DE112018005126T5 - Filamentwickelvorrichtung und spulenaustauschverfahren - Google Patents

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DE112018005126T5
DE112018005126T5 DE112018005126.9T DE112018005126T DE112018005126T5 DE 112018005126 T5 DE112018005126 T5 DE 112018005126T5 DE 112018005126 T DE112018005126 T DE 112018005126T DE 112018005126 T5 DE112018005126 T5 DE 112018005126T5
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Motohiro Tanigawa
Tadashi Uozumi
Tetsuya Matsuura
Hirotaka Wada
Tatsuhiko Nishida
Shu Ikezaki
Daigoro Nakamura
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Murata Machinery Ltd
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Abstract

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, das Verbinden der Enden von Faserbündeln, die um eine Vielzahl von Spulen gewickelt sind, auch während des Wickelvorgangs eines Faserbündels durchzuführen. Diese Faserwickeleinrichtung (1) ist versehen mit: einer Wendel-Wickeleinheit (40), die ein Faserbündel (F) um einen Liner (L) wickelt; einer Spulentragwelle, die eine Spule (B1) zum Bereitstellen des Faserbündels (F) für die Wendel-Wickeleinheit (40) und eine von der Spule (B1) verschiedene Spule (B2) in einem Zustand drehbar trägt, in dem Wickelbeginn-Enden des um die Spule (B1) gewickelten Faserbündels (F) und Wickelende-Enden des um die Spule (B2) gewickelten Faserbündels (F) miteinander verbunden sind; und einer Faserbündel-Speichereinheit (50). Die Faserbündel-Speichereinheit (50) hat einen Stopper (54), der den Zustand der Faserbündel-Speichereinheit (50) zwischen einem Speicherzustand, in dem das Faserbündel (F) in der Faserbündel-Speichereinheit (50) gespeichert ist, und einem Speicherfreigabezustand, in dem das Faserbündel (F) aus der Speicherung in der Faserbündel-Speichereinheit (50) freigegeben wurde und das Faserbündel F von der Faserbündel-Speichereinheit (50) der Wendel-Wickeleinheit (40) zugeführt wird, umschalten kann.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Faserwickelvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie Faserbündel auf einen Liner wickelt, sowie auf ein Verfahren zum Austausch der Spulen für die Faserwickelvorrichtung.
  • [Stand der Technik]
  • Die Patentliteratur 1 offenbart eine Filament-Wickelvorrichtung, die eine mit Harz imprägnierte Kohlefaser auf ein zylindrisches Element, z.B. einen Liner, aufwickelt. Die Filament-Wickelvorrichtung umfasst eine Wendel-Wickeleinheit, die eine wendelförmige Wicklung auf dem Liner ausführt, und eine Faserzuführeinheit, die die Kohlefaser der Wendel-Wickeleinheit zuführt. Um genauer zu sein, enthält die Faserzuführeinheit eine Spulenwelle, die zwei Spulen für die Faserzufuhr trägt, die ausrichtbar und drehbar sind, und die auf eine der Spulen gewickelten Kohlefasern werden der Wendel-Wickeleinheit zugeführt.
  • Ein Faserwickel-Endabschnitt der auf die andere der Spulen gewickelten Kohlefaser (d.h. der äußere Endabschnitt in radialer Richtung der Spule) wird an einen Faserwickel-Anfangsabschnitt der auf die eine der Spulen gewickelten Kohlefaser (d.h. der innere Endabschnitt in radialer Richtung der Spule) geklebt und befestigt. Mit dieser Anordnung kann nach dem Leeren einer der Spulen eine Kohlefaser ununterbrochen von der anderen der Spulen der Wendel-Wickeleinheit zugeführt werden. Die leere Spule wird durch eine andere vollbewickelte Spule ersetzt, und der Endteil der auf die neue Spule gewickelten Kohlefaser wird an den Endteil der Kohlefaser der Spule, von der die Kohlefaser zugeführt wird, geklebt und befestigt.
  • [Zitierliste]
  • [Patentliteratur]
  • [Patentliteratur 1] Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2014-231145
  • [Zusammenfassung der Erfindung]
  • [Technisches Problem]
  • Wenn die Endstücke der auf die beiden Spulen gewickelten Kohlefasern verklebt und aneinander befestigt sind, muss die Drehung der beiden Spulen gestoppt werden. Mit anderen Worten, wenn das Kleben und Fixieren durchgeführt wird, wird die Zufuhr der Kohlefaser von der Spule zur Wendel-Wickeleinheit vorübergehend gestoppt. Aus diesem Grund kann das Ankleben und die Fixierung, auch wenn sie in Fällen wie z.B. beim Aufwickeln eines Faserbündels durchgeführt werden müssen, nicht in der Filamentwickelvorrichtung der Patentliteratur 1 erfolgen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Verbindung von Endabschnitten von Faserbündeln, die auf verschiedene Spulen gewickelt wurden, auch während des Wickelns des Faserbündels zu ermöglichen.
  • [Lösung des Problems]
  • Nach einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Fadenwickelvorrichtung: eine Wickeleinheit, die zum Aufwickeln eines Faserbündels auf einen Liner konfiguriert ist; eine Spulenträgerwelle, die eine das Faserbündel der Wickeleinheit zuführende Zuführspule und eine von der Zuführspule verschiedene Reservespule drehbar trägt, wobei die Zuführspule und die Reservespule in einem Zustand getragen werden, in dem ein Wickelanfangsabschnitt eines auf die Zuführspule gewickelten Faserbündels mit einem Wickelendabschnitt eines auf die Reservespule gewickelten Faserbündels verbunden ist; und eine Faserbündel-Speichereinheit, die zwischen der Spulenträgerwelle und der Wickeleinheit in einer Laufrichtung des Faserbündels vorgesehen ist und das der Wickeleinheit zugeführte Faserbündel vorübergehend speichert, wobei die Faserbündel-Speichereinheit enthält: eine Schalteinheit, die in der Lage ist, einen Zustand der Faserbündel-Speichereinheit zwischen einem Speicherzustand, in dem das Faserbündel durch die Faserbündel-Speichereinheit gespeichert wird, und einem Speicherauflösungszustand, in dem das gespeicherte Faserbündel durch die Faserbündel-Speichereinheit ausgegeben wird und das Faserbündel von der Faserbündel-Speichereinheit zur Wickeleinheit geliefert wird, umzuschalten.
  • Bei der vorliegenden Erfindung werden die Vorlagespule und die Reservespule durch die Spulenträgerwelle drehbar gelagert. Da der Wickelanfangsendabschnitt des Faserbündels der Vorlagespule (d.h. der innere Endabschnitt des Faserbündels in radialer Richtung der Vorlagespule) mit dem Wickelendabschnitt des Faserbündels der Reservespule (d.h. der äußere Endabschnitt des Faserbündels in radialer Richtung der Reservespule) verbunden ist, ist es möglich, die Zufuhr des Faserbündels zur Wickeleinheit von der Reservespule auch dann fortzusetzen, wenn die Vorlagespule leer wird.
  • Wie oben beschrieben, ist es, wenn die Vorlagespule leer wird, notwendig, die leere Spule durch eine voll gewickelte neue Spule zu ersetzen und einen Endabschnitt des Faserbündels der Reservespule, von der das Faserbündel zugeführt wird, mit einem Endabschnitt des Faserbündels der neuen Spule zu verbinden. Da es äußerst schwierig ist, das Zusammenfügen bei rotierenden Spulen durchzuführen, ist es notwendig, die Rotation der Reservespule und der neuen Spule zumindest während des Zusammenfügens zu stoppen. Nach der vorliegenden Erfindung wird der Zustand des Faserbündelspeichers durch die Schalteinheit zwischen dem Speicherzustand und dem Speicherauflösungszustand umgeschaltet. Wenn es nicht notwendig ist, die Drehung der Reservespule, aus der das Faserbündel zugeführt wird, zu stoppen, wird die Faserbündelspeichereinheit im Speicherzustand gehalten und somit das Faserbündel in der Faserbündelspeichereinheit gespeichert. In der Zwischenzeit, wenn das Zusammenfügen durchgeführt werden muss, wird die Faserbündel-Speichereinheit in den Speicherauflösungszustand geschaltet. Damit wird es möglich, das Zusammenfügen durchzuführen, während das im Faserbündelspeicher gespeicherte Faserbündel der Spulstelle zugeführt wird, obwohl die Drehung der Reservespule und die Drehung der neuen Spule gestoppt sind. Aus diesem Grund kann das Zusammenfügen während des Wickelns des Faserbündels erfolgen.
  • Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ist die Filament-Wickelvorrichtung des ersten Aspekts so angeordnet, dass die Faserbündel-Speichereinheit umfasst: eine erste Rolle, auf der das Faserbündel abgelegt wird; eine zweite Rolle, auf der das Faserbündel abgelegt wird, wobei das Faserbündel in Laufrichtung zwischen der ersten und der zweiten Rolle gespeichert wird; und eine dritte Rolle, die zwischen der ersten Rolle und der zweiten Rolle in Laufrichtung vorgesehen ist und relativ zur ersten Rolle und zur zweiten Rolle in einer Schnittrichtung beweglich ist, die eine Linie schneidet, die den Mittelpunkt der ersten Rolle mit dem Mittelpunkt der zweiten Rolle verbindet, und die Schalteinheit, die die Faserbündel-Speichereinheit in den Speicherzustand versetzt, indem sie die dritte Rolle in der Schnittrichtung an einer vorbestimmten Speicherposition hält, und die Faserbündel-Speichereinheit in den Speicherauflösungszustand versetzt, indem sie der dritten Rolle an der Speicherposition erlaubt, sich in eine Position nahe der ersten Rolle und der zweiten Rolle im Vergleich zur Speicherposition in der Schnittrichtung zu bewegen.
  • In der vorliegenden Erfindung wird die Faserbündelspeichereinheit in den Speicherzustand versetzt, da die dritte Rolle durch die Schalteinheit in der Speicherposition gehalten wird, und die Faserbündelspeichereinheit wird in den Speicherauflösungszustand versetzt, da die dritte Rolle durch die Schalteinheit in eine Position nahe der ersten Rolle und der zweiten Rolle im Vergleich zur Speicherposition bewegt werden kann. Auf diese Weise wird das Umschalten zwischen dem Speicherzustand und dem Speicherauflösungszustand durch die einfache Anordnung realisiert.
  • Nach einem dritten Aspekt der Erfindung ist die Filament-Wickelvorrichtung des zweiten Aspekts so angeordnet, dass die Schalteinheit einen Stopper enthält, der in der Lage ist, die Bewegung der dritten Rolle in Richtung der ersten Rolle und der zweiten Rolle in der Schnittrichtung zu verhindern und die Bewegung der dritten Rolle in Richtung der ersten Rolle und der zweiten Rolle in der Schnittrichtung zu ermöglichen.
  • In der vorliegenden Erfindung wird, wenn sich die dritte Rolle in der oben beschriebenen Lagerungsposition befindet, die Bewegung der dritten Rolle in Richtung der ersten Rolle und der zweiten Rolle in der Schnittrichtung durch den Stopper verhindert. Es ist daher möglich, den Faserbündelspeicher im Speicherzustand zu halten. Außerdem wird, wenn die Drehung der beiden Spulen angehalten wird, um die Verbindung durchzuführen, die Bewegung der dritten Rolle zur ersten Rolle und der zweiten Rolle in der Schnittrichtung zugelassen, und somit wird die dritte Rolle beweglich, um das im Faserbündelspeicher gespeicherte Faserbündel zu verkürzen. (Mit anderen Worten, die Faserbündel-Speichereinheit wird in den Speicherauflösungszustand geschaltet). Auf diese Weise kann durch die einfache Anordnung die Faserbündel-Speichereinheit im Speicherzustand gehalten und die Faserbündel-Speichereinheit vom Speicherzustand in den Speicherauflösungszustand geschaltet werden.
  • Nach einem vierten Aspekt der Erfindung ist die Filament-Wickelvorrichtung des dritten Aspekts so angeordnet, dass der Stopper einen Pressteil umfasst, der in der Lage ist, die dritte Rolle von der ersten Rolle und der zweiten Rolle in der Schnittrichtung wegzudrücken, und der Pressteil zwischen einer ersten Position, in der die dritte Rolle gedrückt und in der Speicherposition gehalten wird, und einer zweiten Position, in der der Pressteil näher an der ersten Rolle und der zweiten Rolle im Vergleich zur ersten Position in der Schnittrichtung liegt, beweglich ist.
  • In der vorliegenden Erfindung wird, wenn sich der Pressteil des Stopfens an der ersten Position befindet, die dritte Rolle an der Speicherposition und der Faserbündelspeicher im Speicherzustand gehalten. Wenn sich der Pressteil von der ersten Position in die zweite Position bewegt, wird die Bewegung der dritten Rolle zugelassen und der Faserbündelspeicher in den Speicherauflösungszustand geschaltet. Wenn sich der Pressteil von der zweiten Position in die erste Position bewegt, wird außerdem die dritte Rolle durch den Pressteil in die Speicherposition zurückgeführt und die Faserbündel-Speichereinheit kehrt in den Speicherzustand zurück. Auf diese Weise wird der Zustand des Faserbündelspeichers durch diese einfache Anordnung zwischen dem Speicherzustand und dem Speicherauflösungszustand umgeschaltet.
  • Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung enthält die Filamentwickelvorrichtung eines der ersten bis vierten Aspekte ferner einen Stoppabschnitt, der so konfiguriert ist, dass die Drehung der Vorlagespule und die Drehung der Reservespule gestoppt wird.
  • In der vorliegenden Erfindung kann das Zusammenfügen auch bei laufender Spulstelle jederzeit durchgeführt werden, indem die Faserbündelspeichereinheit in den Speicherauflösungszustand geschaltet und die Drehung der Vorlagespule und die Drehung der Reservespule durch den Stoppteil zwangsweise gestoppt wird. Da außerdem eine unbeabsichtigte Drehung der Vorlagespule und der Reservespule durch den Stoppteil während des Fügens, das während des Betriebes der Spulmaschine erfolgt, verhindert wird, kann das Fügen sicher durchgeführt werden.
  • Nach einem sechsten Aspekt der Erfindung ist die Filamentwickelvorrichtung eines der ersten bis fünften Aspekte so angeordnet, dass die Spulenträgerwelle in der Lage ist, die Vorlagespule und die Reservespule in axialer Richtung der Spulenträgerwelle auszurichten, und die Vorlagespule und die Reservespule gemeinsam drehbar sind.
  • Da die Vorlagespule und die Reservespule in axialer Richtung (d.h. koaxial) ausgerichtet gelagert sind und zusammen mit der Spulenträgerwelle gedreht werden können, drehen sich die Vorlagespule und die Reservespule in dieser Erfindung mit Sicherheit mit der gleichen Drehzahl. Dadurch können Probleme wie das Verdrehen der Endabschnitte der Faserbündel der beiden miteinander verbundenen Spulen vermieden werden.
  • Nach einem siebten Aspekt der Erfindung ist die Filamentwickelvorrichtung des sechsten Aspekts so angeordnet, dass die Spulenträgerwelle umfasst: eine erste Stützwelle, die zusammen mit einer der beiden Spulen, der Vorlagespule oder der Reservespule, drehbar ist; eine zweite Stützwelle, die zusammen mit der anderen der beiden Spulen, der Vorlagespule oder der Reservespule, drehbar ist; und einen Verbindungsabschnitt, der zwischen der ersten Stützwelle und der zweiten Stützwelle in axialer Richtung vorgesehen ist und in der Lage ist, die erste Stützwelle mit der zweiten Stützwelle zu verbinden, um zusammen drehbar zu sein, und die erste Stützwelle von der zweiten Stützwelle zu trennen.
  • Wenn in der vorliegenden Erfindung die erste Stützwelle und die zweite Stützwelle durch den Verbindungsteil miteinander verbunden sind, drehen sich die erste Stützwelle und die zweite Stützwelle gemeinsam und die Vorlagespule und die Reservespule drehen sich mit gleicher Drehzahl. Wenn die Vorlagespule leer wird und die Zufuhr des Faserbündels zur Spulstelle von der Reservespule aus fortgesetzt wird, kann die Drehung nur der leeren Spule (vorherige Vorlagespule) durch Trennen der ersten von der zweiten Stützwelle gestoppt werden. Aus diesem Grund kann der Austausch der leeren Spule erfolgen, während die Zuführung des Faserbündels von der Reservespule zur Spulstelle fortgesetzt wird (d.h. ohne die Speicherung des Faserbündels durch den Faserbündelspeicher aufzuheben). Mit anderen Worten, es ist nicht notwendig, die Speicherung des Faserbündels während des Wechsels aufzuheben, und die Auflösung der Speicherung des Faserbündels, um die Drehung der beiden Spulen zu stoppen, ist nur während des Zusammenfügens erforderlich. Die Zeit für das Halten der Faserbündelspeichereinheit im Speicherauflösungszustand ist daher kurz, und es ist weniger wahrscheinlich, dass das in der Faserbündelspeichereinheit gespeicherte Faserbündel ausgeht.
  • Gemäß einem achten Aspekt der Erfindung umfasst die Filamentwickelvorrichtung des siebten Aspekts ferner einen Träger, der Endabschnitte der ersten Stützwelle und der zweiten Stützwelle drehbar trägt, wobei sich die Endabschnitte auf der dem Verbindungsabschnitt in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite befinden, wenn die erste Stützwelle von der zweiten Stützwelle getrennt ist.
  • Beim Auswechseln einer Spule ist es notwendig, die Spule von der Spulenträgerwelle zu lösen und an dieser zu befestigen, indem die Spule in axialer Richtung bewegt wird. Aus diesem Grund tritt z.B. bei einer freitragenden Spulenträgerwelle (d.h. nur eine der ersten oder die zweite Tragwelle ist drehbar gelagert) folgendes Problem auf. Wenn eine Spule auf der Bodenseite leer wird und die leere Spule auf der Bodenseite durch eine neue Spule ersetzt wird, während ein Faserbündel von einer Spule auf der vorderen Endseite einer Spulstelle zugeführt wird, ist es unmöglich, die leere Spule von der vorderen Endseite zu lösen, weil die leere Spule die Spule auf der vorderen Endseite stört. Daher ist eine Anordnung zum Lösen der Spule auf der Bodenendseite von der Bodenendseite erforderlich, und eine solche Anordnung kann den Aufbau der Vorrichtung komplizieren. Nach der vorliegenden Erfindung trägt der Träger Endteile der ersten und der zweiten Stützwelle drehbar, wobei die Endteile in axialer Richtung auf der dem Verbindungsteil entgegengesetzten Seite liegen. Mit anderen Worten, der Träger stützt die beiden Endabschnitte der Spulenträgerwelle ab. Außerdem können die erste und die zweite Stützwelle auseinandergezogen werden, wenn sie voneinander getrennt sind. Daher kann die Spule beim Auswechseln durch Trennen der ersten und der zweiten Stützwelle eingesetzt oder ausgebaut werden. Dadurch wird verhindert, dass die Vorrichtung im Aufbau kompliziert wird.
  • Nach einem neunten Aspekt der Erfindung ist die Filamentwickelvorrichtung des achten Aspekts so angeordnet, dass mindestens eine der ersten oder zweiten Stützwellen mindestens in einer Richtung senkrecht zur axialen Richtung beweglich ist, wenn die erste Stützwelle von der zweiten Stützwelle getrennt wird.
  • Wie oben beschrieben, ist es beim Auswechseln einer Spule notwendig, die Spule in axialer Richtung zu bewegen. Aus diesem Grund muss zum Ausbauen bzw. Anbringen der Spule ein mindestens so langer Raum wie die Spule auf einer Verlängerungslinie in axialer Richtung der Spulenträgerwelle vorgesehen werden. Wenn die erste und die zweite Stützwelle gemäß dem achten Aspekt nur in axialer Richtung getrennt werden können, ist es deshalb notwendig, sie in axialer Richtung um die Länge der Spule voneinander zu entfernen, und in axialer Richtung muss ein großer Raum für den Austausch vorgesehen werden. Dies kann zu einer Vergrößerung der Vorrichtung führen. Bei der vorliegenden Erfindung sind die erste und die zweite Stützwelle mindestens in der Richtung senkrecht zur axialen Richtung beweglich. Mit anderen Worten, es ist möglich, die Wellenmitte der ersten Stützwelle und die Wellenmitte der zweiten Stützwelle so anzuordnen, dass sie voneinander abweichen. Bei dieser Anordnung kann die an der ersten Stützwelle befestigte Spule unter Ausnutzung des Raumes auf der Seite der zweiten Stützwelle in axialer Richtung ausgebaut oder eingebaut werden. Ebenso kann die an der zweiten Stützwelle befestigte Spule durch Ausnutzung des Raumes auf der Seite der ersten Stützwelle in axialer Richtung ausgebaut oder eingebaut werden. So kann die Vergrößerung der Vorrichtung vermieden werden.
  • Gemäß einem zehnten Aspekt der Erfindung, einer Spulenaustauschmethode, die in der Filamentwickelvorrichtung verwendet wird, wobei die Filamentwickelvorrichtung mit einer Wickeleinheit, die zum Aufwickeln eines Faserbündels auf einen Liner konfiguriert ist, und einer Spulentragwelle, die eine das Faserbündel der Wickeleinheit zuführende Vorlagespule und eine von der Vorlagespule verschiedene Reservespule drehbar trägt, versehen ist, wobei die Vorlagespule und die Reservespule in einem Zustand gehalten werden, in dem ein Wickelanfangsabschnitt eines auf die Vorlagespule gewickelten Faserbündels mit einem Wickelendabschnitt eines auf die Reservespule gewickelten Faserbündels verbunden ist, wobei das Spulenaustauschverfahren ein Verfahren zum Austauschen einer leeren Spule durch eine neue Spule ist, während die Zufuhr des Faserbündels zu der Wickeleinheit von der Reservespule aus fortgesetzt wird, wenn die Vorlagespule leer wird, während die Wickeleinheit das Faserbündel auf den Liner wickelt, wobei das Spulenaustauschverfahren umfasst: einen Austauschschritt des Lösens der leeren Spule von der Spulenträgerwelle und des Anbringens der neuen Spule an der Spulenträgerwelle, während die Drehung der leeren Spule gestoppt wird; einen Verbindungsschritt des Verbindens eines Wickelanfangsabschnitts eines auf die neue Spule gewickelten Faserbündels mit einem Wickelendabschnitt eines auf die Reservespule gewickelten Faserbündels, während die Drehung der neuen Spule und die Drehung der Reservespule gestoppt werden, nach dem Austauschschritt; und einen Rotationsneustartschritt zum Aufheben eines Rotationsstopp-Zustands der neuen Spule und eines Rotationsstopp-Zustands der Reservespule nach dem Verbindungsschritt, wobei die Filamentwickelvorrichtung ferner eine Faserbündel-Speichereinheit aufweist, die zwischen einem Speicherzustand, in dem die Faserbündel-Speichereinheit das Faserbündel, das der Spulstelle zugeführt werden soll, vorübergehend speichert, und einem Speicherauflösungszustand, in dem der Speicherzustand aufgehoben wird, umschaltbar ist, und die Faserbündel-Speichereinheit mindestens bis zum Austauschschritt im Speicherzustand gehalten wird, wobei die Faserbündel-Speichereinheit vom Speicherzustand in den Speicherauflösungszustand geschaltet wird, bevor die Drehung der Reservespule gestoppt wird, und die Faserbündel-Speichereinheit nach dem Schritt des Neustarts der Drehung vom Speicherauflösungszustand in den Speicherzustand geschaltet wird.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird eine leere Spule durch eine neue Spule ersetzt, während die Zuführung des Faserbündels zur Spulstelle von der Reservespule aus fortgesetzt wird, wenn die Vorlagespule leer wird. Bevor die Drehung der Reservespule gestoppt wird, wird in der vorliegenden Erfindung der Faserbündelspeicher vom Speicherzustand in den Speicherauflösungszustand geschaltet. Aus diesem Grund kann der Verbindungsschritt während der Zuführung des Faserbündels aus dem Faserbündelspeicher zur Spulstelle durchgeführt werden, auch nachdem die Drehung der Reservespule gestoppt wurde. Da die Faserbündelspeichereinheit nach dem Rotationsneustartschritt vom Speicherauflösungszustand in den Speicherzustand geschaltet wird, kann das Faserbündel außerdem wieder gespeichert werden. Somit kann der Verbindungsschritt während des Wickelns des Faserbündels ausgeführt werden.
  • Nach einem elften Aspekt der Erfindung ist das Spulenwechselverfahren des zehnten Aspekts so gestaltet, dass beim Wechsel die Rotation der Reservespule nicht gestoppt und der Faserbündelspeicher im Speicherzustand gehalten wird.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird die Faserbündelspeichereinheit im Austauschschritt in dem Speicherzustand gehalten. Das von der Reservespule gelieferte Faserbündel kann daher auch während des Austauschs in den Faserbündelspeicher eingelagert werden, so dass die Zeit, in der der Faserbündelspeicher im Speicherauflösungszustand gehalten wird, weiter verkürzt wird. Aus diesem Grund ist es weniger wahrscheinlich, dass das in der Faserbündelspeichereinheit gespeicherte Faserbündel ausläuft.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Fadenwickelvorrichtung einer Ausführungsform.
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Wickelvorrichtung.
    • 3 ist ein Blockdiagramm einer elektrischen Konfiguration der Fadenwickelvorrichtung.
    • 4 ist ein schematisches Diagramm eines Laufweges eines Faserbündels.
    • 5 ist ein schematisches Diagramm einer Faserbündelspeichereinheit.
    • 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Spulenhalters.
    • 7A und 7B sind jeweils eine Frontansicht des Spulenhalters.
    • 8A und 8B sind jeweils eine Seitenansicht des Spulenhalters.
    • 9A bis 9C zeigen jeweils einen Verbindungsteil des Spulenhalters.
    • 10A und 10B zeigen jeweils einen Stoppabschnitt des Spulenhalters.
    • 11 ist ein Flussdiagramm, das eine Reihe von Schritten des Spulenwechsels zeigt.
    • 12A bis 12F zeigt jeweils einen Zustand des Spulenhalters und der Faserbündelspeichereinheit beim Spulenwechsel.
    • 13A bis 13F zeigt jeweils den Zustand des Spulenhalters und der Faserbündelspeichereinheit beim Spulenwechsel.
    • 14A bis 14F zeigen jeweils einen Zustand des Spulenhalters und der Faserbündelspeichereinheit beim Spulenwechsel.
    • 15 bezieht sich auf eine Modifikation und ist eine schematische Darstellung einer Faserbündelspeichereinheit.
  • [Beschreibung der Ausführungsformen]
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 bis 14 beschrieben. Nachfolgend werden die in 1 gezeigten Richtungen vorwärts, rückwärts, links und rechts zur Vereinfachung der Erklärung einheitlich verwendet. Darüber hinaus wird die Richtung orthogonal zur Vorwärts-, Rückwärts-, Links- und Rechtsrichtung als Aufwärts-Abwärts-Richtung bezeichnet, in der die Schwerkraft wirkt (Schnittrichtung in der vorliegenden Erfindung).
  • (Umriss der Filament-Wickelvorrichtung)
  • Zunächst wird eine Filamentwickelvorrichtung 1 unter Bezugnahme auf 1 skizziert. Die Filamentwickelvorrichtung 1 besteht aus einem Wickler 2, einem Gatterständer 3 und einem Bedienfeld 4.
  • 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 wird z.B. aus hochfestem Aluminium usw. hergestellt, wenn ein Druckbehälter hergestellt wird. Die Auskleidung L umfasst einen zylindrischen Teil und Kuppelteile, die auf den jeweiligen Seiten des zylindrischen Teils ausgebildet sind. Der Wickler 2 wird später detailliert beschrieben.
  • Der Gatterständer 3 versorgt eine später beschriebene Wendel-Wickeleinheit 40 (Wickeleinheit der vorliegenden Erfindung) mit Faserbündeln. Der Gatterständer 3 besteht aus einem Tragrahmen 11 und Spulenträgern 60 (Träger der vorliegenden Erfindung), die vom Tragrahmen 11 getragen werden. Der Tragrahmen 11 ist in Links-Rechts-Richtung im Wesentlichen symmetrisch aufgebaut. An einem mittleren Teil des Tragrahmens 11 in Links-Rechts-Richtung wird ein Einbauraum 12 gebildet, in dem der Wickler 2 teilweise installiert ist. (Einzelheiten zum Inneren des Einbauraums 12 sind in der Zeichnung nicht dargestellt). Jeder der Spulenträger 60 trägt drehbar eine Spule B, auf der ein der Wendel-Wickeleinheit 40 zuzuführendes Faserbündel aufgewickelt ist. Jeder Spulenträger 60 ist in der Lage, zwei Spulen B zu tragen. Der Spulenträger 60 wird später detailliert beschrieben.
  • Das Bedienfeld 4 umfasst einen Steuerung 5, ein Display 6 und eine Bedieneinheit 7. Die Steuerung 5 steuert jeden Teil des Wicklers 2. Das Display 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.
  • (Aufbau des Wicklers)
  • Im Folgenden wird der Aufbau des Wicklers 2 in Bezug auf 2 und 3 beschrieben. Der Wickler 2 umfasst einen Sockel 15, Stützeinheiten 20 (eine erste Stützeinheit 21 und eine zweite Stützeinheit 22), eine Reifenwickeleinheit 30 und eine Wendelwickeleinheit 40.
  • Der Sockel 15 trägt die Stützeinheiten 20, die Reifenwickeleinheit 30 und die Wendel-Wickeleinheit 40 (Wickeleinheit der vorliegenden Erfindung). Der Sockel 15 erstreckt sich in der Richtung von vorne nach hinten. Auf dem Sockel 15 sind die erste Stützeinheit 21, die Reifenwickeleinheit 30, die Wendel-Wickeleinheit 40 und die zweite Stützeinheit 22 in dieser Reihenfolge von der Vorderseite zur Rückseite vorgesehen. Auf der Oberseite des Sockels 15 sind Schienen 16 vorgesehen, die sich in der Richtung von vorne nach hinten erstrecken. Die Trägereinheiten 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 einem vorderen Endabschnitt des Einbauraums 12 des Gatterständers 3 an dem Sockel 15 befestigt (siehe 1).
  • Die Stützeinheiten 20 umfassen die erste Stützeinheit 21, die vor der Reifenwickeleinheit 30 vorgesehen ist, und die zweite Stützeinheit 22, die hinter der Wendelwickeleinheit 40 vorgesehen ist. Die Stützeinheiten 20 tragen den Liner L, so dass der Liner L um eine Stützwelle 23 drehbar ist, die sich in axialer Richtung des Liners L (d.h. in der Richtung von vorne nach hinten) erstreckt. Die Stützeinheiten 20 umfassen einen Bewegungsmotor 24, der die Stützeinheiten 20 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung entlang der Schienen 16 bewegt, und einen Drehmotor 25, der den Liner L dreht (siehe 3). Der Bewegungsmotor 24 und der Drehmotor 25 werden von der Steuerung 5 gesteuert.
  • Die Reifenwickeleinheit 30 wickelt die Faserbündel 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. 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. An der Reifenwickeleinheit 30 sind Spulen 33 befestigt, auf die jeweils ein Faserbündel gewickelt ist. Die Spulen 33 sind in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung des rotierenden Teils 32 angeordnet.
  • Wie in 3 dargestellt, enthält die Reifenwickeleinheit 30 einen Bewegungsmotor 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 Bewegungsmotor 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 herbewegt, so dass der Liner L relativ durch das Durchgangsloch 34 hindurchgeht. 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.
  • Die Wendel-Wickeleinheit 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). Die Wendel-Wickeleinheit 40 umfasst einen Hauptkörper 41, eine Vielzahl von Führungen 42 und eine Vielzahl von Düsen 43. Der Hauptkörper 41 ist so aufgebaut, dass er fest auf dem Sockel 15 steht. An einem zentralen Abschnitt in der Links-Rechts-Richtung des Hauptkörpers 41 ist ein kreisförmiges Durchgangsloch 44 gebildet, um den Liner L in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung durchzulassen. Die Führungen 42 und die Düsen 43 sind entlang des Umfangs des Durchgangslochs 44 vorgesehen. Faserbündel, die von den am Gatterständer 3 vorgesehenen Spulen B entnommen werden, werden über die Führungen 42 in eine Vielzahl von Düsen 43 geführt. Die Düsen 43 erstrecken sich entlang der radialen Richtung des Liners L und führen die Faserbündel F von der Außenseite in radialer Richtung nach innen. Jede Düse 43 enthält mehrere koaxiale, ineinander geschachtelte Rohrelemente mit unterschiedlichem Durchmesser und ist radial ausziehbar und zusammenziehbar.
  • Wie in 3 dargestellt, enthält die Wendelwickeleinheit 40 einen Düsenmotor 45, der zum Ausfahren und Zusammenziehen der Düsen 43 verwendet wird. Der Düsenmotor 45 wird durch die Steuerung 5 angetrieben und gesteuert. Die Steuerung 5 fährt die Düsen 43 entsprechend der äußeren Form des Liners L aus und ein, während die Stützeinheiten 20 entlang der Schienen 16 hin und her bewegt werden, so dass der Liner L durch das Durchgangsloch 44 läuft. Als Ergebnis werden die aus den Düsen 43 entnommenen Faserbündel F gleichzeitig schraubenförmig auf die Oberfläche des Liners L gewickelt.
  • Um mit dem Aufwickeln der Faserbündel auf den Liner L durch den Wickler 2 zu beginnen, fixiert beispielsweise eine Bedienungsperson die Fadenenden der Faserbündel auf dem Liner L z.B. mit einem Band. Alternativ kann eine Vorrichtung zur automatischen Durchführung der Fixierung der Fadenenden der Faserbündel verwendet werden. Nach der Fixierung der Fadenenden der Faserbündel am Liner L treibt die Steuerung 5 die Motoren 24, 25, 35, 36 und 45 an (siehe 3), so dass auf den Liner L, der von den Stützeinheiten 20 getragen wird, die Reifenwicklung durch die Reifenwickeleinheit 30 und die schraubenförmige Wicklung durch die Wendel-Wickeleinheit 40 durchgeführt wird.
  • Wie oben beschrieben, sind die Spulenträger 60 für die Zuführung der Faserbündel zur Wendel-Wickeleinheit 40 jeweils so angeordnet, dass sie zwei Spulen B tragen können (siehe 1). Das auf eine der beiden Spulen B gewickelte Faserbündel wird der Wendel-Wickeleinheit 40 zugeführt. Ein Wicklungs-Endabschnitt des auf die andere der beiden Spulen B gewickelten Faserbündels (d.h. der äußere Endabschnitt in radialer Richtung der Spule) wird an einen Wicklung-Anfangsabschnitt des auf die eine der Spulen B gewickelten Faserbündels (d.h. der innere Endabschnitt in radialer Richtung der Spule) geklebt und befestigt. (Kurz gesagt, es wird eine Verbindung Fc gebildet, wie in 1 dargestellt.) Mit dieser Anordnung kann das Faserbündel, nachdem eine der Spulen B leer geworden ist, ununterbrochen von der anderen der Spulen B der Wendel-Wickeleinheit 40 zugeführt werden. Nachdem die eine der Spulen B leer geworden ist, wird die leere Spule durch eine andere vollbewickelte Spule ersetzt, und der Endteil des auf die neue Spule gewickelten Faserbündels muss an den Endteil des Faserbündels der Spule B, von der das Faserbündel zugeführt wird, geklebt und fixiert werden.
  • Um die Endabschnitte der auf die beiden Spulen B gewickelten Faserbündel zu verkleben und zu fixieren, muss die Drehung der beiden Spulen B gestoppt werden. Mit anderen Worten, wenn die Verklebung und Fixierung durchgeführt wird, wird die Zufuhr des Faserbündels von der Spule B zur Wendel-Wickeleinheit 40 vorübergehend gestoppt. Aus diesem Grund kann das Verkleben und Fixieren, auch wenn es in Fällen wie z.B. beim Wickeln eines Faserbündels erfolgen muss, nicht in der bekannten Konfiguration erfolgen. Um dieses Problem zu lösen, verfügt die Filamentwickelvorrichtung 1 über die folgende Anordnung auf dem Laufweg des Faserbündels.
  • (Anordnung auf dem Laufweg des Faserbündels)
  • 4 ist eine schematische Darstellung der Filamentwickelvorrichtung 1 auf dem Laufweg des Faserbündels. Wie in 4 dargestellt, sind in der Laufrichtung des Faserbündels F (im Folgenden wird diese Richtung einfach als Laufrichtung bezeichnet) von der stromaufwärtigen Seite her ein Spulenträger 60, ein Faserbündelspeicher 50 und die Wendel-Wickeleinheit 40 in dieser Reihenfolge vorgesehen. Im Folgenden wird der Aufbau des Faserbündelspeichers 50 und dann der Aufbau des Spulenträgers 60 beschrieben.
  • (Faserbündel-Speichereinheit)
  • Im Folgenden wird der Aufbau des Faserbündelspeichers 50 in Bezug auf 4 und 5 beschrieben. Im Folgenden wird eine in 5 dargestellte Auf-Ab-Richtung konsequent als Auf-Ab-Richtung verwendet. Der Faserbündelspeicher 50 ist so gestaltet, dass er ein Faserbündel F zwischenspeichert, das von einer Spule B an die Wendel-Wickeleinheit 40 geliefert wird. Der Faserbündelspeicher 50 umfasst Bauteile wie eine erste Rolle 51, eine zweite Rolle 52, eine dritte Rolle 53 und einen Stopper 54 (Schalteinheit der vorliegenden Erfindung).
  • In Laufrichtung des Faserbündels F werden die erste Rolle 51, die dritte Rolle 53 und die zweite Rolle 52 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärts gelegenen Seite aus vorgesehen, und das Faserbündel F wird auf jede der Rollen 51, 52 und 53 gelegt. Die erste Rolle 51 und die zweite Rolle 52 sind lagefixiert. Wie unten beschrieben, wird das Faserbündel F in Laufrichtung zwischen der ersten Rolle 51 und der zweiten Rolle 52 gespeichert. Während die erste Rolle 51 und die zweite Rolle 52, wie in 5 dargestellt, im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sind, ist die Offenbarung nicht auf diese Anordnung beschränkt.
  • Die dritte Rolle 53 umfasst einen Rollenhauptkörper 53a und ein gepresstes Teil 53b. Die dritte Rolle 53 ist durch eine Feder 55 nach unten vorgespannt (siehe ). Das von der ersten Rolle 51 auf der stromaufwärts gelegenen Seite geführte Faserbündel F wird auf die Umfangsfläche des Rollenhauptkörpers 53a gelegt und dann zur zweiten Rolle 52 auf der stromabwärts gelegenen Seite geführt. Das gepresste Teil 53b ist ein Teil, das durch den später beschriebenen Stopper 54 gepresst wird. Die dritte Rolle 53 ist in einer Richtung orthogonal zu einer linearen Linie 101, die die erste Rolle 51 mit der zweiten Rolle 52 verbindet, beweglich, d.h. in Aufwärts-Abwärts-Richtung beweglich (siehe einen umrissenen Pfeil 102 in 4).
  • Der Stopper 54 ist so aufgebaut, dass er den Zustand des Faserbündelspeichers 50 zwischen einem Speicherzustand und einem Speicherauflösungszustand umschaltet, die nachfolgend beschrieben werden. Der Speicherzustand ist ein Zustand, in dem das Faserbündel F vom Faserbündelspeicher 50 gespeichert wird. Der Speicherauflösungszustand ist ein Zustand, in dem die Speicherung des Faserbündels F durch den Faserbündelspeicher 50 aufgehoben wird und das Faserbündel F der Wendelwickeleinheit 40 vom Faserbündelspeicher 50 zugeführt wird. Der Stopper 54 ist, um genauer zu sein, so konfiguriert, dass er die Bewegung der dritten Rolle 53 in der Aufwärts-Abwärts-Richtung verhindert oder zulässt. Der Stopper 54 umfasst einen beweglichen Teil 54a und einen Pressteil 54b.
  • Der bewegliche Teil 54a ist so angeordnet, dass er entlang eines Schaftes 56, der sich in Aufwärts-Abwärts-Richtung erstreckt, in Aufwärts-Abwärts-Richtung beweglich ist. Ein Innengewinde (nicht abgebildet) ist in dem beweglichen Teil 54a ausgebildet, während ein Außengewinde (nicht abgebildet) auf dem Schaft 56 ausgebildet ist. Das Innengewinde des beweglichen Teils 54a ist mit dem Außengewinde des Schaftes 56 in Eingriff. Der Schaft 56 kann durch einen Stoppermotor 57 in Drehung versetzt werden (siehe 3 und 4), und der bewegliche Teil 54a ist entsprechend der Drehung des Schaftes 56 in Aufwärts- und Abwärtsrichtung beweglich (siehe umrissener Pfeil 103 in 4).
  • Der Pressteil 54b berührt das Pressteil 53b der dritten Rolle 53 von oben, so dass das Pressteil 53b nach unten gedrückt wird. Das Pressteil 54b ist am beweglichen Teil 54a befestigt. In der Aufwärts-Abwärts-Richtung ist der Pressenabschnitt 54b zusammen mit dem beweglichen Abschnitt 54a entlang der Bewegungsbahn des gepressten Elements 53b beweglich. Um genauer zu sein, ist der Pressenabschnitt 54b zwischen einer ersten Position (siehe vollständige Linien in 4), in der die dritte Rolle 53 maximal nach unten gedrückt wird, und einer zweiten Position (siehe Zwei-Punkt-Kettenlinien in 4), in der die dritte Rolle 53 im Vergleich zur ersten Position nahe an der ersten Rolle 51 und der zweiten Rolle 52 liegt, beweglich.
  • Wenn sich der bewegliche Teil 54a nach unten bewegt, während der Pressteil 54b mit dem gepressten Teil 53b in Kontakt ist, wird die dritte Rolle 53 durch den Pressteil 54b geschoben und nach unten bewegt. Wenn sich der Pressteil 54b in der ersten Position befindet und auf das gepresste Teil 53b drückt, wird die Aufwärtsbewegung der dritten Rolle 53 (d.h. die Bewegung zur ersten Rolle 51 und zur zweiten Rolle 52 in der Aufwärts-Abwärts-Richtung) verhindert. Wenn sich der Pressteil 54b in der zweiten Position befindet und nicht in Kontakt mit dem gepressten Teil 53b ist, ist die Bewegung der dritten Rolle 53 in Aufwärts-Abwärts-Richtung möglich.
  • In der wie oben beschriebenen Anordnung des Faserbündelspeichers 50 ist die Speichermenge des Faserbündels F zwischen der ersten Rolle 51 und der zweiten Rolle 52 am größten, wenn sich der Pressteil 54b des Stoppers 54 an der ersten Position befindet. Die Position der dritten Rolle in diesem Zustand entspricht einer Speicherposition der vorliegenden Erfindung. Da der Stopper 54 die dritte Rolle 53 in der Speicherposition hält, wird der Faserbündelspeicher 50 im Speicherzustand gehalten. Wenn sich der Pressteil 54b des Stoppers 54 an der zweiten Position befindet und die Aufwärtsbewegung der dritten Rolle 53 möglich ist, kann das Faserbündel F aus dem Faserbündelspeicher 50 der Wendelwickeleinheit 40 zugeführt werden. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Faserbündelspeicher 50 im Zustand der Speicherauflösung. Auf diese Weise ist der Stopper 54 in der Lage, den Faserbündelspeicher 50 zwischen dem Speicherzustand und dem Speicherauflösungszustand umzuschalten.
  • (Spulenträger)
  • Im Folgenden wird der Aufbau des Spulenträgers 60 beschrieben. Zunächst wird der Spulenträger 60 unter Bezugnahme auf 6 bis 8B skizziert. 6 ist eine perspektivische Ansicht des Spulenträgers 60. 7A und 7B sind jeweils eine Vorderansicht des S Spulenträgers 60. Im Folgenden wird eine in 6 und 7 dargestellte axiale Richtung konsequent als axiale Richtung verwendet. Diese axiale Richtung ist die axiale Richtung einer Befestigungswelle 63, einer ersten Stützwelle 71 und einer zweiten Stützwelle 91, die später beschrieben wird.
  • Der Spulenhalter 60 trägt zwei Spulen B, die drehbar sind. Wie in 6 bis 8B dargestellt, enthält der Spulenhalter 60 eine erste Spulenhalterung 61, eine zweite Spulenhalterung 62 und die Befestigungswelle 63.
  • Die erste Spulenhalterung 61 trägt eine der Spulen B (Spule B1), die drehbar ist. Die zweite Spulenhalterung 62 trägt die andere der Spulen B (Spule B2) drehbar. Die erste Spulenhalterung 61 und die zweite Spulenhalterung 62 sind in axialer Richtung ausgerichtet und im Wesentlichen symmetrisch in axialer Richtung vorgesehen. Die Befestigungswelle 63 ist ein in axialer Richtung verlaufender Teil. Ein in axialer Richtung zentraler Teil der Befestigungswelle 63 wird mit einem nicht dargestellten Fixierwerkzeug am Tragrahmen (siehe ) befestigt. Die erste Spulenhalterung 61 ist an einem Seitenteil in axialer Richtung der Befestigungswelle 63 befestigt (d.h. am rechten Seitenteil in 7), während die zweite Spulenhalterung 62 am anderen Seitenteil in axialer Richtung der Befestigungswelle 63 befestigt ist (d.h. am linken Seitenteil in 7). Die Befestigungswelle 63 trägt die erste Spulenhalterung 61 und die zweite Spulenhalterung 62, so dass jede dieser Halterungen in axialer Richtung beweglich und um die Befestigungswelle 63 drehbar ist. An den Endabschnitten in axialer Richtung der Befestigungswelle 63 sind jeweils zwei Federn 64 (siehe 7) angebracht.
  • Die erste Spulenhalterung 61 und die zweite Spulenhalterung 62 werden unter Bezugnahme auf 6 bis 10B detailliert beschrieben. 8A ist eine Seitenansicht des in 7A gezeigten Spulenträgers 60, die in der durch einen Pfeil VIII(a) angezeigten Richtung betrachtet wird. 8B ist eine Seitenansicht des in 7B gezeigten Spulenträgers 60, die in der durch den Pfeil VIII(b) angezeigten Richtung betrachtet wird. 9A zeigt einen später beschriebenen Verbindungsteil 74, der in axialer Richtung gesehen wird. 9B ist eine Vorderansicht des Verbindungsteils 74 der ersten Spulenhalterung 61 und eines Verbindungsteils 94 der zweiten Spulenhalterung 62. 9C zeigt einen Zustand, in dem die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 durch die Verbindungsteile 74 und 84 verbunden sind. 10A zeigt einen Zustand, in dem ein später beschriebenes Stoppteil 75 die Drehung der Spule B ermöglicht. 10B zeigt einen Zustand, in dem das Stoppteil 75 die Drehung der Spule B stoppt.
  • Wie in 6 und 7 dargestellt, umfasst die erste Spulenhalterung 61 Elemente wie die erste Stützwelle 71, an der die Spule B (Spule B1) befestigt ist, einen Arm 72, einen beweglichen Teil 73 und den Verbindungsteil 74. Die erste Spulenhalterung 61 ist so angeordnet, dass die erste Stützwelle 71 über den Arm 72 mit dem beweglichen Teil 73 verbunden ist. Der bewegliche Teil 73 ist so angeordnet, dass er in axialer Richtung entlang der Befestigungswelle 63 beweglich und um die Befestigungswelle 63 drehbar ist. Bei dieser Anordnung ist die erste Stützwelle 71 in axialer Richtung beweglich und um die Befestigungswelle 63 drehbar. Die zweite Spulenhalterung 62 umfasst Elemente wie die zweite Stützwelle 91, an der die Spule B (Spule B2) befestigt ist, einen Arm 92, einen beweglichen Teil 93 und den Verbindungsteil 94. Die zweite Spulenhalterung 62 ist strukturell ähnlich der ersten Spulenhalterung 61, und die zweite Spulenhalterung 62 und die erste Spulenhalterung 61 sind so gestaltet, dass sie symmetrisch in Bezug auf eine orthogonale Ebene sind, die durch die Mitte in axialer Richtung der Befestigungswelle 63 verläuft. Die erste Spulenhalterung 61 und die zweite Spulenhalterung 62 sind über die Verbindungsteile 74 und 94 miteinander verbindbar und voneinander trennbar. Eine Kombination der ersten Stützwelle 71 und der zweiten Stützwelle 91 entspricht einer Spulenträgerwelle der vorliegenden Erfindung. Da die erste Spulenhalterung 61 und die zweite Spulenhalterung 62 wie oben beschrieben in axialer Richtung im Wesentlichen symmetrisch sind, wird im Folgenden hauptsächlich die erste Spulenhalterung 61 beschrieben und die zweite Spulenhalterung 62 wird nur bei Bedarf beschrieben.
  • Die erste Stützwelle 71 umfasst in axialer Richtung verlaufende Wellen 76, ein hinteres kreisförmiges Plattenelement 77 und ein vorderes kreisförmiges Plattenelement 78 (siehe 6). Am hinteren kreisförmigen Plattenelement 77 sind die Endabschnitte auf der einen Seite in axialer Richtung der Wellen 76 (d.h. die Endabschnitte auf der in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite der zweiten Stützwelle 91) befestigt. Das vordere, stirnseitige, kreisförmige Plattenelement 78 ist an den Endabschnitten auf der anderen Seite der Wellen 76 befestigt (d.h. Endabschnitte auf der in axialer Richtung entgegengesetzten Seite der zweiten Stützwelle 91). Da die Spule B1 auf den Wellen 76, dem hinteren kreisförmigen Plattenelement 77 und dem voreilenden kreisförmigen Plattenelement 78 montiert ist, sind die erste Stützwelle 71 und die Spule B1 gemeinsam drehbar. Die erste Stützwelle 71 wird durch die Drehung der Spule B1 gedreht. Das Verbindungsteil 74 ist am vorderseitigen Kreisplattenelement 78 befestigt. Die zweite Stützwelle 91 ist ähnlich angeordnet, so dass die zweite Stützwelle 91 und die Spule B2 gemeinsam drehbar sind.
  • Der Arm 72 erstreckt sich in der radialen Richtung der ersten Stützwelle 71 nach außen. Der Arm 72 trägt die erste Stützwelle 71 drehbar. In einem radial äußeren Teil des Arms 72 ist eine Öffnung 72a (siehe 7A und 8A) ausgebildet, durch die die Befestigungswelle 63 und die Feder 64 (siehe 7) hindurchgehen können. Bei dieser Anordnung ist der später beschriebene bewegliche Teil 73 in axialer Richtung beweglich. An dem radial äußeren Teil des Arms 72 ist ein Schaft 72b (siehe 7A) befestigt. Der Arm 92 des zweiten Spulenhalters 62 ist ähnlich ausgebildet.
  • Der bewegliche Teil 73 umfasst eine Drehwelle 73a und einen vorgespannten Teil 73b. Die Drehwelle 73a erstreckt sich in axialer Richtung und ist lose auf die Befestigungswelle 63 montiert. Bei dieser Anordnung ist der bewegliche Teil 73 in axialer Richtung entlang der Befestigungswelle 63 beweglich (siehe einen Volllinienpfeil 110 in 6) und um die Befestigungswelle 63 drehbar (siehe einen Volllinienpfeil 112 in 7B und einen Volllinienpfeil 113 in 8B). Der vorgespannte Teil 73b ist ein scheibenförmiger Teil, der an einem Endteil auf der einen Seite in axialer Richtung der Drehwelle 73a befestigt ist. Der vorgespannte Teil 73b ist durch eine Welle 72b mit dem Arm 72 verbunden. An einer Endfläche auf der einen Seite des vorgespannten Teils 73b in axialer Richtung ist ein Endteil auf der anderen Seite in axialer Richtung der Feder 64 befestigt. Der vorgespannte Abschnitt 73b wird durch die Feder 64 in axialer Richtung der Befestigungswelle 63 zur Mitte hin vorgespannt. Der bewegliche Teil 93 des zweiten Spulenhalters 62 ist in ähnlicher Weise aufgebaut.
  • Der Verbindungsteil 74 ermöglicht es, die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 miteinander zu verbinden und voneinander zu trennen. Wie oben beschrieben, wird der Verbindungsteil 74 an dem vorderen kreisförmigen Plattenelement 78 befestigt. Wie in 9A dargestellt, enthält der Verbindungsteil 74 beispielsweise ein erstes Verbindungselement 81 und ein zweites Verbindungselement 82.
  • Wie in 9B dargestellt, umfasst das erste Verbindungselement 81 einen vorstehenden Teil 81a, einen Schaftteil 81b und einen unteren Teil 81c. Das erste Verbindungselement 81 ist an einem radial äußeren Teil des vorderen kreisförmigen Plattenelements 78 vorgesehen. Der hervorstehende Abschnitt 81a hat im Wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes. Der Schaftabschnitt 81b ist an einer Stirnfläche des vorstehenden Abschnitts 81a befestigt, die sich in der Nähe des vorderen kreisförmigen Plattenelements 78 befindet, und der Schaftabschnitt 81b ist entlang einer Öffnung 78a beweglich, die in dem vorderen kreisförmigen Plattenelement 78 ausgebildet ist (siehe einen Volllinienpfeil 114 in 9A). Der untere Abschnitt 81c ist an einem Endabschnitt des Schaftabschnitts 81b befestigt, der sich auf der dem vorstehenden Abschnitt 81a gegenüberliegenden Seite befindet. Der untere Teil 81c wird durch eine Feder 83 radial nach außen vom vorderen kreisförmigen Plattenelement 78 vorgespannt. Da der vorstehende Abschnitt 81a im Vergleich zum vorderen kreisförmigen Plattenelement 78 teilweise radial nach außen vorsteht, kann bei dieser Anordnung verhindert werden, dass sich die an dem vorderen kreisförmigen Plattenelement 78 angebrachte Spule B in axialer Richtung löst. Beim Anbringen oder Entfernen der Spule B wird das erste Verbindungselement 81 gegenüber der Umfangsfläche des vorderen kreisförmigen Plattenelements 78 in radialer Richtung nach innen bewegt. Damit stört der vorstehende Teil 81a nicht mehr die Spule B, und die Spule B kann erfolgreich entfernt oder angebracht werden. Das zweite Verbindungselement 82 ist in axialer Richtung gesehen ein annähernd konkaves Element. In radialer Richtung des vorderen kreisförmigen Plattenelements 78 ist das zweite Verbindungselement 82 auf der dem ersten Verbindungselement 81 gegenüberliegenden Seite vorgesehen. Im zweiten Verbindungselement 82 ist ein in axialer Richtung gesehen gekrümmter Ausschnitt 82a ausgebildet. Der Verbindungsteil 94 des zweiten Spulenträgers 62 ist ähnlich gestaltet.
  • Das erste Verbindungselement 81 des Verbindungsteils 74 kann an das zweite Verbindungselement 82 des Verbindungsteils 94 montiert werden. Das zweite Verbindungselement 82 des Verbindungsteils 74 kann an das erste Verbindungselement 81 des Verbindungsteils 94 montiert werden. Bei dieser Anordnung sind, wie in 9C dargestellt, das Verbindungsteil 74 und das Verbindungsteil 94 in axialer Richtung ausgerichtet (d.h. die Spule B1 und die Spule B2 sind ausgerichtet), und diese Verbindungsteile können in einem Zustand aneinander montiert werden, in dem die Verbindungsteile in Umfangsrichtung um 180 Grad voneinander abweichen. Da die beiden Verbindungsteile 74 und 94 miteinander verbunden sind, sind die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 miteinander verbunden und gemeinsam drehbar. Wie oben beschrieben, sind die erste Stützwelle 71 und die Spule B1 gemeinsam drehbar, während die zweite Stützwelle 91 und die Spule B2 gemeinsam drehbar sind. Aus diesem Grund sind die Spule B1 und die Spule B2 gemeinsam drehbar, wenn die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 miteinander verbunden sind. Da in diesem Zustand das Verbindungsteil 74 und das Verbindungsteil 94 durch die oben beschriebenen zwei Federn 64 (siehe 7) in Richtungen vorgespannt sind, in denen die Verbindungsteile in axialer Richtung aufeinander drücken, wird die Verbindung zuverlässig aufrechterhalten. Wenn das Verbindungsteil 74 und das Verbindungsteil 94 in axialer Richtung voneinander getrennt werden (siehe 9B), werden die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 voneinander getrennt. In diesem Zustand sind die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 jeweils unabhängig voneinander um die Befestigungswelle 63 drehbar.
  • Die erste Spulenhalterung 61 enthält den Stoppteil 75. Das Stoppteil 75 ist vorgesehen, um die Drehung der Spule B zu stoppen. Das Stoppteil 75 ist am hinteren kreisförmigen Plattenelement 77 der ersten Stützwelle 71 und am Arm 72 vorgesehen. Wie in 10A und 10B dargestellt, enthält das Stoppteil 75 z.B. eine Scheibe 85 und einen Eingriffsstift 86. Die Scheibe 85 ist in axialer Richtung zwischen dem hinteren, kreisförmigen Plattenelement 77 und dem Arm 72 vorgesehen. Die Scheibe 85 ist am hinteren kreisförmigen Plattenelement 77 befestigt und wird vom Arm 72 drehbar gelagert. In einer Stirnfläche auf der Seite des Arms 72 in axialer Richtung der Scheibe 85 sind mehrere Löcher 85a ausgebildet (siehe 8, 10A und 10B). Der Eingriffsstift 86 ist am Arm 72 befestigt. Der Eingriffsstift 86 ist in axialer Richtung beweglich (siehe einen Volllinienpfeil 115 in 10B) und kann mit einer der Bohrungen 85a in Eingriff gebracht werden. Wie in 10A gezeigt, ist die erste Stützwelle 71 drehbar (d.h. die Spule B1 ist drehbar), wenn ein vorderer Endabschnitt 86a des Eingriffsstifts 86 in keines der Löcher 85a eingreift. Wenn, wie in 10B dargestellt, der Eingriffsstift 86 in axialer Richtung gegen die Scheibe 85 gedrückt wird und der vordere Endabschnitt 86a mit einer der Bohrungen 85a in Eingriff steht, wird die Drehung der Scheibe 85 und damit die Drehung der ersten Stützwelle 71 gestoppt. Die zweite Spulenhalterung 62 hat einen ähnlichen Stoppabschnitt 95.
  • In Anlehnung an 7 wird im Folgenden ein Zustand beschrieben, in dem bei der wie oben beschriebenen Anordnung des Spulenträgers 60 die Spule B1 an der ersten Stützwelle 71 und die Spule B2 an der zweiten Stützwelle 91 befestigt ist. In 7A wird das auf die Spule B1 gewickelte Faserbündel F der Seite der Wendel-Wickeleinheit 40 zugeführt, während die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 miteinander verbunden sind. Ein Wicklungsendabschnitt des auf die Spule B2 gewickelten Faserbündels F (d.h. der äußere Endabschnitt in radialer Richtung der Spule) wird an einen Wickelanfangsabschnitt des auf die Spule B1 gewickelten Faserbündels (d.h. der innere Endabschnitt in radialer Richtung der Spule) geklebt und befestigt. Mit dieser Anordnung wird eine Verbindung Fc gebildet. Dadurch ist es möglich, das Faserbündel F von der Spule B2 auch nach dem Leerwerden der Spule B1 unterbrechungsfrei der Wendel-Wickeleinheit 40 zuzuführen.
  • Wie oben beschrieben, sind die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 um die Befestigungswelle 63 drehbar. Aus diesem Grund sind, wie in 7B und 8B gezeigt, die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91, wenn sie voneinander getrennt sind, in der Richtung orthogonal zur axialen Richtung relativ beweglich und können voneinander getrennt werden. Dadurch kann die Spule B in axialer Richtung bewegt und abgetrennt werden (siehe einen Volllinienpfeil 111 in 7B).
  • (Spulenwechsel-Methode)
  • Im Folgenden wird eine Spulenwechselmethode für die wie oben beschrieben aufgebaute Filamentwickelvorrichtung 1 unter Bezugnahme auf 11 bis 14F beschrieben. Dieser Spulenwechsel zeigt, dass, wenn eine der Spulen B leer wird, während die Wendel-Wickeleinheit 40 das Faserbündel F auf den Liner L wickelt, die leere Spule B durch eine neue Spule B ersetzt wird, während die Zufuhr des Faserbündels F zur Wendel-Wickeleinheit 40 von der anderen der Spulen B aus fortgesetzt wird. 11 ist ein Flussdiagramm, das eine Reihe von Schritten des Spulenwechsels zeigt. 12A bis 14F zeigen die Zustände des Spulenhalters 60 beim Spulenwechsel (A, C und E in jeder Abbildung) und die Zustände der Faserbündelspeichereinheit 50 (B, D und F in jeder Abbildung) in der Reihenfolge. Die Reihe von Schritten wird von einer Bedienungskraft durchgeführt.
  • Zunächst wird in einem Ausgangszustand, wie in 12A dargestellt, die Spule B1 an der ersten Stützwelle 71 des Spulenträgers 60 und die Spule B2 an der zweiten Stützwelle 91 befestigt, und das Faserbündel F wird von der Wendel-Wickeleinheit 40 auf den Liner L gewickelt (siehe 4). Das Faserbündel F wird von der Spule B1 abgewickelt und über den Faserbündelspeicher 50 der Wendel-Wickeleinheit 40 zugeführt (siehe einen Volllinienpfeil 121 in 12A und einen Volllinienpfeil 122 in 12B). In diesem Fall entspricht die Spule B1 einer Vorlagespule der vorliegenden Erfindung. Die Spule B2 entspricht einer Reservespule der vorliegenden Erfindung. Ein Wicklungsanfangsabschnitt des auf die Spule B1 gewickelten Faserbündels F wird an einen Wicklungsendabschnitt des auf die Spule B2 gewickelten Faserbündels F geklebt und befestigt. (Kurz gesagt, es entsteht eine Verbindung Fc.) Der Faserbündelspeicher 50 befindet sich im Speicherzustand und die dritte Rolle 53 in der Speicherposition (siehe 12B).
  • Nachdem das gesamte auf die Spule B1 aufgewickelte Faserbündel F abgewickelt ist und die Spule B1 leer ist (siehe 12C), wird die erste Stützwelle 71 in axialer Richtung bewegt, um von der zweiten Stützwelle 91 (S201; siehe einen Volllinienpfeil 131 in 12E) getrennt zu werden, und die erste Stützwelle 71 wird weiter gedreht (siehe einen Volllinienpfeil 132 in 12E). In diesem Zustand ist die Drehung der ersten Stützwelle 71 und der leeren Spule B1 (leere Spule der vorliegenden Erfindung) gestoppt. Danach wird die Spule B1 in axialer Richtung bewegt und von der ersten Stützwelle 71 gelöst und eine Spule B3 (neue Spule der vorliegenden Erfindung) auf die erste Stützwelle 71 aufgesteckt (S202; Austauschschritt der vorliegenden Erfindung; siehe 13A). Nachdem die Spule B1 leer ist und bevor der Spulenwechsel abgeschlossen ist, wird die Drehung der Spule B2 nicht gestoppt und der Faserbündelspeicher 50 im Speicherzustand gehalten. Als Folge davon wird das Faserbündel F von der Spule B2 abgewickelt und über den Faserbündelspeicher 50 der Wendel-Wickeleinheit 40 zugeführt (siehe 12D, 12F und einen Volllinienpfeil 123 in 13B).
  • Anschließend wird, während sich die Spule B2 dreht und das Faserbündel F von der Spule B2 abgewickelt wird (siehe 13C), der Schaft 56 drehend angetrieben, um den Stopper 54 nach oben zu bewegen, so dass der Stopper 54 von der dritten Rolle 53 wegbewegt wird (siehe einen umrissenen Pfeil 133 in 13D). Auf diese Weise wird der Faserbündelspeicher 50 in den Speicherauflösungszustand (S203) geschaltet. Wie oben beschrieben, wird die dritte Rolle 53 durch die Feder 55 nach unten vorgespannt (siehe 5). Aus diesem Grund kann unmittelbar nach dem Umschalten des Faserbündelspeichers 50 in den Speicherauflösungszustand eine sofortige Aufwärtsbewegung der dritten Rolle 53 (d.h. eine Abnahme der Speichermenge des Faserbündels F) vermieden werden, während die Zuführung des Faserbündels F von der Spule B2 zur Wendel-Wickeleinheit 40 fortgesetzt wird.
  • Anschließend wird der Einrastbolzen 86 des Stoppteils 95 des zweiten Spulenhalters 62 in eine Bohrung 85a (siehe 10) gedrückt, um die Drehung der Spule B2, aus der das Faserbündel F zugeführt wird, gewaltsam zu stoppen (S204; siehe Volllinienpfeil 134 in 13E). Dadurch wird das Faserbündel F nur aus dem Faserbündelspeicher 50 der Wendelwickeleinheit 40 zugeführt (siehe Volllinienpfeil 124 in 13F). Infolgedessen beginnt die Speichermenge des Faserbündels F im Faserbündelspeicher 50 abzunehmen, und die dritte Rolle 53 beginnt sich nach oben zu bewegen (siehe einen umrissenen Pfeil 135 in 13F). Da der Eingriffsstift 86 in die Bohrung 85a eingreift, wird ein unbeabsichtigtes Drehen der Spule B2 verhindert. Da die Drehung der ersten Stützwelle 71 bereits gestoppt wurde, ist es zudem nicht notwendig, den Einrastbolzen 86 des Stoppteils 75 der ersten Spulenhalterung 61 in ein Loch 85a zu drücken.
  • Anschließend wird die erste Stützwelle 71 gedreht, um in axialer Richtung auf die zweite Stützwelle 91 zu bewegt zu werden (siehe Volllinienpfeile 136 und 137 in 14A), so dass die erste Stützwelle 71 wieder mit der zweiten Stützwelle 91 verbunden ist (S205). Dann wird das Verbinden durchgeführt, um den Wicklungsanfangsabschnitt des Faserbündels F der Spule B2 an den Wicklungsendabschnitt des Faserbündels F der Spule B3 durch Thermokompressionsverklebung usw. zu kleben und zu fixieren, so dass eine Verbindung Fc entsteht (S206; Verbindungsschritt in dieser Erfindung; siehe 14C). Während der obigen Vorgänge wird die Zuführung des Faserbündels F aus dem Faserbündelspeicher 50 zur Wendelwickeleinheit 40 fortgesetzt. Aus diesem Grund nimmt die Speichermenge des Faserbündels F im Faserbündelspeicher 50 weiter ab, und die dritte Rolle 53 bewegt sich weiter nach oben (siehe einen umrissenen Pfeil 138 in 14B und einen umrissenen Pfeil 139 in 14D). Wenn das gespeicherte Faserbündel F während der oben beschriebenen Vorgänge wahrscheinlich ausgeht, stoppt der Bediener das schraubenförmige Wickeln durch Betätigung des Bedienfeldes 4.
  • Anschließend wird der Einrastbolzen 86 des zweiten Spulenhalters 62 aus der Bohrung 85a (siehe 10) herausgezogen (siehe einen Volllinienpfeil 140 in 14E), um den Zustand des Rotationsstopps der zweiten Stützwelle 91 (S207; Rotationsneustartschritt in der vorliegenden Erfindung) aufzuheben. Als Folge davon beginnt die Zuführung des Faserbündels F von der Spule B2 zur Wendel-Wickeleinheit 40 wieder. Da die erste Stützwelle 71 mit der zweiten Stützwelle 91 verbunden ist, wird der Rotationsstopp-Zustand der ersten Stützwelle 71 gleichzeitig mit der Aufhebung des Rotationsstopp-Zustandes der zweiten Stützwelle 91 aufgehoben.
  • Zuletzt wird der Stopper 54 nach unten bewegt, um die dritte Rolle 53 nach unten zu bewegen (siehe umrissene Pfeile 141 und 142 in 14F), mit dem Ergebnis, dass der Faserbündelspeicher 50 in den Speicherauflösungszustand (S208) zurückgesetzt wird. Damit ist die Reihe der Schritte des Spulenwechsels abgeschlossen.
  • Wie oben beschrieben, wird der Zustand der Faserbündelspeichereinheit 50 durch den Stopper 54 zwischen dem Speicherzustand und dem Speicherauflösungszustand umgeschaltet. Wenn es nicht notwendig ist, die Drehung der Spulen B zu stoppen, wird die Faserbündel-Speichereinheit 50 im Speicherzustand gehalten und somit das Faserbündel F in der Faserbündel-Speichereinheit 50 gespeichert. In der Zwischenzeit, wenn das Zusammenfügen durchgeführt werden muss, wird der Faserbündelspeicher 50 in den Speicherauflösungszustand geschaltet. Damit wird es möglich, die Verbindung durchzuführen, während das im Faserbündelspeicher 50 gespeicherte Faserbündel F der Wendelwickeleinheit 40 zugeführt wird, obwohl die Drehung der beiden Spulen B gestoppt ist. Aus diesem Grund kann die Verbindung durchgeführt werden, während die Wicklung des Faserbündels F durch die Wendelwickeleinheit 40 durchgeführt wird.
  • Zusätzlich zu den obigen Ausführungen wird der Faserbündelspeicher 50 in den Speicherzustand versetzt, da die dritte Rolle 53 durch den Stopper 54 in der Speicherposition gehalten wird, und der Faserbündelspeicher 50 wird in den Speicherauflösungszustand versetzt, da die dritte Rolle 53 sich im Vergleich zur Speicherposition näher an die erste Rolle 51 und die zweite Rolle 52 bewegen kann. Auf diese Weise wird das Umschalten zwischen dem Speicherzustand und dem Speicherauflösungszustand durch die einfache Anordnung realisiert.
  • Wenn sich die dritte Rolle 53 in der Speicherposition befindet, wird zusätzlich die Bewegung der dritten Rolle 53 in Richtung der ersten Rolle 51 und der zweiten Rolle 52 in Auf- und Abwärtsrichtung durch den Stopper 54 verhindert. Es ist daher möglich, den Faserbündelspeicher 50 im Speicherzustand zu halten. Außerdem wird, wenn die Drehung der beiden Spulen B angehalten wird, um das Verbinden durchzuführen, die Bewegung der dritten Rolle 53 zur ersten Rolle 51 und der zweiten Rolle 52 in der Auf-Ab-Richtung zugelassen, und somit wird die dritte Rolle 53 beweglich, um das im Faserbündelspeicher 50 gespeicherte Faserbündel F zu verkürzen. (Mit anderen Worten, der Faserbündelspeicher 50 wird in den Speicherauflösungszustand geschaltet). Auf diese Weise kann durch die einfache Anordnung der Faserbündelspeicher 50 im Speicherzustand gehalten werden und der Faserbündelspeicher 50 kann vom Speicherzustand in den Speicherauflösungszustand geschaltet werden.
  • Wenn sich der Pressteil 54b des Stoppers 54 in der ersten Position befindet, wird die dritte Rolle 53 in der Speicherposition und der Faserbündelspeicher 50 im Speicherzustand gehalten. Wenn sich der Pressteil 54b von der ersten Position in die zweite Position bewegt, wird die Bewegung der dritten Rolle 53 zugelassen und der Faserbündelspeicher 50 in den Speicherauflösungszustand geschaltet. Wenn sich der Pressteil 54b von der zweiten Position in die erste Position bewegt, wird außerdem die Bewegung der dritten Rolle 53 durch den Pressteil 54b in die Speicherposition zurückgeführt und der Faserbündelspeicher 50 in den Speicherzustand versetzt. Auf diese Weise wird der Zustand des Faserbündelspeichers 50 durch die einfache Anordnung zwischen dem Speicherzustand und dem Speicherauflösungszustand umgeschaltet.
  • Darüber hinaus kann die Verbindung auch bei Betrieb der Wendelwickeleinheit 40 jederzeit durch Umschalten des Faserbündelspeichers 50 in den Speicherauflösungszustand und gewaltsames Anhalten der Drehung der Spulen B durch die Stoppabschnitte 75 und 95 erfolgen. Da eine unbeabsichtigte Drehung der beiden Spulen B während des Verbindens, das während des Betriebs der Wendel-Wickeleinheit 40 durchgeführt wird, durch die Stoppteile 75 und 95 verhindert wird, kann das Verbinden sicher durchgeführt werden.
  • Da die beiden Spulen B in axialer Richtung ausgerichtet gelagert sind und zusammen mit der ersten Stützwelle 71 und der zweiten Stützwelle 91 gedreht werden können, drehen sich die beiden Spulen B zudem sicher mit der gleichen Drehzahl. Dadurch ist es möglich, Probleme wie das Verdrehen der Endteile der Faserbündel F der beiden miteinander verbundenen Spulen B zu verhindern.
  • Wenn die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 durch die Verbindungsteile 74 und 94 miteinander verbunden sind, drehen sich die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 gemeinsam und die beiden Spulen B drehen sich mit derselben Drehzahl. Wenn eine der Spulen B leer wird und die Zufuhr des Faserbündels F zur Wendel-Wickeleinheit 40 von der anderen Spule B fortgesetzt wird, kann die Drehung nur einer der Spulen B durch Lösen der ersten Stützwelle 71 von der zweiten Stützwelle 91 gestoppt werden. Aus diesem Grund kann der Austausch der leeren Spule erfolgen, während die Zuführung des Faserbündels F von der anderen Spule B zur Wendel-Wickeleinheit 40 fortgesetzt wird (d.h. ohne die Speicherung des Faserbündels F durch den Faserbündelspeicher 50 aufzuheben). Mit anderen Worten, es ist nicht notwendig, die Speicherung des Faserbündels F während des Austauschs aufzuheben, und die Aufhebung der Speicherung des Faserbündels F, um die Drehung der beiden Spulen B zu stoppen, ist nur während des Verbindens erforderlich. Die Zeit für das Halten des Faserbündelspeichers50 im Speicherauflösungszustand ist daher kurz, und die Wahrscheinlichkeit, dass das in dem Faserbündelspeicher 50 gespeicherte Faserbündel F ausgeht, ist geringer.
  • Zusätzlich zu den obigen Ausführungen trägt der Spulenträger 60 drehbar die Endabschnitte der ersten Stützwelle 71 und der zweiten Stützwelle 91, die sich in axialer Richtung auf der den Verbindungsabschnitten 74 und 94 gegenüberliegenden Seite befinden. Darüber hinaus können die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 im entkoppelten Zustand voneinander getrennt werden. Daher kann beim Austausch die Spule durch Trennen der ersten Stützwelle 71 und der zweiten Stützwelle 91 voneinander aus- oder eingebaut werden. Dadurch wird vermieden, dass die Vorrichtung strukturell kompliziert ist.
  • Darüber hinaus sind die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 zumindest in der Richtung senkrecht zur axialen Richtung beweglich. Mit anderen Worten, es ist möglich, die Wellenmitte der ersten Stützwelle 71 und die Wellenmitte der zweiten Stützwelle 91 so anzuordnen, dass sie voneinander abweichen. Mit dieser Anordnung können die an der ersten Stützwelle 71 befestigten Spulen B (Spulen B1 und B3) entfernt oder unter Ausnutzung des Raumes auf der Seite der zweiten Stützwelle 91 in axialer Richtung eingesetzt werden. In ähnlicher Weise kann die an der zweiten Stützwelle 91 befestigte Spule B (Spule B2) unter Ausnutzung des Raumes auf der Seite der ersten Stützwelle 71 in axialer Richtung entfernt oder eingesetzt werden. Dadurch kann die Vergrößerung der Vorrichtung vermieden werden.
  • Darüber hinaus wird vor dem Stoppen der Rotation der Spule B2 der Faserbündelspeicher 50 vom Speicherzustand in den Speicherauflösungszustand geschaltet. Aus diesem Grund kann der Fügevorgang durchgeführt werden, während das Faserbündel F aus dem Faserbündelspeicher 50 der Wendel-Wickeleinheit 40 zugeführt wird, auch nachdem die Drehung der Spule B2 gestoppt wurde. Außerdem kann das Faserbündel F wieder gespeichert werden, wenn der Faserbündelspeicher 50 nach dem Rotationsneustartschritt vom Speicherauflösungszustand in den Speicherzustand geschaltet wird. Somit kann der Verbindungsschritt ausgeführt werden, während die Wicklung des Faserbündels F durchgeführt wird.
  • Da der Faserbündelspeicher 50 im Austauschschritt im Speicherzustand gehalten wird, kann das von der Spule B zugeführte Faserbündel F auch während des Austauschschritts in dem Faserbündelspeicher 50 gespeichert werden, so dass die Zeit, in der der Faserbündelspeicher 50 im Speicherauflösungszustand gehalten wird, kurz ist. Aus diesem Grund ist es weniger wahrscheinlich, dass das in der Faserbündelspeichereinheit 50 gespeicherte Faserbündel F ausgeht.
  • Im Folgenden werden Abwandlungen der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben. Die Bauelemente, die mit denen in der obigen Verkörperung identisch sind, werden mit den gleichen Referenznummern bezeichnet, und die Erläuterungen dazu werden nicht wiederholt.
  • (1) In der obigen Ausführungsform wird die Drehung der Spule B2 beim Trennen der ersten Stützwelle 71 und der zweiten Stützwelle 91 (S201) und beim Auswechseln (S202) nicht gestoppt, aber die Offenbarung ist nicht auf diese Anordnung beschränkt. Die Drehung der Spule B2 kann vor diesen Schritten gestoppt werden.
  • (2) In der obigen Ausführungsform wird der Wicklungsanfangsteil des Faserbündels F der Spule B2 im Verbindungsschritt (S206) am Wicklungsendteil des Faserbündels F der Spule B3 durch Thermokompressionsverklebung etc. befestigt und angeklebt, aber die Offenlegung ist nicht auf diese Anordnung beschränkt. Wenn z.B. ein nicht mit Harz imprägniertes Faserbündel auf einen Liner L gewickelt wird, kann ein Verbindungsschritt zum Verbinden von Endabschnitten von Faserbündeln unter Verwendung einer Garnverbindungsvorrichtung, wie z.B. eines Spleißers und eines Knüpfers, durchgeführt werden.
  • (3) In der obigen Ausführungsform ist die dritte Rolle 53 des Faserbündelspeichers 50 in der Richtung senkrecht zur geraden Linie 101 beweglich, die Offenbarung ist aber nicht auf diese Anordnung beschränkt. Die dritte Rolle 53 kann in eine andere Richtung bewegt werden, solange sich die Richtung mit der geraden Linie 101 schneidet.
  • (4) In der obigen Ausführungsform ist die dritte Rolle 53 des Faserbündelspeichers 50 durch die Feder 55 nach unten vorgespannt, aber die Offenbarung ist nicht auf diese Anordnung beschränkt. Zum Beispiel kann die dritte Rolle 53 nicht nach unten vorgespannt sein. Alternativ kann die dritte Rolle 53 nur durch die Schwerkraft vorgespannt werden.
  • (5) Die Anordnung zum Bewegen des Stoppers 54 in Aufwärts-Abwärts-Richtung ist nicht auf die oben beschriebene Anordnung beschränkt. So kann der Stopper 54 beispielsweise eine sogenannte Zahnstangenkonstruktion haben. Alternativ kann der Stopper 54 durch einen Luftzylinder usw. in Auf- und Abwärtsrichtung angetrieben werden. Alternativ kann der Stopper 54 auch so angeordnet werden, dass er manuell beweglich ist.
  • (6) In der obigen Ausführungsform ist der Stopper 54 in der Aufwärts-Abwärts-Richtung beweglich, aber die Offenbarung ist nicht auf diese Anordnung beschränkt. Wie in 15 gezeigt, kann der Stopper 54 beispielsweise in einem Faserbündelspeicher 50a so angeordnet sein, dass er nur um eine Welle 56a drehbar ist (siehe einen durch Zwei-Punkt-Kettenlinien angedeuteten Pressteil 54b). In dieser Anordnung drückt der Pressteil 54b das gepresste Element 53b der dritten Rolle 53 an der Speicherposition nach unten, um die Bewegung in Aufwärts-Abwärts-Richtung der dritten Rolle 53 zu verhindern (Speicherzustand), und der Pressteil 54b dreht sich, um sich von dem gepressten Element 53b wegzubewegen, so dass die Bewegung in Aufwärts-Abwärts-Richtung der dritten Rolle 53 möglich ist (Speicherauflösungszustand). Mit anderen Worten, der Stopper 54 hat die Funktion, die Faserbündel-Speichereinheit 50a im Speicherzustand zu halten, und die Funktion, den Zustand der Faserbündel-Speichereinheit 50a vom Speicherzustand in den Speicherauflösungszustand zu schalten. Bei dieser Abwandlung kann die dritte Rolle 53, nachdem sie sich nach oben bewegt hat und nach unten bewegt wurde, durch eine Antriebsquelle, wie z.B. einen Luftzylinder 99, nach unten gedrückt werden, oder die dritte Rolle 53 kann vom Bediener manuell bewegt werden.
  • (7) In der obigen Ausführungsform ist der Stopper 54 in der Lage, die Bewegung der dritten Rolle 53 zu verhindern oder zuzulassen, aber die Offenbarung ist nicht auf diese Anordnung beschränkt. Zum Beispiel kann die dritte Rolle 53 durch eine Antriebsquelle, wie z.B. einen nicht dargestellten Motor, beweglich sein. In diesem Fall kann der Zustand der Faserbündel-Speichereinheit 50 durch den Motor zwischen dem Speicherzustand und dem Speicherauflösungszustand umgeschaltet werden.
  • (8) In der obigen Ausführungsform sind die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 beide um die Befestigungswelle 63 drehbar, aber die Offenbarung ist nicht auf diese Anordnung beschränkt. Nur eine dieser Wellen kann drehbar sein. Die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 können voneinander getrennt werden, wenn mindestens eine dieser Wellen drehbar ist.
  • (9) Als Anordnung zum Befestigen oder Lösen der Spulen B können die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 nicht drehbar und nur in axialer Richtung beweglich sein. Jede Art von Anordnung kann unter der Bedingung verwendet werden, dass ein Raum für das Lösen oder Befestigen der Spulen B durch Bewegen der Spulen B in axialer Richtung gesichert ist.
  • (10) Die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 können nicht zusammen mit den Spulen B drehbar sein. Die Spulenhalterung 60 kann nicht die erste Stützwelle 71 und die zweite Stützwelle 91 umfassen, die miteinander verbunden und voneinander getrennt werden können. Zum Beispiel kann eine Spulenwelle zwei Spulen B tragen, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2014-231145 beschrieben.
  • (11) In der obigen Ausführungsform umfasst der Spulenträger 60 die Stoppteile 75 und 95, aber die Offenbarung ist nicht auf diese Anordnung beschränkt. Der Spulenhalter kann beispielsweise keinen Stoppteil enthalten, und es kann zusätzlich eine Vorrichtung zum Stoppen der Drehung der Spulen B vorgesehen werden.
  • (12) In der obigen Ausführungsform ist die Wendel-Wickeleinheit 40 die Wickeleinheit der vorliegenden Erfindung, aber die Offenbarung ist nicht auf diese Anordnung beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auch auf die Reifenwickeleinheit 30 angewendet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Filamentwickelvorrichtung
    40
    Wendel-Wickeleinheit (Wickeleinheit)
    50
    Faserbündelspeicher
    51
    erste Rolle
    52
    zweite Rolle
    53
    dritte Rolle
    53b
    gepresstes Teil
    54
    Stopper (Schalteinheit)
    54b
    Pressteil
    60
    Spulenträger (Träger)
    71
    erste Stützwelle (Spulentragwelle)
    74
    Verbindungsteil
    75
    Stoppteil
    91
    zweite Stützwelle (Spulentragwelle)
    94
    Verbindungsteil
    95
    Stoppteil
    B1
    Spule (Vorlagespule, leere Spule)
    B2
    Spule (Reservespule)
    B3
    Spule (neue Spule)
    F
    Faserbündel
    L
    Liner
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2014231145 [0004, 0097]

Claims (11)

  1. Eine Filament-Wickelvorrichtung, bestehend aus: einer Wickeleinheit, die so konfiguriert ist, dass sie ein Faserbündel auf einen Liner wickelt; eine Spulenträgerwelle, die eine das Faserbündel der Wickeleinheit zuführende Vorlagespule und eine von der Vorlagespule verschiedene Reservespule drehbar trägt, wobei die Vorlagespule und die Reservespule in einem Zustand gehalten werden, in dem ein Wicklungsanfangsabschnitt eines auf die Vorlagespule gewickelten Faserbündels mit einem Wicklungsendabschnitt eines auf die Reservespule gewickelten Faserbündels verbunden ist; und eine Faserbündel-Speichereinheit, die zwischen der Spulenträgerwelle und der Wickeleinheit in einer Laufrichtung des Faserbündels vorgesehen ist und das der Wickeleinheit zugeführte Faserbündel zwischenspeichert, die Faserbündel-Speichereinheit umfasst: eine Schalteinheit, die in der Lage ist, einen Zustand der Faserbündel-Speichereinheit zwischen einem Speicherzustand, in dem das Faserbündel durch die Faserbündel-Speichereinheit gespeichert wird, und einem Speicherauflösungszustand, in dem die Speicherung des Faserbündels durch die Faserbündel-Speichereinheit aufgehoben wird und das Faserbündel von der Faserbündel-Speichereinheit zur Wickeleinheit geliefert wird, umzuschalten.
  2. Die Filament-Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei, die Faserbündel-Speichereinheit umfasst: eine erste Rolle, auf der das Faserbündel läuft; eine zweite Rolle, auf der das Faserbündel läuft, wobei das Faserbündel zwischen der ersten Rolle und der zweiten Rolle in Laufrichtung gespeichert wird; und eine dritte Rolle, die zwischen der ersten Rolle und der zweiten Rolle in Laufrichtung vorgesehen ist und relativ zu der ersten Rolle und der zweiten Rolle in einer Schnittrichtung beweglich ist, die eine gerade Linie schneidet, die den Mittelpunkt der ersten Rolle mit dem Mittelpunkt der zweiten Rolle verbindet, und die Schalteinheit dazu dient, die Faserbündel-Speichereinheit in den Speicherzustand zu versetzen, indem die dritte Rolle an einer vorbestimmten Speicherposition in der Schnittrichtung gehalten wird, und die Faserbündel-Speichereinheit in den Zustand der Speicherauflösung zu versetzen, indem der dritte Rolle an der Speicherposition ermöglicht wird, sich in eine Position nahe der ersten Rolle und der zweiten Rolle im Vergleich zur Speicherposition in der Schnittrichtung zu bewegen.
  3. Filament-Wickelvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Schalteinheit einen Stopper aufweist, der in der Lage ist, die Bewegung der dritten Rolle in Richtung der ersten Rolle und der zweiten Rolle in der Schnittrichtung zu verhindern und die Bewegung der dritten Rolle in Richtung der ersten Rolle und der zweiten Rolle in der Schnittrichtung zu ermöglichen.
  4. Die Filament-Wickelvorrichtung nach Anspruch 3, wobei, der Stopper einen Pressteil enthält, der die dritte Rolle von der ersten Rolle und der zweiten Rolle in der Schnittrichtung wegdrücken kann, und der Pressteil zwischen einer ersten Position, in der die dritte Rolle gedrückt und in der Speicherposition gehalten wird, und einer zweiten Position, in der der Pressteil näher an der ersten und der zweiten Rolle im Vergleich zur ersten Position in der Schnittrichtung liegt, beweglich ist.
  5. Die Filament-Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner einen Stoppabschnitt aufweist, der so konfiguriert ist, dass er die Drehung der Vorlagespule und die Drehung der Reservespule stoppt.
  6. Die Filament-Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Spulenträgerwelle in der Lage ist, die Vorlagespule und die Reservespule, die in axialer Richtung der Spulenträgerwelle ausgerichtet sind, zu tragen, und die Lieferspule und die Reservespule zusammen drehbar sind.
  7. Die Filament-Wickelvorrichtung nach Anspruch 6, wobei, die Spulenträgerwelle umfasst: eine erste Stützwelle, die zusammen mit entweder der Vorlagespule oder der Reservespule drehbar ist; eine zweite Stützwelle, die zusammen mit der anderen der Vorlagespule und der Reservespule drehbar ist; und einen Verbindungsabschnitt, der zwischen der ersten Stützwelle und der zweiten Stützwelle in axialer Richtung vorgesehen ist und in der Lage ist, die erste Stützwelle mit der zweiten Stützwelle zu verbinden, so dass sie zusammen drehbar sind, und die erste Stützwelle von der zweiten Stützwelle zu entkoppeln.
  8. Die Filament-Wickelvorrichtung nach Anspruch 7, die ferner umfasst einen Träger, der Endabschnitte der ersten Stützwelle und der zweiten Stützwelle drehbar abstützt, wobei sich die Endabschnitte auf der dem Verbindungsabschnitt in axialer Richtung entgegengesetzten Seite befinden, wenn die erste Stützwelle von der zweiten Stützwelle entkoppelt wird, der Träger dabei die erste Stützwelle von der zweiten Stützwelle trennen kann.
  9. Die Filament-Wickelvorrichtung nach Anspruch 8, wobei mindestens eine der ersten tragenden Welle oder der zweiten tragenden Welle mindestens in einer Richtung senkrecht zur axialen Richtung beweglich ist, wenn die erste tragende Welle von der zweiten tragenden Welle getrennt ist.
  10. Spulenwechselverfahren für eine Filamentwickelvorrichtung, umfassend: eine Wickeleinheit, die so gestaltet ist, dass sie ein Faserbündel auf einen Liner wickelt; und eine Spulentragwelle, die eine das Faserbündel der Wickeleinheit zuführende Zuführspule und eine von der Zuführspule verschiedene Reservespule drehbar trägt, wobei die Zuführspule und die Reservespule in einem Zustand getragen werden, in dem ein Wickelanfangsabschnitt eines auf die Zuführspule gewickelten Faserbündels mit einem Wickelendabschnitt eines auf die Reservespule gewickelten Faserbündels verbunden ist, wobei das Spulenaustauschverfahren ein Verfahren zum Ersetzen einer leeren Spule durch eine neue Spule ist, während die Zufuhr des Faserbündels zur Spulstelle von der Reservespule aus fortgesetzt wird, wenn die Zufuhrspule leer wird, während die Spulstelle das Faserbündel auf den Liner wickelt, wobei das Spulenaustauschverfahren umfasst: einen Austauschschritt, bei dem die leere Spule von der Spulenträgerwelle gelöst und die neue Spule an der Spulenträgerwelle befestigt wird, während die Drehung der leeren Spule gestoppt wird; einen Verbindungsschritt des Verbindens eines Wickelanfangsabschnitts eines auf die neue Spule gewickelten Faserbündels mit einem Wickelendabschnitt eines auf die Reservespule gewickelten Faserbündels, während die Drehung der neuen Spule und die Drehung der Reservespule nach dem Austauschschritt gestoppt werden; und einen Rotationsneustartschritt zum Abbrechen eines Rotationsstopp-Zustands der neuen Spule und eines Rotationsstopp-Zustands der Reservespule nach dem Verbindungsschritt, die Filamentwickelvorrichtung ferner eine Faserbündel-Speichereinheit umfasst, die zwischen einem Speicherzustand, in dem die Faserbündel-Speichereinheit das der Wickeleinheit zuzuführende Faserbündel vorübergehend speichert, und einem Speicherauflösungszustand, in dem der Speicherzustand aufgehoben wird, umschaltbar ist, und wobei die Faserbündel-Speichereinheit mindestens bis zum Austauschschritt im Speicherzustand gehalten wird, wobei die Faserbündel-Speichereinheit vom Speicherzustand in den Speicherauflösungszustand geschaltet wird, bevor die Drehung der Reservespule gestoppt wird, und wobei ferner die Faserbündel-Speichereinheit nach dem Schritt des Neustarts der Drehung vom Speicherauflösungszustand in den Speicherzustand geschaltet wird.
  11. Spulenaustauschverfahren nach Anspruch 10, wobei beim Austauschschritt die Drehung der Reservespule nicht gestoppt wird und die Faserbündelspeichereinheit im Speicherzustand gehalten wird.
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