Da das Faserbündel zwischen den beiden Öffnungsrollen läuft, während es mit den Öffnungsrollen in Kontakt ist, fällt das Faserbündel nicht aus dem Laufweg des Faserbündels heraus.
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[Zitatliste]
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[Patentliteratur]
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- [Patentliteratur 1] Internationale Veröffentlichung Nr. W02012/43342
- [Patentliteratur 2] Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2008-195000
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[Zusammenfassung der Erfindung]
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[Technisches Problem]
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In dem in Patentliteratur 1 beschriebenen Führungselement kann es vorkommen, dass das laufende Faserbündel nicht mehr auf den unteren Teil gedrückt und vom unteren Teil abgehoben wird, wenn z.B. die Steuerung der Rotation des Führungselementes versagt. Das Abfallsicherungselement ist in erster Linie dazu vorgesehen, das Abfallen des nicht laufenden Faserbündels zu verhindern. Auf ein laufendes Faserbündel wird normalerweise eine vorbestimmte Spannung ausgeübt. Wenn ein laufendes Faserbündel von der Bodenfläche hochgehoben wird und auf das Abfallsicherungselement trifft, kann das Abfallsicherungselement durch das Faserbündel beschädigt werden und das Faserbündel kann schließlich vom Führungselement abfallen.
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Wenn die Öffnungsrollen von Patentliteratur 2 an das Führungselement von Patentliteratur 1 angelegt werden, muss das Führungselement groß sein, da es schwierig ist, die Rollen entsprechend der Größe des Führungselements zu verkleinern. In diesem Fall ist z.B., nachdem die Führungselemente durch den Bewegungsmechanismus in radialer Richtung der Laufbuchse nach innen bewegt wurden, der Abstand zwischen benachbarten Führungselementen kurz und die Führungselemente können sich gegenseitig stören.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein laufendes Faserbündel daran zu hindern, von einem Führungselement abzufallen und gleichzeitig eine Vergrößerung des Führungselementes zu verhindern.
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[Lösung des Problems]
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Filamentwickelapparat einen Wendel-Wickelkopf, der so konfiguriert ist, dass er Faserbündel wendelförmig auf einen Liner wickelt, wobei der Wendel-Wickelkopf folgendes umfasst: Führungselemente, die sich in radialer Richtung des Liners auf radiale Weise erstrecken und die jeweiligen Faserbündel zum Liner führen; einen Bewegungsmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er jedes der Führungselemente in der radialen Richtung bewegt; und einen Drehmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er jedes der Führungselemente um eine Achse dreht, die parallel zu einer Richtung ist, in der sich jedes der Führungselemente erstreckt, wobei jedes der Führungselemente Folgendes umfasst: zwei Seitenwände, die einander gegenüberliegen und sich in der radialen Richtung erstrecken; und Führungsabschnitte, die zwischen den beiden Seitenwänden befestigt sind, wobei ein laufendes Faserbündel mit den Führungsabschnitten in Kontakt kommt, wobei die Führungsabschnitte umfassen: einen ersten Führungsabschnitt, in dem eine erste Führungsfläche ausgebildet ist, wobei das laufende Faserbündel mit der ersten Führungsfläche in Kontakt kommt; und einen zweiten Führungsabschnitt, in dem eine zweite Führungsfläche ausgebildet ist, wobei das laufende Faserbündel mit der zweiten Führungsfläche in Kontakt steht und der zweite Führungsabschnitt in einer Faserbündellaufrichtung stromabwärts des ersten Führungsabschnitts liegt, wobei eine Richtung senkrecht zu einer Längsrichtung der Seitenwände als eine Höhenrichtung der Seitenwände definiert ist, wobei die erste Führungsfläche zu einer Seite in der Höhenrichtung orientiert ist und die zweite Führungsfläche zu der anderen Seite in der Höhenrichtung orientiert ist und auf der anderen Seite der ersten Führungsfläche in der Höhenrichtung vorgesehen ist.
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Bei der vorliegenden Erfindung werden die Faserbündel durch die radial angeordneten Führungselemente zum Liner geführt. Jedes Führungselement ist in der radialen Richtung des Liners beweglich und um eine Achse drehbar, die parallel zur Erstreckungsrichtung des Führungselementes verläuft. Bei der vorliegenden Erfindung wird das Faserbündel geführt, während es mit der ersten Führungsfläche und der zweiten Führungsfläche, die in der Höhenrichtung entgegengesetzt zur ersten Führungsfläche orientiert ist, in Kontakt kommt. Durch diese Anordnung wird auch bei einem Anheben des laufenden Faserbündels in Höhenrichtung der Seitenwände nach der einen Seite das Anheben des Faserbündels durch die zweite Führungsfläche unterdrückt, so dass ein Abfallen des Faserbündels verhindert wird. Beim Anheben des Faserbündels zur anderen Seite in Höhenrichtung der Seitenwände wird das Anheben des Faserbündels durch die erste Führungsfläche verhindert, so dass ein Abfallen des Faserbündels verhindert wird. Sowohl in der Richtung orthogonal zur Längsrichtung als auch in der Höhenrichtung der Seitenwände verhindern die beiden Seitenwände das Abfallen des Faserbündels. Darüber hinaus können die Führungsabschnitte aufgrund der Lagebeziehung zwischen der ersten Führungsfläche und der zweiten Führungsfläche in Höhenrichtung der Seitenwände so angeordnet werden, dass sie sich in Höhenrichtung der Seitenwände zumindest teilweise überlappen. Dadurch ist es möglich, die Größenzunahme der Seitenwände in Höhenrichtung zu unterdrücken.
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Darüber hinaus sind die Führungsteile an den beiden Seitenwänden befestigt. Mit anderen Worten, die Führungsteile sind keine Rollen, die durch das laufende Faserbündel gedreht werden. Es ist daher möglich, die Führungsteile klein zu gestalten.
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Aus diesem Grund ist es möglich, das Abfallen des laufenden Faserbündels vom Führungselement zu verhindern und gleichzeitig eine Vergrößerung des Führungselements zu verhindern.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ist der Filamentwickelapparat des ersten Aspekts so angeordnet, dass ein in Faserbündellaufrichtung nachgeschalteter Endabschnitt des ersten Führungsabschnitts in Höhenrichtung zur anderen Seite hin in Richtung auf die in Faserbündellaufrichtung nachgeschaltete Seite gekrümmt ist.
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Da das Faserbündel in dieser Erfindung in der Lage ist, entlang der gekrümmten Oberfläche des stromabwärts gelegenen Endteils der ersten Führungsfläche glatt auf die zweite Führungsfläche zuzulaufen, ist es weniger wahrscheinlich, dass das Faserbündel beschädigt wird, wenn sich das Faserbündel vom ersten Führungsteil zum zweiten Führungsteil bewegt.
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Nach einem dritten Aspekt der Erfindung ist der Filamentwickelapparat des ersten oder zweiten Aspekts so angeordnet, dass ein stromaufwärtiger Endabschnitt in Faserbündellaufrichtung des zweiten Führungsabschnitts nach der einen Seite in Höhenrichtung zur stromaufwärtigen Seite hin gekrümmt ist und ein stromabwärtiger Endabschnitt in Faserbündellaufrichtung des zweiten Führungsabschnitts nach der einen Seite in Höhenrichtung zur stromabwärtigen Seite hin gekrümmt ist.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird das Faserbündel beim Erreichen des stromaufwärts gelegenen Endteils der zweiten Führungsfläche oder beim Verlassen des stromabwärts gelegenen Endteils der zweiten Führungsfläche entlang der gekrümmten Oberfläche glatt laufen gelassen, so dass das Faserbündel weniger wahrscheinlich beschädigt wird.
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Nach einem vierten Aspekt der Erfindung ist der Filamentwickelapparat eines der ersten bis dritten Aspekte so angeordnet, dass die Führungsabschnitte ferner einen dritten Führungsabschnitt enthalten, in dem eine dritte Führungsfläche gebildet wird, wobei das laufende Faserbündel mit der dritten Führungsfläche in Kontakt steht und der dritte Führungsabschnitt in Laufrichtung des Faserbündels hinter dem zweiten Führungsabschnitt liegt, wobei die dritte Führungsfläche in Höhenrichtung auf die eine Seite ausgerichtet und in Höhenrichtung auf der einen Seite der zweiten Führungsfläche vorgesehen ist.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird das Faserbündel leicht mäanderförmig vom ersten Führungsteil zum dritten Führungsteil geführt. Aus diesem Grund läuft das Faserbündel weiter stabil.
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Nach einem fünften Aspekt der Erfindung ist der Filamentwickelapparat des vierten Aspekts so angeordnet, dass ein stromaufwärtiger Endabschnitt in Faserbündellaufrichtung des dritten Führungsabschnitts in Höhenrichtung zur stromaufwärtigen Seite hin und ein stromabwärtiger Endabschnitt in Faserbündellaufrichtung des dritten Führungsabschnitts in Höhenrichtung zur stromabwärtigen Seite zur anderen Seite hin gekrümmt ist.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird das Faserbündel beim Erreichen des stromaufwärts gelegenen Endteils der dritten Führungsfläche oder beim Verlassen des stromabwärts gelegenen Endteils der dritten Führungsfläche entlang der gekrümmten Oberfläche glatt laufen gelassen, so dass das Faserbündel weniger wahrscheinlich beschädigt wird.
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Nach einem sechsten Aspekt der Erfindung ist der Filamentwickelapparat eines der ersten bis fünften Aspekte so angeordnet, dass die Höhe der beiden Seitenwände in Höhenrichtung nach innen in radialer Richtung abnimmt.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird bei der Zusammenführung der Führungselemente durch den Bewegungsmechanismus zur Innenseite in radialer Richtung jedes Führungselement durch den Drehmechanismus so gedreht, dass die Höhenrichtung der Seitenwände des Führungselementes entlang der Umfangsrichtung des Liners liegt. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit einer gegenseitigen Beeinträchtigung der Führungselemente weiter verringert.
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Nach einem siebten Aspekt der Erfindung ist der Filamentwickelapparat eines der ersten bis sechsten Aspekte so angeordnet, dass die Führungselemente aus Stahl bestehen.
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Bei der vorliegenden Erfindung sind die Führungselemente aus Stahl gefertigt und weisen eine hohe Festigkeit und Steifigkeit auf. Aus diesem Grund wird das Führungselement, selbst wenn die Spannung des Faserbündels auf das Führungselement wirkt, dank der hohen Festigkeit weniger beschädigt. Da sich das Führungselement zudem dank der hohen Steifigkeit weniger stark verziehen kann, werden Interferenzen zwischen den Führungselementen unterdrückt.
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Nach einem achten Aspekt der Erfindung ist der Filamentwickelapparat eines der ersten bis siebten Aspekte so angeordnet, dass die Führungsteile einstückig mit den beiden Seitenwänden gebildet werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung sind die Führungsteile einstückig mit den beiden Seitenwänden ausgebildet. (Mit anderen Worten, es gibt keine Fugen zwischen diesen Teilen.) Die Festigkeit des Führungsteils ist daher hoch im Vergleich zu einem Führungsteil, das durch Kleben, Schweißen usw. gebildet wird. (d.h. mit Fugen).
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Filamentwickelapparats einer Ausführungsform.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Wicklers.
- 3A und 3B sind jeweils eine Vorderansicht eines oberen Teils einer Wendel-Wickelvorrichtung.
- 4 ist ein Blockdiagramm einer elektrischen Konfiguration des Wickelapparates.
- 5 ist ein Querschnitt, der entlang einer Linie V-V in 3A aufgenommen wurde.
- 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Führungselements.
- 7A und 7B sind jeweils ein Querschnitt eines stromabwärts gelegenen Teils des Führungselements.
- 8 ist ein Querschnitt eines stromabwärts gelegenen Teils eines Führungselements in einer Abwandlung.
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[Beschreibung der Ausführungsformen]
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 bis 7B beschrieben. Nachfolgend werden die in 1 gezeigten Vorwärts-, Rückwärts-, Links- und Rechtsrichtungen aus Gründen der Einfachheit der Erklärung einheitlich verwendet. Darüber hinaus wird die Richtung orthogonal zur Vorwärts-, Rückwärts-, Links- und Rechtsrichtung als eine Aufwärts-Abwärts-Richtung bezeichnet, in der die Schwerkraft wirkt.
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(Umriss des Filamentwickelapparats)
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Zunächst wird ein Filamentwickelapparat 1 unter Bezugnahme auf 1 skizziert. Der Filament-Wickelapparat 1 besteht aus einem Wickler 2, einem Gatterständer 3 und einem Bedienfeld 4.
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Der Wickler 2 wickelt Faserbündel auf einen Liner L. Jedes Faserbündel wird z.B. durch Imprägnierung eines wärmehärtbaren Kunstharzmaterials in ein Fasermaterial wie z.B. Kohlefaser gebildet. Der Liner L, auf den die Faserbündel gewickelt werden, besteht bei der Herstellung eines Druckbehälters z.B. aus hochfestem Aluminium etc. Der Liner L umfasst einen zylindrischen Teil und Kuppelteile, die auf den jeweiligen Seiten des zylindrischen Teils ausgebildet sind. Der Wickler 2 wird später im Detail beschrieben.
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Der Gatterständer 3 versorgt eine später beschriebene Wendelwickeleinheit 40 mit Faserbündeln. Der Gatterständer 3 umfasst einen Tragrahmen 11 und Spulenträger 12, die vom Tragrahmen 11 getragen werden. Der Tragrahmen 11 ist in Links-Rechts-Richtung im wesentlichen symmetrisch. An einem mittleren Teil des Tragrahmens 11 in Links-Rechts-Richtung wird ein Einbauraum 13 gebildet, in dem der Wickler 2 teilweise installiert ist. (Details zum Inneren des Einbauraums 13 sind in der Zeichnung nicht dargestellt). Jeder der Spulenträger 12 trägt drehbar eine Spule B, auf der ein der Wendelwickeleinheit 40 zuzuführendes Faserbündel aufgewickelt ist.
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Das Bedienfeld 4 umfasst eine Steuerung 5, eine Anzeige 6 und eine Bedieneinheit 7. Die Steuereinheit 5 steuert jeden Teil des Wicklers 2. Die Anzeige 6 zeigt z.B. einen Wickelzustand von Faserbündeln auf den Liner L durch den Wickler 2 an. Die Bedieneinheit 7 dient dazu, dass ein Bediener z.B. einen Wickelzustand des Wicklers 2 in die Steuerung 5 eingeben kann.
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(Struktur des Wicklers)
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Im Folgenden wird der Aufbau des Wicklers 2 in Bezug auf 2 bis 4 beschrieben. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Wicklers 2. 3A und 3B sind Frontansichten einer später beschriebenen Wendel-Wickelmaschine. 4 ist ein Blockdiagramm einer elektrischen Konfiguration des Filamentwickelapparates 1. Der Wickler 2 umfasst eine Basis 15, Liner-Trageinheiten 20 (eine erste Trageinheit 21 und eine zweite Trageinheit 22), eine Reifenwickeleinheit 30 und eine Wendelwickeleinheit 40 (Wendel-Wickelkopf der vorliegenden Erfindung).
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Die Basis 15 trägt die Liner-Trageinheiten 20, die Reifenwickeleinheit 30 und die Wendelwickeleinheit 40. Die Basis 15 erstreckt sich in der Richtung von vorne nach hinten. Auf der Basis 15 sind die erste Trageinheit 21, die Reifenwickeleinheit 30, die Wendelwickeleinheit 40 und die zweite Trageinheit 22 in dieser Reihenfolge von der Vorderseite zur Rückseite vorgesehen. Auf der Oberseite der Basis 15 sind Schienen 16 vorgesehen, die sich in der Richtung von vorne nach hinten erstrecken. Die Liner-Trageinheiten 20 und die Reifenwickeleinheit 30 sind auf den Schienen 16 angeordnet und sind in der Richtung von vorne nach hinten entlang der Schienen 16 beweglich. Die Wendelwickeleinheit 40 ist an der Basis 15 an einem vorderen Endabschnitt des Einbauraums 13 des Gatterständers 3 befestigt (siehe 1).
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Die Liner-Trageinheiten 20 umfassen die erste Trageinheit 21, die vor der Reifenwickeleinheit 30 vorgesehen ist, und die zweite Trageinheit 22, die hinter der Wendelwickeleinheit 40 vorgesehen ist. Die Liner-Trageinheiten 20 tragen die Laufbüchse L, so dass die Laufbüchse L um eine Stützwelle 23 drehbar ist, die sich in Vorwärts-Rückwärts-Richtung erstreckt. Die Liner-Trageinheiten 20 umfassen einen Bewegungs-Motor 24, der die Liner-Trageinheiten 20 in Vorwärts-Rückwärts-Richtung entlang der Schienen 16 bewegt, und einen Dreh-Motor 25, der die Laufbuchse L dreht (siehe 4). Der Bewegungs-Motor 24 und der Dreh-Motor 25 werden von der Steuerung 5 gesteuert.
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Die Reifenwickeleinheit 30 wickelt die Faserbündel als Reifen auf den Liner L (d.h. wickelt die Faserbündel in einer Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung des Liners L verläuft). Die Reifenwickeleinheit 30 umfasst einen Hauptkörper 31 und ein rotierendes Element 32. Der Hauptkörper 31 befindet sich auf den Schienen 16 und trägt das rotierende Element 32, so dass es um die Achse des Liners L drehbar ist. Das rotierende Element 32 ist ein scheibenförmiges Element. An einem zentralen Abschnitt in radialer Richtung des rotierenden Elements 32 ist ein kreisförmiges Durchgangsloch 34 ausgebildet, um den Durchgang des Liners L zu ermöglichen. Spulen 33, auf die jeweils ein Faserbündel gewickelt ist, sind an der Reifenwickeleinheit 30 befestigt. Die Spulen 33 sind in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung des rotierenden Teils 32 angeordnet.
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Wie in 4 dargestellt, umfasst die Reifenwickeleinheit 30 einen Bewegungs-Motor 35, der die Reifenwickeleinheit 30 in der Richtung von vorne nach hinten entlang der Schienen 16 bewegt, und einen Drehmotor 36, der das rotierende Element 32 dreht. Der Bewegungs-Motor 35 und der Drehmotor 36 werden von der Steuerung 5 gesteuert. Die Steuerung 5 dreht das rotierende Element 32, während sie die Reifenwickeleinheit 30 entlang der Schienen 16 hin und her bewegt, so dass der Liner L relativ durch das Durchgangsloch 34 bewegt wird. Als Ergebnis drehen sich die Spulen 33 um die Achse des Liners L, und die Faserbündel werden aus den Spulen 33 entnommen. Die entnommenen Faserbündel werden gleichzeitig auf die Oberfläche des Liners L aufgewickelt.
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Die Wendelwickeleinheit 40 wickelt die Faserbündel wendelförmig auf den Liner L (d.h. wickelt die Faserbündel in einer Richtung, die im Wesentlichen parallel zur axialen Richtung des Liners L verläuft). Wie in 2 und 3 dargestellt, besteht die Wendelwickeleinheit 40 aus einem Hauptkörper 41, Führungsrollen 42, Führungselementen 43 und einem Zugaufbringungselement (nicht abgebildet), das eine vorbestimmte Spannung auf die Faserbündel ausübt.
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Der Hauptkörper 41 ist so gestaltet, dass er auf der Basis 15 steht. An einem zentralen Teil des Hauptkörpers 41 in Links-Rechts-Richtung ist ein kreisförmiges Durchgangsloch 44 gebildet, um den Liner L in Vorwärts-Rückwärts-Richtung durchzulassen. Die Führungsrollen 42 und die Führungselemente 43 sind entlang des Umfangs des Durchgangslochs 44 vorgesehen. Die am Gatterständer 3 aus den Spulen B entnommenen Faserbündel F (siehe 3) werden über die Führungsrollen 42 zu den Führungselementen 43 geführt. Die Führungselemente 43 erstrecken sich entlang der radialen Richtung des Liners L und führen die Faserbündel F von der Außenseite in radialer Richtung nach innen. Die Führungselemente 43 sind in der radialen Richtung des Liners L (siehe Pfeil 101 in 3B) durch einen später beschriebenen Bewegungsmechanismus 47 (siehe 5) beweglich. Jedes der Führungselemente 43 ist durch einen später beschriebenen Drehmechanismus 48 (siehe 5) um eine parallel zur Längsrichtung des Führungselements 43 verlaufende Drehachse drehbar (siehe Pfeil 102 in 3B). Die Einzelheiten zu den Führungselementen 43 werden später erläutert.
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Wie in 4 dargestellt, enthält die Wendelwickeleinheit 40 einen Motor 45 zum Bewegen der Führungselemente 43 und einen Motor 46 zum Drehen der Führungselemente 43. Der Motor 45 zum Bewegen der Führungselemente 43 und der Motor 46 zum Drehen der Führungselemente 46 werden von der Steuerung 5 gesteuert. Die Steuerung 5 bewegt die Führungselemente 43 in radialer Richtung des Liners L entsprechend der äußeren Form des Liners L, während die Liner-Trageinheiten 20 entlang der Schienen 16 hin- und her bewegt werden, so dass der Liner L durch das Durchgangsloch 44 hindurchgeht. Genauer gesagt, werden die Führungselemente 43 radial zur Mitte hin bewegt, wenn die Faserbündel schraubenförmig auf einen Kuppelabschnitt des Liners L gewickelt werden, so dass die vorderen Enden der Führungselemente 43 nahe an der Oberfläche des Kuppelabschnitts liegen. Bei dieser Anordnung laufen die aus den Führungselementen 43 entnommenen Faserbündel F unter Spannung durch das Zugaufbringungselement (nicht abgebildet), mit dem Ergebnis, dass die Faserbündel F gleichzeitig schraubenförmig auf die Oberfläche des Liners L gewickelt werden (siehe 3).
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Um mit dem Aufwickeln der Faserbündel auf den Liner L durch den Wickler 2 zu beginnen, fixiert, klebt z.B. mit Klebeband eine Bedienungsperson die Fadenenden der Faserbündel auf den Liner L. Alternativ kann eine Vorrichtung zur automatischen Durchführung der Befestigung der Fadenenden der Faserbündel verwendet werden. Nach der Befestigung der Fadenenden der Faserbündel am Liner L treibt die Steuerung 5 die Motoren 24, 25, 35, 36, 45 und 46 an (siehe 4), so dass auf den Liner L, der von den Liner-Trageinheiten 20 getragen wird, die Reifenwicklung durch die Reifenwickeleinheit 30 und die wendelförmige Wicklung durch die Wendelwickeleinheit 40 durchgeführt wird.
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(Bewegungs- und Drehmechanismus der Wendel-Wickeleinheit)
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Im Folgenden werden der Bewegungsmechanismus 47 und der Drehmechanismus 48 der Wendelwickeleinheit 40 unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. 5 ist ein Querschnitt entlang einer Linie V-V in 3A.
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Wie in 5 dargestellt, umfasst der Bewegungsmechanismus 47 z.B. eine Spindel 51, eine Mutter 52 und den oben beschriebenen Motor 45 zum Bewegen der Führungselemente 43. Auf der Spindel 51 befindet sich ein Außengewinde. Die Spindel 51 erstreckt sich in radialer Richtung des Liners L und wird durch ein Stützelement 53 drehbar gelagert, das an der Rückseite eines vorderen Endabschnitts 41 a des Hauptkörpers 41 befestigt ist. Die Spindel 51 wird durch den Motor 45 zum Bewegen der Führungselemente 43 drehend angetrieben. Die Mutter 52 ist ein allgemein L-förmiges Element. An einem vorderen Teil der Mutter 52 ist ein Innengewinde ausgebildet, das mit der Spindel 51 verschraubt wird. In einem zentralen Abschnitt in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Mutter 52 ist ein Durchgangsloch 52a ausgebildet, in das eine später beschriebene Drehwelle 61 eingeführt werden kann. Ein Durchgangsloch 52b, in das ein Führungselement 43 eingeführt werden kann, ist in einem hinteren Teil in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Mutter 52 ausgebildet.
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Im Bewegungsmechanismus 47 treibt der Motor 45 zum Bewegen der Führungselemente die Spindel 51 in Rotation an (siehe Pfeil 103 in 5). Wenn sich die Spiralwelle 51 dreht, bewegt sich die mit der Spindel 51 verschraubte Mutter 52 in radialer Richtung der Laufbuchse L, und somit bewegt sich das Führungselement 43 zusammen mit der Mutter 52 (siehe Pfeil 104 in 5).
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Der Drehmechanismus 48 umfasst z.B. eine Drehwelle 61, ein Zahnrad 62, in das die Drehwelle 61 eingesetzt ist, und den oben beschriebenen Motor 46 zum Drehen der Führungselemente 43. Die Drehwelle 61 ist z.B. eine Keilwelle. Die Drehwelle 61 wird in die Durchgangsbohrung 52a der Kugelmutter 52 eingeführt, erstreckt sich in radialer Richtung des Liners L und wird durch das Stützelement 53 drehbar gelagert. Die Drehwelle 61 wird durch den oben beschriebenen Führungsdrehmotor 46 rotierend angetrieben. Das Zahnrad 62 ist ein Zahnrad mit einer Keilnutbohrung 62a. Das Zahnrad 62 ist zusammen mit der Drehwelle 61 drehbar und entlang der axialen Richtung der Drehwelle 61 verschiebbar. Das Zahnrad 62 ist lose in die Durchgangsbohrung 52a eingepasst und in Bezug auf die Kugelmutter 52 drehbar. Das Zahnrad 62 ist zusammen mit der Kugelmutter 52 in der radialen Richtung der Laufbuchse L beweglich gelagert.
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Das Führungselement 43 wird in die Durchgangsbohrung 52b eingeführt, ist in der Mutter 52 drehbar gelagert und ist zusammen mit der Mutter 52 in radialer Richtung beweglich. Am Führungselement 43 ist ein Zahnrad 71 befestigt, das mit dem Zahnrad 62 des Drehmechanismus 48 in Eingriff gebracht werden kann.
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Beim Drehmechanismus 48 dreht sich das Zahnrad 62 zusammen mit der Drehwelle 61, da der Motor 46 zum Drehen der Führungselemente die Drehwelle 61 drehend antreibt (siehe Pfeil 105 in 5). Als Folge davon dreht sich das mit dem Zahnrad 62 in Eingriff stehende Zahnrad 71 und das Führungselement 43 um die Drehachse, die parallel zur Längsrichtung des Führungselements 43 verläuft (siehe Pfeil 106 in 5).
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Ein bekanntes Führungselement ist im Querschnitt C-förmig und hat einen nach außen offenen Innenraum. Aus diesem Grund wird in der Wendelwickeleinheit 40 die folgende Anordnung verwendet, um zu verhindern, dass ein laufendes Faserbündel F vom Führungselement abfällt. Entsprechend der Wickelrichtung des Faserbündels F (d.h. der Bewegungsrichtung des Liners L), dem Wickelwinkel usw. steuert die Steuerung 5 den Motor 46 zum Drehen der Führungselemente. Da der vom Motor 46 zum Drehen der Führungselemente angetriebene Drehmechanismus 48 das Führungselement dreht, wird das Abheben des Faserbündels F vom Führungselement unterdrückt. Wenn jedoch z.B. ein Fehler in der Steuerung auftritt, kann das Faserbündel F vom Führungselement abgehoben werden und abfallen. Um das Abheben des Faserbündels F zu verhindern, hat das Führungselement 43 der vorliegenden Erfindung eine nachfolgend beschriebene Anordnung.
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(Details der Anordnung des Führungselements)
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Die Einzelheiten der Anordnung des Führungselements 43 werden unter Bezugnahme auf 6 und 7A und 7B beschrieben. 6 ist eine perspektivische Ansicht des Führungselements 43. 7A und 7B sind jeweils ein Querschnitt des Führungselementes 43, der in der Richtung senkrecht zur Breitenrichtung von 6 aufgenommen wurde. 7A zeigt einen Zustand, in dem das Faserbündel F normal verläuft, während 7B einen Zustand zeigt, in dem das Faserbündel F im Begriff ist, vom Führungselement 43 abgehoben zu werden.
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Wie in 6 und 7A und 7B gezeigt, umfasst das Führungselement 43 zwei Seitenwände 81 und drei Führungsteile 82. Die Längsrichtung der beiden Seitenwände 81 ist eine Faserbündellaufrichtung, in der das Faserbündel verläuft (im Führungselement 43 ist die Faserbündellaufrichtung identisch mit der radialen Richtung des Liners L). Im Folgenden werden die Richtungen in Faserbündellaufrichtung stromaufwärts und in Faserbündellaufrichtung stromabwärts einfach als stromaufwärts und stromabwärts bezeichnet. Die Richtung, in der die beiden Seitenwände 81 ausgerichtet sind, ist die Breitenrichtung des Führungselementes 43. Die Richtung orthogonal sowohl zur radialen Richtung des Liners L als auch zur Breitenrichtung des Führungselementes 43 ist die Höhenrichtung der beiden Seitenwände (im Folgenden wird diese Richtung einfach als Höhenrichtung bezeichnet). Der Einfachheit halber werden nach oben (in der vorliegenden Erfindung eine Seite) und nach unten (in der vorliegenden Erfindung die andere Seite) in der Höhenrichtung definiert, wie in 6 und 7A und 7B dargestellt. In der nachfolgenden Beschreibung sind nach oben und unten in der Höhenrichtung definiert. Diese Richtungen geben jedoch möglicherweise nicht die Richtung an, in der die Schwerkraft wirkt.
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Das Führungselement 43 führt das Faserbündel F zur stromabwärts gerichteten Seite durch die drei Führungsteile 82, die zwischen den beiden Seitenwänden 81 vorgesehen sind (d.h. ein erstes Führungsteil 83, ein zweites Führungsteil 84 und ein drittes Führungsteil 85, die später noch näher erläutert werden). Das Führungselement 43 ist z.B. ein Element aus Stahl (z.B. Kohlenstoffstahl oder legierter Stahl), in dem die beiden Seitenwände 81 und die drei Führungsabschnitte 82 einstückig ausgebildet sind. Das Führungselement 43 wird beispielsweise durch Schneiden eines einzelnen stabförmigen Teils hergestellt. Das Führungselement 43 kann durch Gießen einstückig geformt werden. Ein Teil des Führungselementes 43, das zu dem in 6 und 7A und 7B gezeigten Teil stromaufwärts liegt, ist so gekrümmt, dass er im Querschnitt bogenförmig entlang der Richtung senkrecht zur Längsrichtung geschnitten ist, damit sich das Führungselement 43 innerhalb der Durchgangsbohrung 52b der Mutter 52 des oben beschriebenen Bewegungsmechanismus 47 reibungslos drehen kann.
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Die beiden Seitenwände 81 verhindern das Abfallen des Faserbündels F in Breitenrichtung und fixieren die drei Führungsteile 82. Die beiden Seitenwände 81 sind in der Breitenrichtung zueinander ausgerichtet und liegen sich in der Laufrichtung des Faserbündels parallel zueinander gegenüber. Die Höhe jeder der beiden Seitenwände 81 in Höhenrichtung nimmt zur stromabwärts gerichteten Seite (d.h. nach innen in radialer Richtung des Liners) allmählich ab (siehe 7). Die Höhe in Höhenrichtung des stromabwärts gelegenen Endteils jeder der beiden Seitenwände 81 beträgt z.B. etwa 5 Millimeter. Die Länge in der Breitenrichtung des Führungselement 43 wird durch den Abstand zwischen den beiden Seitenwänden 81 in der Breitenrichtung bestimmt, und die Höhe in der Höhenrichtung des Führungselement 43 wird durch die Höhe in der Höhenrichtung jeder der beiden Seitenwände 81 bestimmt. Die Höhe in Höhenrichtung des Führungselementes 43 ist kürzer als die Länge in Breitenrichtung des Führungselementes 43 (siehe 6).
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Das erste Führungsteil 83 ist ein Teil, das zwischen den beiden Seitenwänden 81 vorgesehen und an den beiden Seitenwänden 81 befestigt ist. Der erste Führungsteil 83 erstreckt sich vom stromaufwärtigen Endabschnitt jeder der beiden Seitenwände 81 bis zu einem Teil stromabwärts des Mittelteils jeder der beiden Seitenwände 81 in Faserbündel-Laufrichtung. Anders ausgedrückt: Der erste Führungsteil 83 erstreckt sich über mindestens die Hälfte der Fläche des Führungselements 43 in Faserbündel-Laufrichtung.
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Auf der Oberseite des ersten Führungsteils 83 wird eine erste Führungsfläche 83a (in 7A und 7B jeweils durch eine dicke Linie gekennzeichnet) gebildet. Das laufende Faserbündel F kommt mit dieser ersten Führungsfläche 83a in Kontakt. Mit anderen Worten, die erste Führungsfläche 83a zeigt nach oben. Anders ausgedrückt: In Laufrichtung des Faserbündels ist der Teil, an dem die erste Führungsfläche 83a gebildet wird, nach oben hin nach außen offen. Der stromabwärtige Endabschnitt des ersten Führungsteils 83 ist nach unten zur stromabwärtigen Seite hin sanft gekrümmt. Dadurch wird verhindert, dass das Faserbündel F beim Verlassen des ersten Führungsabschnitts durch den Eckabschnitt verkratzt wird. Obwohl nicht abgebildet, ist die erste Führungsfläche 83a im Querschnitt entlang der Richtung orthogonal zur Längsrichtung geschnitten geradlinig.
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Ähnlich wie das erste Führungsteil 83 ist das zweite Führungsteil 84 ein zwischen den beiden Seitenwänden 81 befestigter Teil. Der zweite Führungsteil 84 ist im Allgemeinen trapezförmig im Querschnitt in Breitenrichtung geschnitten (siehe 7). Der zweite Führungsteil 84 ist stromabwärts des ersten Führungsteils 83 vorgesehen. Zwischen dem ersten Führungsteil 83 und dem zweiten Führungsteil 84 wird ein Raum gebildet, durch den das Faserbündel F hindurchtreten kann. In der Höhenrichtung wird der zweite Führungsabschnitt 84 teilweise mit dem ersten Führungsteil 83 überlappt.
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Auf der unteren Fläche des zweiten Führungsteils 84 wird eine zweite Führungsfläche 84a (in 7A und 7B jeweils durch eine dicke Linie gekennzeichnet) gebildet. Das laufende Faserbündel F kommt mit dieser zweiten Führungsfläche 84a in Kontakt. Mit anderen Worten, die zweite Führungsfläche 84a ist nach unten gerichtet. Anders ausgedrückt, die zweite Führungsfläche 84a und die erste Führungsfläche 83a sind so geformt, dass sie in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind. In der Höhenrichtung ist die zweite Führungsfläche 84a unterhalb der ersten Führungsfläche 83a vorgesehen. Die beiden Endabschnitte in Faserbündellaufrichtung des zweiten Führungsabschnitts 84 sind sanft gekrümmt. Genauer gesagt ist der stromaufwärtige Endabschnitt des zweiten Führungsteils 84 zur stromaufwärtigen Seite hin aufwärts gekrümmt. Währenddessen ist der stromabwärtige Endabschnitt des zweiten Führungsabschnitts 84 zur stromabwärtigen Seite hin aufwärts gekrümmt. Obwohl nicht abgebildet, ist die zweite Führungsfläche 84a im Querschnitt entlang der Richtung orthogonal zur Längsrichtung geschnitten geradlinig.
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Ähnlich wie das erste Führungsteil 83 und das zweite Führungsteil 84 ist das dritte Führungsteil 85 ein zwischen den beiden Seitenwänden 81 befestigtes Teil. Das dritte Führungsteil 85 hat im Allgemeinen eine elliptische Form im Querschnitt, der in Breitenrichtung geschnitten ist (siehe 7). Der dritte Führungsabschnitt 85 ist stromabwärts des zweiten Führungsabschnitts 84 vorgesehen und wird an den stromabwärts gelegenen Endabschnitten der beiden Seitenwände 81 befestigt. Zwischen dem zweiten Führungsteil 84 und dem dritten Führungsteil 85 wird ein Raum gebildet, durch den das Faserbündel F hindurchtreten kann. In der Höhenrichtung wird der dritte Führungsabschnitt 85 teilweise mit dem ersten Führungsteil 83 und dem zweiten Führungsabschnitt 84 überlappt.
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Auf der Oberseite des dritten Führungsteils 85 wird eine dritte Führungsfläche 85a (in 7A und 7B jeweils durch eine dicke Linie gekennzeichnet) gebildet. Das laufende Faserbündel F kommt mit dieser dritten Führungsfläche 85a in Kontakt. Mit anderen Worten, die dritte Führungsfläche 85a ist in der gleichen Weise nach oben gerichtet wie die erste Führungsfläche 83a. Die dritte Führungsfläche 85a ist oberhalb der zweiten Führungsfläche 84a in Höhenrichtung angeordnet. Die beiden Endabschnitte in Faserbündellaufrichtung des dritten Führungsabschnitts 85 sind in der gleichen Weise wie im zweiten Führungsabschnitt 84 sanft gekrümmt. Genauer gesagt ist der stromaufwärtige Endabschnitt des dritten Führungsabschnitts 85 nach unten zur stromaufwärtigen Seite hin gekrümmt. Währenddessen ist der stromabwärtige Endabschnitt des dritten Führungsabschnitts 85 nach unten zur stromabwärtigen Seite hin gekrümmt. Obwohl nicht abgebildet, ist die dritte Führungsfläche 85a im Querschnitt entlang der Richtung orthogonal zur Längsrichtung geschnitten geradlinig.
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Wie oben beschrieben, wird das Führungselement 43 durch die Befestigung der drei Führungsteile 82 an den beiden Seitenwänden 81 gebildet. Mit anderen Worten, das erste Führungsteil 83, das zweite Führungsteil 84 und das dritte Führungsteil 85 sind keine rotierenden Elemente wie z.B. Rollen. Darüber hinaus sind das erste Führungsteil 83, das zweite Führungsabschnitt 84 und das dritte Führungsabschnitt 85 in Längsrichtung gesehen in der Höhenrichtung teilweise miteinander überlappt. Das Führungselement 43 ist daher in der Höhenrichtung kurz.
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(Verhinderung von Faserbündelabwurf durch das Führungselement)
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben, wie das Führungselement 43 mit der oben beschriebenen Struktur das Faserbündel F am Abfallen hindert.
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Wie in 7A dargestellt, wird das Faserbündel F durch das erste Führungsteil 83, das zweite Führungsteil 84 und das dritte Führungsteil 85, die in dieser Reihenfolge von der stromaufwärts gelegenen Seite aus vorgesehen sind, zur stromabwärts gelegenen Seite geführt. Genauer gesagt, läuft das Faserbündel F zunächst, während es mit der ersten Führungsfläche 83a in Kontakt ist. Danach verlässt das Faserbündel F die erste Führungsfläche 83a und erreicht das zweite Führungsteil 84 auf der stromabwärtigen Seite und läuft dann in Kontakt mit der zweiten Führungsfläche 84a. Das Faserbündel F verlässt dann die zweite Führungsfläche 84a und erreicht das dritte Führungsteil 85 auf der stromabwärts gelegenen Seite und läuft dann in Kontakt mit der dritten Führungsfläche 85a. So wird das Faserbündel F leicht mäanderförmig von der ersten Führungsfläche 83a zur dritten Führungsfläche 85a geführt. Nach Verlassen der dritten Führungsfläche 85a läuft das Faserbündel F weiter zur stromabwärtigen Seite (d.h. zum Liner).
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Da die Endabschnitte des ersten Führungsteils 83, des zweiten Führungsteils 84 und des dritten Führungsteils 85 in Laufrichtung des Faserbündels gekrümmt sind, läuft das Faserbündel F beim Verlassen jedes Führungsabschnitts und beim Erreichen jedes Führungsabschnitts gleichmäßig. Darüber hinaus wird durch das Zugaufbringungselement (nicht abgebildet) eine vorbestimmte Spannung auf das laufende Faserbündel F ausgeübt. Das Faserbündel F, das in Kontakt mit jeder Führungsfläche läuft, wird dadurch aufgeweitet. Das aufgeweitete Faserbündel wird auf den Liner L gewickelt.
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In Verbindung mit dem Obigen stellt die Steuerung 5 (siehe 4) den Drehwinkel des Führungselementes 43 so ein, daß das Faserbündel F immer in Kontakt mit der dritten Führungsfläche 85a läuft (siehe 7A). Genauer gesagt, steuert die Steuerung 5, wie oben beschrieben, Motor 46 zum Drehen der Führungselemente, um das Führungselement 43 entsprechend der Wickelrichtung usw. des Faserbündels F zu drehen. Wenn jedoch z.B. ein Fehler in der Steuerung vorliegt, kann das Faserbündel F von der dritten Führungsfläche 85a nach oben gehoben werden, wie in 7B dargestellt. Selbst wenn das Faserbündel F nach oben angehoben wird, wird ein weiteres Anheben dieses Faserbündels F nach oben durch die zweite Führungsfläche 84a, die über dem Faserbündel F vorgesehen ist, unterdrückt. Wenn das Faserbündel F aus irgendeinem Grund von der zweiten Führungsfläche 84a angehoben wird, verhindern die erste Führungsfläche 83a und die dritte Führungsfläche 85a, dass das Faserbündel F nach unten abfällt. In der Breitenrichtung verhindern die beiden Seitenwände 81 das Abfallen des Faserbündels F. Die zweite Führungsfläche 83a verhindert das Abfallen des Faserbündels F nach unten.
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Die Höhe in der Höhenrichtung des Führungselementes 43 ist kürzer als die Länge in der Breitenrichtung des Führungselementes 43. Aus diesem Grund wird jedes Führungselement 43, wenn die Führungselemente 43 in radialer Richtung zur Innenseite hin zusammengeschoben werden (siehe 3B), so gedreht, dass die Höhenrichtung der Seitenwände 81 des Führungselements 43 in Umfangsrichtung des Liners L verläuft. Da die Höhe jeder der beiden Seitenwände 81 in Höhenrichtung zur stromabwärts gelegenen Seite hin (d.h. nach innen in radialer Richtung des Liners) allmählich abnimmt, ist es außerdem weniger wahrscheinlich, dass die Führungselemente 43 sich gegenseitig behindern, als wenn die beiden Seitenwände 81 in Höhenrichtung gleichbleibend hoch sind.
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Wie oben beschrieben, wird das Faserbündel F geführt, während es in Kontakt mit der ersten Führungsfläche 83a steht, wobei die zweite Führungsfläche 84a so ausgebildet ist, dass sie in die entgegengesetzte Richtung zur ersten Führungsfläche 83a ausgerichtet ist, und die dritte Führungsfläche 85a so ausgebildet ist, dass sie in die gleiche Richtung wie die erste Führungsfläche 83a ausgerichtet ist. Durch diese Anordnung wird auch bei einem Anheben des laufenden Faserbündels F nach oben das Anheben des Faserbündels F durch die zweite Führungsfläche 84a verhindert, so dass ein Abfallen des Faserbündels F verhindert wird. Beim Abheben des Faserbündels F von der zweiten Führungsfläche 84a wird das Abheben des Faserbündels F durch die erste Führungsfläche 83a und die dritte Führungsfläche 85a verhindert, so dass das Abfallen des Faserbündels F verhindert wird. In Breitenrichtung verhindern die beiden Seitenwände 81 das Abfallen des Faserbündels F. Da die Führungsteile 82 zudem so angeordnet sind, dass sie sich zumindest teilweise überlappen, ist die Höhe der Seitenwände 81 in Höhenrichtung vorteilhafter Weise gering.
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Darüber hinaus sind die Führungsteile 82 an den beiden Seitenwänden befestigt. Mit anderen Worten, die Führungsteile sind keine Rollen, die durch das laufende Faserbündel gedreht werden. Die Höhe jedes Führungsteils 82 ist daher in Höhenrichtung vorteilhafter Weise niedrig.
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Aus diesem Grund kann verhindert werden, dass das laufende Faserbündel F vom Führungselement 43 abfällt, während eine Vergrößerung des Führungselements 43 verhindert wird.
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Wenn ein Führungsteil 82 eine Rolle ist, kann es vorkommen, dass eine Faser nachteiliger Weise auf die Rolle gewickelt wird, wenn mindestens eine der Fasern, die ein Faserbündel F bilden, bricht. Außerdem muss die Drehwelle dünn sein, und die Festigkeit des Führungselement 43 kann sich verschlechtern. Das Auftreten dieses Problems wird in der vorliegenden Erfindung verhindert, da die Führungsteile 82 an den beiden Seitenwänden befestigt sind.
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Zusätzlich zu den oben genannten Punkten ist der stromabwärts gelegene Endabschnitt des ersten Führungsteils 83 sanft nach unten zur stromabwärts gelegenen Seite hin gekrümmt. Das Faserbündel F kann daher entlang der gekrümmten Oberfläche des stromabwärts gelegenen Endteils des ersten Führungsteils 83 sanft zum zweiten Führungsteil 84 hin laufen. Aus diesem Grund ist es weniger wahrscheinlich, dass das Faserbündel F beschädigt wird, wenn sich das Faserbündel F vom ersten Führungsteil 83 zum zweiten Führungsabschnitt 84 bewegt.
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Darüber hinaus sind die beiden Endabschnitte in Faserbündel-Laufrichtung des zweiten Führungsabschnitts 84 sanft gekrümmt. Aus diesem Grund kann das Faserbündel F beim Erreichen des stromaufwärts gelegenen Endteils des zweiten Führungsteils 84 oder beim Verlassen des stromabwärts gelegenen Endteils des zweiten Führungsteils 84 glatt an der gekrümmten Oberfläche entlanglaufen, so dass das Faserbündel weniger wahrscheinlich beschädigt wird.
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Zusätzlich zu den oben genannten Punkten ist die zweite Führungsfläche 84a entgegengesetzt zur ersten Führungsfläche 83a in Höhenrichtung orientiert und unterhalb der ersten Führungsfläche 83a vorgesehen. Darüber hinaus ist die dritte Führungsfläche 85a entgegengesetzt zur zweiten Führungsfläche 84a in der Höhenrichtung orientiert und oberhalb der zweiten Führungsfläche 84a vorgesehen. Das Faserbündel F wird also leicht mäanderförmig vom ersten Führungsteil 83 zum dritten Führungsteil 85 geführt. Aus diesem Grund läuft das Faserbündel stabil.
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Darüber hinaus sind die beiden Endabschnitte in Faserbündel-Laufrichtung des dritten Führungsabschnitts 85 sanft gekrümmt. Aus diesem Grund kann das Faserbündel F beim Erreichen des stromaufwärts gelegenen Endteils des dritten Führungsteils 85 oder beim Verlassen des stromabwärts gelegenen Endteils des dritten Führungsteils 85 glatt entlang der gekrümmten Oberfläche laufen, so dass das Faserbündel weniger wahrscheinlich beschädigt wird.
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Darüber hinaus nimmt die Höhe jeder der beiden Seitenwände 81 in Höhenrichtung zur stromabwärts gelegenen Seite hin ab (d.h. nach innen in radialer Richtung des Liners). Wenn die Führungselemente 43 durch den Bewegungsmechanismus 47 in radialer Richtung zur Innenseite hin zusammengeschoben werden, wird jedes Führungselement 43 durch den Drehmechanismus 48 so gedreht, dass die Höhenrichtung der Seitenwände 81 des Führungselements 43 in Umfangsrichtung der Laufbuchse L verläuft.
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Darüber hinaus sind die Führungselemente 43 aus Stahl gefertigt und weisen eine hohe Festigkeit und Steifigkeit auf. Aus diesem Grund wird das Führungselement 43, selbst wenn die Spannung des Faserbündels F auf das Führungselement 43 wirkt, dank der hohen Festigkeit weniger beschädigt.
Da sich das Führungselement 43 zudem dank der hohen Steifigkeit weniger stark verziehen kann, werden Interferenzen zwischen den Führungselementen 43 vermieden.
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Darüber hinaus sind die Führungsteile 82 einstückig mit den beiden Seitenwänden 81 ausgebildet. (Mit anderen Worten, es gibt keine Fugen zwischen diesen Teilen.) Die Festigkeit des Führungselement 43 ist daher hoch im Vergleich zu einem Führungselement 43, das durch Kleben, Schweißen usw. gebildet wird. (d.h. mit Fugen) gebildet wird.
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Im Folgenden werden Modifikationen der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben. Die Teile, die mit denen in der obigen Ausführungsform identisch sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die Erläuterungen dazu werden nicht wiederholt.
- (1) Während in der obigen Ausführungsform das Führungselement 43 mit dem ersten Führungsteil 83, dem zweiten Führungsteil 84 und dem dritten Führungsteil 85 als Führungsteile 82 versehen ist, ist die Offenbarung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Wie in 8 dargestellt, können bei einem Führungselement 90 nur zwei Teile, d.h. ein erster Führungsteil 83 und ein zweiter Führungsteil 84 als Führungsteile 82 vorgesehen werden. Auch bei dieser Anordnung verhindert die zweite Führungsfläche 84a beim Anheben eines Faserbündels F nach oben, dass das Faserbündel F nach oben abfällt. Wenn sich das Faserbündel F nach unten bewegt, verhindert die erste Führungsfläche 83a, dass das Faserbündel F nach unten abfällt. Auf diese Weise wird das Abfallen des Faserbündels F verhindert, während der Aufbau des Führungselements vereinfacht wird.
- (2) Während in der obigen Ausführungsform die Endabschnitte in Faserbündel-Laufrichtung jedes Führungsteils 82 des Führungselements 43 gekrümmt sind, ist die Offenbarung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Zum Beispiel können die Endabschnitte jedes Führungselements verjüngt sein.
- (3) Während in der Ausführungsform oberhalb der Höhe in Höhenrichtung der Seitenwände 81 des Führungselements 43 zur stromabwärts gelegenen Seite hin abnimmt, ist die Offenlegung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Beispielsweise kann die Höhe in Höhenrichtung der Seitenwände 81 konstant sein.
- (4) Die Führungselemente 43 können nicht aus Stahl hergestellt sein und es können Elemente sein, die eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um nicht z.B. durch die auf das Faserbündel F ausgeübte Spannung beschädigt zu werden.
- (5) Die beiden Seitenwände 81 und die Führungsteile 82 des Führungselements 43 können nicht einteilig ausgebildet sein. Die Führungsteile 82 können z.B. durch Schweißen, Kleben usw. an den beiden Seitenwänden 81 befestigt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Filamentwickelapparat
- 40
- Wendelwickeleinheit (Wendel-Wickelkopf)
- 43
- Führungselement
- 47
- Bewegungsmechanismus
- 48
- Drehmechanismus
- 81
- Seitenwand
- 82
- Führungsteil
- 83
- erstes Führungsteil
- 83a
- erste Führungsfläche
- 84
- zweites Führungsteil
- 84a
- zweite Führungsfläche
- 85
- drittes Führungsteil
- 85a
- dritte Führungsfläche
- F
- Faserbündel
- L
- Liner
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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