DE112019003263T5

DE112019003263T5 - Filament-wickelvorrichtung

Info

Publication number: DE112019003263T5
Application number: DE112019003263.1T
Authority: DE
Inventors: Shu Ikezaki; Motohiro Tanigawa; Tadashi Uozumi; Hirotaka Wada; Masatsugu Goyude; Tetsuya Matsuura; Daigoro Nakamura; Takahiro Miura; Makoto Tanaka; Shota Miyaji
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2021-03-18
Also published as: JP2020032688A; CN112203832B; KR20210006444A; CN112203832A; KR102366639B1; US20210197501A1; WO2020044806A1; US11440271B2; JP7095499B2

Abstract

Es wird eine Filament-Wickelvorrichtung bereitgestellt, die leicht auf eine Änderung eines Radius einer Einlage reagieren kann und eine hohe Wickeleffizienz aufweist.Eine Wendelwickeleinheit ist versehen mit einem Rahmenelement 52, in dem eine Vielzahl von Düsenbefestigungseinheiten 100 vorgesehen sind, um in einer Umfangsrichtung um eine Achse einer Einlage ausgerichtet zu werden; Düseneinheiten 53, die jeweils einen Führungskörper aufweisen, der in einer radialen Richtung der Einlage beweglich und um eine sich in der radialen Richtung erstreckende Drehachse drehbar ist, und die an den Düsenbefestigungseinheiten 100 anbringbar und von diesen abnehmbar sind; einen endlosen, gezahnten, ringförmigen Körper 58, der, üblicherweise auf eine oder mehrere Düseneinheiten 53, die an einer oder mehreren Düsenbefestigungseinheiten 100 befestigt sind, Antriebskraft zum Bewegen des Führungskörpers in der radialen Richtung überträgt; und einen endlosen, gezahnten, ringförmigen Körper 59, der, üblicherweise auf eine oder mehrere Düseneinheiten 53, die an einer oder mehreren Düsenbefestigungseinheiten 100 befestigt sind, Antriebskraft zum Drehen des Führungskörpers um die Drehachse überträgt.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filament-Wickelvorrichtung mit einer Wendelwickeleinheit, die so konfiguriert ist, dass sie Faserbündel schraubenförmig auf eine Einlage wickelt.
[H intergrund]
Eine Filament-Wickelvorrichtung, wie sie z.B. in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, umfasst eine Wendelwickeleinheit (Wendelwickel-Kopf in der Patentliteratur 1), die so konfiguriert ist, dass sie Faserbündel schraubenförmig auf eine Einlage wickelt. In der Wendelwickeleinheit sind Faserzuführungsführungen, die so konfiguriert sind, dass sie die Faserbündel zu der Einlage führen, in einer Umfangsrichtung vorgesehen, die auf die Achse der Einlage zentriert ist. Jede Faserzuführungsführung ist so konfiguriert, dass sie in einer radialen Richtung der Einlage beweglich ist und um eine Drehachse, die sich in der radialen Richtung der Einlage erstreckt, drehbar ist. Durch geeignete Steuerung des Betriebs jeder Faserzuführungsführung werden die aus den Faserzuführungsführungen entnommenen Faserbündel gleichzeitig schraubenförmig auf der Einlage gewickelt.
Einer der Parameter, der den Wickelzustand der Faserbündel anzeigt, ist die Überdeckungsrate. Wenn in einer einzelnen Wickellage die benachbarten Faserbündel nicht miteinander überlappen und lückenlos gewickelt werden, beträgt der Deckungsgrad 100 %. Wenn Lücken zwischen den benachbarten Faserbündeln vorhanden sind, beträgt die Abdeckungsrate weniger als 100 %. Wenn die benachbarten Faserbündel einander überlappen, beträgt die Abdeckungsrate mehr als 100 %. Typischerweise wird die Wicklung so ausgeführt, dass der Deckungsgrad in jeder Wickellage 100% beträgt.
[Zitierliste]
[Patentliteratur]
[PTL 1]
Japanisches Patent Nr. 5643322
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Die Anzahl der Faserbündel, die erforderlich ist, um eine Bedeckungsrate von 100 % zum Zeitpunkt des Wendelwickelns zu erreichen, variiert in Abhängigkeit von der Fläche einer Umfangsfläche einer Einlage, d. h. dem Durchmesser der Einlage. Zum Beispiel wird die Anzahl der Faserbündel, die zum Erreichen einer 100%igen Bedeckungsrate mit dem Durchmesser einer Einlage erforderlich ist, als N bezeichnet. Durch das Wickeln von N Faserbündeln auf einer Einlage, die einen größeren Durchmesser als die oben beschriebene Einlage hat, werden Lücken zwischen den benachbarten Faserbündeln gebildet. Infolgedessen ist der Abdeckungsgrad geringer als 100 %. Wenn hingegen N Faserbündel auf eine Einlage gewickelt werden, die einen kleineren Durchmesser als die oben beschriebene Einlage hat, überlappen einige Faserbündel miteinander. Infolgedessen beträgt die Überdeckungsrate mehr als 100 %. Das heißt, um eine gewünschte Abdeckungsrate zu erreichen, muss die Anzahl der gewickelten Faserbündel entsprechend dem Durchmesser der Einlage geändert werden. In einer Wendelwickeleinheit in Patentliteratur 1 ist jedoch die Anzahl der Faserzuführungen fest vorgegeben, so dass die Anzahl der zugeführten Faserbündel nicht verändert wird. Daher war es unmöglich, mit einer Änderung des Durchmessers des Liners umzugehen.
Inzwischen ist eine sogenannte Ein-Faden-Zuführungs-Filament-Wickelvorrichtung bekannt, d.h. eine Filament-Wickelvorrichtung die wiederholt ein Faserbündel oder einige wenige Faserbündel wickelt. Da der Freiheitsgrad im Wickelzustand hoch ist, wird bei der Ein-Faden-Zuführungs-Filament-Wickelvorrichtung eine gewünschte Abdeckungsrate erreicht, auch wenn der Durchmesser der Einlage variiert. Da jedoch nur ein Faserbündel oder wenige Faserbündel gewickelt werden, verschlechtert sich der Wickelwirkungsgrad erheblich.
Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um das obige Problem zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fadenwickelvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, leicht mit einer Änderung des Durchmessers einer Einlage umzugehen, und bei der die Wickeleffizienz hoch ist.
[Lösung des Problems]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filament-Wickelvorrichtung, die eine Wendelwickeleinheit umfasst, die gestaltet ist, um mindestens ein Faserbündel schraubenförmig auf eine Einlage zu wickeln, wobei die Wendelwickeleinheit umfasst: ein Rahmenteil, in dem Düsenhalterungen vorgesehen sind, um in einer Umfangsrichtung ausgerichtet zu werden, die um eine Achse der Einlage zentriert ist; mindestens eine Düseneinheit, die einen Führungskörper aufweist und die an mindestens einer der Düsenhalterungen anbringbar und von dieser abnehmbar ist, wobei der Führungskörper in einer radialen Richtung der Einlage bewegbar ist, um eine Drehachse drehbar ist, die sich in der radialen Richtung erstreckt, und in der Lage ist, eine Vielzahl von Faserbündeln zu dem Liner zu führen; einen endlosen, gezahnten, ringförmigen Körper zum Bewegen, der so ausgebildet ist, dass er entlang der Umfangsrichtung ringförmig ist, und der so konfiguriert ist, dass er Kraft auf alle der mindestens einen Düseneinheit überträgt, die an der mindestens einen der Düsenhalterungen angebracht ist, wobei die Kraft zum Bewegen des Führungskörpers in der radialen Richtung bereitgestellt wird; und einen endlosen, gezahnten, ringförmigen Körper zum Drehen, der so ausgebildet ist, dass er entlang der Umfangsrichtung ringförmig ist, und der so gestaltet ist, dass er Kraft auf alle der mindestens einen Düseneinheit überträgt, die an der mindestens einen der Düsenhalterungen befestigt ist, wobei die Kraft zum Drehen des Führungskörpers um die Drehachse bereitgestellt wird.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung die Düsenhalterungen, an denen die Düseneinheiten anbringbar und von denen sie abnehmbar sind, in dem Rahmenteil vorgesehen sind, kann die Anzahl der Düseneinheiten leicht verändert werden. Darüber hinaus ist jede Düseneinheit so gestaltet, dass sie über den endlosen gezahnten Ringkörper zum Bewegen und den endlosen gezahnten Ringkörper zum Drehen, die von den Düseneinheiten gemeinsam genutzt werden, mit Kraft versorgt wird. Wenn die Anzahl der Düseneinheiten geändert wird, d. h. wenn die Düseneinheiten an den Düsenhalterungen angebracht oder von diesen abgenommen werden, ist es daher nicht erforderlich, einen Stromversorgungsmechanismus anzubringen oder abzunehmen. Daher kann die Anzahl der Düseneinheiten leicht geändert werden, und somit auch die Anzahl der zugeführten Faserbündel. Änderungen des Durchmessers einer Einlage lassen sich daher leicht bewältigen. Bei der vorliegenden Erfindung ist der Führungskörper jeder Düseneinheit so gestaltet, dass die Faserbündel zur Einlage geführt werden. Dadurch werden die Faserbündel gleichzeitig auf die Einlage gewickelt, wodurch die Wickeleffizienz erhöht wird.
Die vorliegende Erfindung kann so gestaltet sein, dass die Düsenträger mindestens erste Düsenträger, die regelmäßig in ersten Winkelintervallen in Umfangsrichtung vorgesehen sind, und mindestens zweite Düsenträger, die regelmäßig in zweiten Winkelintervallen in Umfangsrichtung vorgesehen sind, umfassen, wobei der zweite Winkel größer als der erste Winkel und nicht ein Vielfaches des ersten Winkels ist.
Mit dieser Anordnung können die Düseneinheiten zumindest in regelmäßigen Abständen wie in ersten Winkelabständen und in zweiten Winkelabständen vorgesehen werden. Wenn die Düseneinheiten in regelmäßigen Abständen vorgesehen sind, wird daher der Freiheitsgrad bei der Einstellung der Anzahl der Düseneinheiten erhöht. Dadurch ist es möglich, sich verschiedenen Außendurchmessern der Einlage anzupassen.
Die vorliegende Erfindung kann so gestaltet sein, dass die ersten Düsenhalterungen in Umfangsrichtung in 40-Grad-Abständen vorgesehen sind und die zweiten Düsenhalterungen in größeren Gradabständen als den 40-Grad-Abständen in Umfangsrichtung vorgesehen sind.
Mit dieser Anordnung können neun (=360/40) Düseneinheiten in regelmäßigen Abständen vorgesehen werden, und acht oder weniger Düseneinheiten können ebenfalls in regelmäßigen Abständen vorgesehen werden. Darüber hinaus können drei Düseneinheiten, die ein Teiler von neun sind, in regelmäßigen Abständen vorgesehen werden. Somit ist der Freiheitsgrad bei der Einstellung der Anzahl der Düseneinheiten hoch, und es ist somit möglich, sich verschiedenen Außendurchmessern der Einlage anzupassen.
Die vorliegende Erfindung kann so ausgestaltet sein, dass der endlose gezahnte Ringkörper zum Bewegen und der endlose gezahnte Ringkörper zum Drehen als Zahnkranz ausgebildet sind.
Die Zahnkränze weisen eine hohe Steifigkeit auf. Daher bleiben die Formen der Zahnkränze im Wesentlichen konstant, selbst wenn einige Düseneinheiten, die mit den Zahnkränzen kämmen, abmontiert werden. Daher wird die Kraftübertragung zu den Düseneinheiten stabil durchgeführt.
Die vorliegende Erfindung kann so gestaltet sein, dass der endlose gezahnte Ringkörper zum Bewegen und der endlose gezahnte Ringkörper zum Drehen Endlosriemen sind, und die Endlosriemen auf Riemenscheiben gewickelt sind, von denen jede in der Lage ist, Kraft von den Endlosriemen auf die mindestens eine Düseneinheit zu übertragen.
Durch die Verwendung der Endlosriemen sind die Endlosriemen leicht austauschbar, auch wenn die Endlosriemen verschlissen sind.
Die vorliegende Erfindung kann so gestaltet sein, dass ein Durchgangsloch in dem Rahmenelement ausgebildet ist, um das Rahmenelement in einer axialen Richtung der Einlage zu durchdringen, wobei ein Teil der mindestens einen Düseneinheit, die an einer Seite befestigt ist, in der axialen Richtung, des Rahmenteils durch das Durchgangsloch hindurchgeht und die andere Seite des Rahmenteils erreicht, so dass die mindestens eine Düseneinheit in der Lage ist, Kraft von einem des endlosen gezahnten Ringkörpers zum Bewegen und des endlosen gezahnten Ringkörpers zum Drehen, der auf der anderen Seite des Rahmenteils vorgesehen ist, zu empfangen, und das Durchgangsloch ein Schlitz ist, der über zwei oder mehr der Düsenhalterungen entlang der Umfangsrichtung ausgebildet ist.
Bei dieser Anordnung wird die Düseneinheit auch dann, wenn ein in den Schlitz (Durchgangsloch) eingeführter Teil der Düseneinheit nicht aus dem Schlitz herausgezogen wird, in der Umfangsrichtung so bewegt, dass dieser Teil in den Schlitz bewegt wird. Daher kann die Montageposition jeder Düseneinheit leicht geändert werden.
Die vorliegende Erfindung kann so ausgestaltet sein, dass in dem Rahmenteil ein Führungsabschnitt vorgesehen ist, der dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Düseneinheit entlang der Umfangsrichtung zu führen.
Durch das Vorsehen des Führungsabschnitts, der als solcher konfiguriert ist, werden die Düseneinheiten sanft in der Umfangsrichtung bewegt. Daher lassen sich die Montagepositionen der Düseneinheiten weiterhin leicht ändern.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Filament-Wickelvorrichtung im Zusammenhang mit der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Wickelvorrichtung zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Struktur der Wickelvorrichtung zeigt.
4 ist eine Vorderansicht einer Wendelwickeleinheit.
5 ist eine Seitenansicht jeder Düseneinheit, gesehen aus der Richtung V in 4A.
6 ist eine Seitenansicht jeder Düseneinheit, gesehen aus der Richtung VI in 4A.
7 ist eine Vorderansicht eines Rahmenelements, von dem die Düseneinheiten abgenommen sind.
8 ist eine Vorderansicht des Rahmenteils, an dem die Düseneinheiten angebracht sind.
9 ist eine schematische Darstellung, in der ein Endlosriemen als endloser, gezahnter Ringkörper verwendet wird.

[Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung]
(Filament-Wickelvorrichtung)
Im Folgenden wird eine Filament-Wickelvorrichtung mit Bezug auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Filament-Wickelvorrichtung mit Bezug auf die vorliegende Ausführungsform zeigt. In dieser Beschreibung werden zur Vereinfachung der Erklärung die in 1 gezeigten Richtungen durchgängig verwendet. Eine Filament-Wickelvorrichtung 1 umfasst einen Wickler 2 und ein Paar Gatterständer 3, die auf der linken und rechten Seite eines hinteren Abschnitts des Wicklers 2 vorgesehen sind, und so angeordnet sind, dass sie im Wesentlichen symmetrisch in der Links-Rechts-Richtung im Ganzen sind. In 1 ist ein Teil des Wicklers 2, der zwischen dem Paar aus linkem und rechtem Gatterständer 3 liegt, nicht dargestellt, um die Darstellung nicht zu verkomplizieren.
Der Wickler 2 ist so gestaltet, dass er Faserbündel (in 1 nicht dargestellt) auf eine Einlage L aufwickelt, die eine im Wesentlichen zylindrische Form hat. Jedes Faserbündel wird z.B. durch Imprägnieren eines duroplastischen oder thermoplastischen Kunstharzmaterials in ein Fasermaterial wie z.B. Kohlefaser gebildet. Wenn beispielsweise ein Druckbehälter, wie ein Drucktank, in dem Wickler 2 hergestellt wird, wird die Einlage L verwendet, die an beiden Enden eines zylindrischen Abschnitts mit großem Durchmesser, wie in 1 gezeigt, domförmige Abschnitte mit kleinem Durchmesser aufweist. Die Einlage L besteht aus einem Material wie hochfestem Aluminium, Metall und Harz. Nachdem die Faserbündel auf die Einlage L gewickelt wurden, wird ein Wärmehärtungsprozess wie z. B. ein Back- oder Kühlprozess durchgeführt. Als Ergebnis wird ein Endprodukt eines hochfesten Druckbehälters usw. hergestellt.
Der Gatterständer 3 ist so aufgebaut, dass die Spulen 12, auf die die Faserbündel aufgewickelt werden, auf einem neben dem Wickler 2 vorgesehenen Stützrahmen 11 drehbar gelagert sind. Jedes Faserbündel, das von jeder Spule 12 des Gatterspenders 3 zugeführt wird, wird von einer später beschriebenen Wendelwickeleinheit zur Durchführung einer Wendelwicklung verwendet.
(Wickler)
Der Wickler 2 wird im Detail beschrieben. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die den Wickler 2 zeigt. 3 ist ein Blockdiagramm, das die elektrische Struktur des Wicklers 2 zeigt. Wie in 2 gezeigt, umfasst der Wickler 2 einen Sockel 20, Stützeinheiten 30 (erste Stützeinheit 31 und zweite Stützeinheit 32), eine Reifenwickeleinheit 40 und eine Wendelwickeleinheit 50.
Der Sockel 20 trägt die Stützeinheiten 30, die Reifenwickeleinheit 40 und die Wendelwickeleinheit 50. Auf der Oberseite des Sockels 20 sind Schienen 21 vorgesehen, die sich in Richtung von vorne nach hinten erstrecken. Die Stützeinheiten 30 und die Reifenwickeleinheit 40 sind auf den Schienen 21 angeordnet und können sich auf den Schienen 21 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung hin- und her bewegen. Die Wendelwickeleinheit 50 ist dagegen am Sockel 20 befestigt. Die erste Stützeinheit 31, die Reifenwickeleinheit 40, die Spiralwickeleinheit 50 und die zweite Stützeinheit 32 sind in dieser Reihenfolge von der Vorderseite zur Rückseite vorgesehen.
Die Stützeinheiten 30 umfassen die erste Stützeinheit 31, die vor der Reifenwickeleinheit 40 angeordnet ist, und die zweite Stützeinheit 32, die hinter der Wendelwickeleinheit 50 angeordnet ist. Durch eine Stützwelle 33, die sich in einer axialen Richtung der Einlage L (d.h. in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung) erstreckt, stützen die Stützeinheiten 30 die Einlage L, so dass die Einlage L um die Welle drehbar ist. Die Stützeinheiten 30 umfassen einen Motor 34 und einen Motor 35 (siehe 3). Der Motor 34 bewegt die erste Stützeinheit 31 und die zweite Stützeinheit 32 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung entlang der Schienen 21. Der Motor 35 dreht die Stützwelle 33, so dass die Einlage L um die Welle gedreht wird. Der Motor 34 und der Motor 35 werden von einer Steuerung 10 angetrieben und gesteuert.
Die Reifenwickeleinheit 40 ist so gestaltet, dass sie ein Ringwickeln auf die Umfangsfläche der Einlage L durchführt. Das Ringwickeln ist ein Verfahren zum Aufwickeln der Faserbündel auf die Einlage L in einer Richtung, die im Wesentlichen orthogonal zur axialen Richtung der Einlage L ist. Die Reifenwickeleinheit 40 umfasst einen Hauptkörper 41, ein Drehelement 42 und Spulen 43. Der Hauptkörper 41 ist auf den Schienen 21 vorgesehen und trägt das scheibenförmige Drehelement 42, so dass das Drehelement 42 um die Achse der Einlage L drehbar ist. In einem zentralen Abschnitt des Drehelements 42 ist eine kreisförmige Durchgangsöffnung 44 ausgebildet, durch die die Einlage L hindurchgeführt werden kann. Das Drehelement 42 trägt drehbar die Spulen 43, die in regelmäßigen Abständen um die Durchgangsöffnung 44 herum angeordnet sind. Auf die Spulen 43 sind jeweils die Faserbündel gewickelt.
Die Reifenwickeleinheit 40 umfasst einen Motor 45 und einen Motor 46 (siehe 3). Der Motor 45 bewegt den Hauptkörper 41 in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung entlang der Schienen 21. Der Motor 46 dreht das Drehelement 42 um die Achse der Auskleidung L. Der Motor 45 und der Motor 46 werden von der Steuerung 10 angetrieben und gesteuert. Wenn die Ringwicklung durchgeführt wird, dreht die Steuerung 10 das Drehelement 42, während der Hauptkörper 41 entlang der Schienen 21 hin- und her bewegt wird. Dadurch werden die Faserbündel von den jeweiligen Spulen 43, die sich um die Einlage L drehen, entnommen und gleichzeitig auf die Umfangsfläche der Einlage L gewickelt.
Die Wendelwickeleinheit 50 ist so gestaltet, dass sie ein schraubenförmiges Aufwickeln auf die Umfangsfläche der Einlage L durchführt. Das schraubenförmige Aufwickeln ist eine Möglichkeit, die Faserbündel auf die Einlage L in einer Richtung zu wickeln, die im Wesentlichen parallel zur axialen Richtung der Einlage L verläuft. Die Wendelwickeleinheit 50 umfasst einen Hauptkörper 51, ein Rahmenelement 52 und mehrere (in der vorliegenden Ausführungsform neun) Düseneinheiten 53. Der Hauptkörper 51 ist an der Basis 20 befestigt. Das Rahmenelement 52 ist ein scheibenförmiges Element, das an dem Hauptkörper 51 befestigt ist. In einem zentralen Teil des Rahmenelements 52 ist eine kreisförmige Durchgangsöffnung 54 ausgebildet, durch die die Einlage L hindurchgeführt werden kann. Die Düseneinheiten 53 sind in einer Umfangsrichtung ausgerichtet, die auf die Achse der Einlage L zentriert ist, und sind radial am ganzen Umfang verteilt. Jede Düseneinheit 53 ist an dem Rahmenelement 52 befestigt.
4 ist eine Vorderansicht der Wendelwickeleinheit 50. Wie in 4 gezeigt, umfasst jede Düseneinheit 53 einen Führungskörper 65, der die Faserbündel F zur Einlage L führt. Der Führungskörper 65 erstreckt sich in einer radialen Richtung der Einlage L (im Folgenden einfach als die radiale Richtung bezeichnet) und ist so gestaltet, dass er in der radialen Richtung beweglich ist und um eine sich in der radialen Richtung erstreckende Drehachse drehbar ist. Radial außerhalb der Düseneinheit 53 ist eine Führungsrolle 55 vorgesehen. Das von jeder Spule 12 des Gatterständers 3 entnommene Faserbündel F durchläuft den Führungskörper 65 über die Führungsrolle 55 und gelangt dann zur Einlage L.
Die Wendelwickeleinheit 50 umfasst einen Motor 56 und einen Motor 57 (siehe 3). Der Motor 56 bewegt den Führungskörper 65 in radialer Richtung. Der Motor 57 dreht den Führungskörper 65 um die Rotationsachse. Der Motor 56 und der Motor 57 werden von der Steuerung 10 angetrieben und gesteuert. Wenn die Wendelwicklung durchgeführt wird, treibt und steuert die Steuerung 10 die Stützeinheiten 30 so an, dass die Einlage L durch die Durchgangsöffnung 54 hindurchgeht, während sie langsam um die Welle gedreht wird. Gleichzeitig bewegt die Steuerung 10 in geeigneter Weise den Führungskörper 65 jeder Düseneinheit 53 in radialer Richtung, während sie den Führungskörper 65 jeder Düseneinheit 53 um die Drehachse dreht. Dadurch werden die Faserbündel F aus dem Führungskörper 65 jeder Düseneinheit 53 herausgezogen, und die Faserbündel F werden gleichzeitig schraubenförmig auf die Umfangsfläche des Liners L gewickelt.
Die Steuerung der Bewegung des Führungskörpers 65 in der radialen Richtung wird durchgeführt, um einen vorderen Endabschnitt des Führungskörpers 65 in einer Position nahe der Umfangsfläche der Einlage L zu positionieren. 4A zeigt einen Zustand, in dem die Faserbündel F auf den Abschnitt mit großem Durchmesser der Einlage L gewickelt werden. 4B zeigt einen Zustand, in dem die Faserbündel F auf jeden Abschnitt mit kleinem Durchmesser der Einlage L gewickelt werden. Wenn die Faserbündel F auf den Abschnitt mit kleinem Durchmesser der Einlage L gewickelt werden, wird jeder Führungskörper 65 im Vergleich zu Fällen, in denen die Faserbündel F auf den Abschnitt mit großem Durchmesser der Einlage L gewickelt werden, radial nach innen bewegt. Außerdem wird, wenn sich die Wickelrichtung der Faserbündel F in Bezug auf die Einlage L ändert, die Steuerung der Drehung des Führungskörpers 65 um die Drehachse durchgeführt, um die Faserbündel F in geeigneter Weise herauszuziehen.
(Düseneinheit)
Die Düseneinheiten 53 werden im Detail beschrieben. 5 ist eine Seitenansicht jeder Düseneinheit 53, gesehen aus einer Richtung V in 4A. 6 ist eine Seitenansicht jeder Düseneinheit 53, gesehen aus der Richtung VI in 4A. 5 und 6 zeigen einen Zustand, in dem jeder Führungskörper 65 auf der äußersten Stellung in radialer Richtung angeordnet ist.
Die Düseneinheit 53 ist an der vorderen Oberfläche des Rahmenelements 52 durch einen nicht dargestellten Bolzen befestigt und so gestaltet, dass sie von dem Rahmenelement 52 abnehmbar ist. Die Düseneinheit 53 umfasst einen Träger 60, der an dem Rahmenelement 52 befestigt ist, und einen beweglichen Körper 61, der von dem Träger 60 getragen wird, um in der radialen Richtung beweglich zu sein.
Der Träger 60 umfasst einen festen Abschnitt 62 und einen tragenden Abschnitt 63. Der feste Abschnitt 62 ist an dem Rahmenelement 52 befestigt. Der tragende Abschnitt 63 erstreckt sich in radialer Richtung. In dem tragenden Abschnitt 63 ist eine nicht dargestellte Schiene vorgesehen, die sich in der radialen Richtung erstreckt. Der bewegliche Körper 61 ist mit dieser Schiene in Eingriff, so dass der tragende Abschnitt 63 den beweglichen Körper 61 so stützt, dass er in radialer Richtung beweglich ist. Der tragende Abschnitt 63 ist außerhalb einer Endfläche eines Zahnkranzes 58 zur Bewegung und außerhalb einer Endfläche eines Zahnkranzes 59 zur Drehung angeordnet.
Der bewegliche Körper 61 umfasst einen Hauptkörper 64 und den Führungskörper 65. Der Hauptkörper 64 ist so aufgebaut, dass ein zylindrischer Abschnitt 66 und ein abgestützter Abschnitt 67 einstückig ausgebildet sind. Der zylindrische Abschnitt 66 ist als zylindrische Form ausgebildet, die sich in radialer Richtung erstreckt. Der abgestützte Abschnitt 67 erstreckt sich in der radialen Richtung, so dass er von dem zylindrischen Abschnitt 66 radial nach außen vorsteht, und ist mit der in dem abstützenden Abschnitt 63 vorgesehenen Schiene in Eingriff.
Der Führungskörper 65 erstreckt sich in der radialen Richtung und ist so konfiguriert, dass er die Faserbündel F zur Einlage L führt. Ein stromaufwärts gelegener Teil des Führungskörpers 65 in einer Laufrichtung der Faserbündel F (im Folgenden einfach als die Laufrichtung bezeichnet) wird durch ein nicht dargestelltes Lager, das im Inneren des zylindrischen Abschnitts 66 vorgesehen ist, drehbar gelagert. Dadurch ist der Führungskörper 65 um eine in radialer Richtung verlaufende Rotationsachse A drehbar. An einem stromaufwärts gelegenen Endabschnitt des Führungskörpers 65 in Laufrichtung ist eine Faserbündel-Einführungsführung 68 vorgesehen, um die Faserbündel F in den Führungskörper 65 einzuführen. Die über die Faserbündel-Einführungsführung 68 in den Führungskörper 65 eingeführten Faserbündel F werden aus einem stromabwärtigen Endabschnitt (im Folgenden als vorderer Endabschnitt bezeichnet) des Führungskörpers 65 in Laufrichtung herausgeführt und dann auf die Umfangsfläche der Einlage L gewickelt.
(Bewegungsmechanismus der Düseneinheit)
Im Folgenden werden Antriebsmechanismen der Düseneinheit 53 beschrieben, d.h. ein Bewegungsmechanismus 70 (siehe 5) zum Bewegen des beweglichen Körpers 61 in radialer Richtung und ein Rotationsmechanismus 80 (siehe 6) zum Drehen des Führungskörpers 65 um die Rotationsachse A.
Zu Beginn wird der Bewegungsmechanismus 70 beschrieben. Wie in 5 dargestellt, wird der Bewegungsmechanismus 70 von dem hinter dem Rahmenelement 52 vorgesehenen Zahnkranz 58 angetrieben. Der Zahnkranz 58 ist entlang der Umfangsrichtung ringförmig ausgebildet, zentriert auf der Achse der Einlage L, und ist von dem Rahmenelement 52 über eine Buchse aus Kunststoff drehbar in der Umfangsrichtung der Einlage L gelagert.
Der Bewegungsmechanismus 70 umfasst ein angetriebenes Zahnrad 71, eine Antriebswelle 72, eine Kupplung 73, eine Übertragungswelle 74, ein Ritzel 75 und ein Zahnstange 76 in dieser Reihenfolge von einer stromaufwärts gelegenen Seite in einer Kraftübertragungsrichtung. Das angetriebene Zahnrad 71, die Antriebswelle 72, die Kupplung 73, die Übertragungswelle 74 und das Ritzel 75 sind an dem Träger 60 befestigt. Währenddessen ist die Zahnstange 76 am beweglichen Körper 61 befestigt.
Das angetriebene Zahnrad 71 ist an einem hinteren Endabschnitt der Antriebswelle 72 befestigt und kämmt mit einem Zahnradabschnitt, der an der inneren Umfangsfläche des Zahnkranes 58 ausgebildet ist. Das Ritzel 75 ist an einem vorderen Endabschnitt der Übertragungswelle 74 befestigt und kämmt mit der Zahnstange 76. Die Antriebswelle 72 und die Getriebewelle 74 sind durch die Kupplung 73 verbunden, und das angetriebene Zahnrad 71 und das Ritzel 75 drehen sich gemeinsam. Dabei kann die Kupplung 73 entfallen und die Antriebswelle 72 und die Getriebewelle 74 können einstückig aus einer Welle gebildet sein. Die Zahnstange 76 ist an dem abgestützten Abschnitt 67 des beweglichen Körpers 61 befestigt und erstreckt sich in radialer Richtung.
Wie durch Pfeile in 5 angedeutet, wird, wenn der Motor 56 den Zahnkranz 58 dreht, das angetriebene Zahnrad 71 gedreht, um das Ritzel 75 zu drehen. Anschließend wird durch einen Zahnstangenmechanismus, der aus dem Ritzel 75 und der Zahnstange 76 besteht, die Drehbewegung des Ritzels 75 in eine lineare Bewegung des beweglichen Körpers 61 in radialer Richtung umgewandelt. So wird der bewegliche Körper 61 durch den Bewegungsmechanismus 70 in der radialen Richtung bewegt.
Alle angetriebenen Zahnräder 71 der Düseneinheiten 53 kämmen mit dem Zahnkranz 58. Wenn der Zahnkranz 58 gedreht wird, wird daher die Kraft vom Zahnkranz 58 auf alle Düseneinheiten 53 gleichzeitig übertragen. Infolgedessen werden die beweglichen Körper 61 der Düseneinheiten 53 gleichzeitig in radialer Richtung bewegt. Im Rahmenteil 52 ist eine Durchgangsbohrung 52a ausgebildet, die dieses in axialer Richtung der Einlage L durchdringt. Wenn die Düseneinheit 53 angebracht ist, kämmt daher das angetriebene Zahnrad 71 mit dem Zahnkranz 58 derart, dass das angetriebene Zahnrad 71 die Durchgangsbohrung 52a von der Vorderseite zur Rückseite durchdringt.
(Rotationsmechanismus der Düseneinheit)
Es wird der Rotationsmechanismus 80 beschrieben. Wie in 6 gezeigt, wird der Drehmechanismus 80 von dem vor dem Rahmenelement 52 angeordneten Zahnkranz 59 angetrieben. Der Zahnkranz 59 ist entlang der Umfangsrichtung ringförmig ausgebildet, zentriert auf der Achse der Einlage L, und ist durch das Rahmenelement 52 über eine Buchse aus Kunststoff in Umfangsrichtung der Einlage L drehbar gelagert. Der Durchmesser des Zahnkranzes 58 und der Durchmesser des Zahnkranzes 59 sind identisch zueinander.
Der Rotationsmechanismus 80 umfasst ein angetriebenes Zahnrad 81, eine Antriebswelle 82, eine Kupplung 83, eine Übertragungswelle 84, ein erstes Kegelrad 85, ein zweites Kegelrad 86, eine Führungswelle 87, ein Zwischenrad 88 und ein Zahnrad 89 in dieser Reihenfolge von einer stromaufwärtigen Seite in einer Kraftübertragungsrichtung. Das angetriebene Zahnrad 81, die Antriebswelle 82, die Kupplung 83, die Übertragungswelle 84, das erste Kegelrad 85 und das zweite Kegelrad 86 sind an dem Träger 60 befestigt. Währenddessen sind die Führungswelle 87, das Zwischenrad 88 und das Zahnrad 89 am beweglichen Körper 61 befestigt.
Das angetriebene Zahnrad 81 ist an einem hinteren Endabschnitt der Antriebswelle 82 befestigt und kämmt mit einem Zahnradabschnitt, der an der inneren Umfangsfläche des Zahnkranzes 59 ausgebildet ist. Das erste Kegelrad 85 ist an einem vorderen Endabschnitt der Übertragungswelle 84 befestigt und kämmt mit dem zweiten Kegelrad 86. Die Antriebswelle 82 und die Getriebewelle 84 sind durch die Kupplung 83 gekoppelt, und das angetriebene Zahnrad 81 und das erste Kegelrad 85 drehen sich gemeinsam. Dabei kann die Kupplung 83 entfallen und die Antriebswelle 82 und die Getriebewelle 84 können einstückig aus einer Welle gebildet sein. Die Führungswelle 87 ist aus einem Element wie einer Keilwelle oder einem Vierkantpfeiler gebildet, die sich in radialer Richtung erstrecken, und so angeordnet, dass sie ein Drehmoment übertragen können. Die Führungswelle 87 ist um die Achse der Führungswelle 87 drehbar an dem abgestützten Abschnitt 67 des beweglichen Körpers 61 befestigt. Die Führungswelle 87 ist in eine Durchgangsbohrung eingesetzt, die in einem zentralen Abschnitt des zweiten Kegelrads 86 ausgebildet ist. Die in diese Durchgangsbohrung eingesetzte Führungswelle 87 dreht sich zusammen mit dem zweiten Kegelrad 86, ist aber relativ zum zweiten Kegelrad 86 in radialer Richtung beweglich. Das Zwischenrad 88 ist an einem inneren Endabschnitt der Führungswelle 87 in radialer Richtung befestigt. Das am Führungskörper 65 befestigte Zahnrad 89 kämmt mit dem Zwischenrad 88. Das Zahnrad 89 ist ein zur Drehachse A des Führungskörpers 65 koaxiales Zahnrad, und die Anzahl der Zähne des Zahnrads 89 ist im Vergleich zum Zwischenrad 88 groß.
Wie durch Pfeile in 6 angedeutet, wird, wenn der Motor 57 den Zahnkranz 59 dreht, das angetriebene Zahnrad 81 so gedreht, dass das erste Kegelrad 85 und das zweite Kegelrad 86 gedreht werden. Die Drehbewegung des zweiten Kegelrads 86 wird über die Führungswelle 87 auf das Zwischenrad 88 übertragen, und dann wird das Zahnrad 89 gedreht. So wird der Führungskörper 65 durch den Rotationsmechanismus 80 um die Drehachse A gedreht. Wenn sich der bewegliche Körper 61 in radialer Richtung bewegt, geht die Führungswelle 87 durch die Durchgangsbohrung des zweiten Kegelrads 86. Daher wird die Bewegung des beweglichen Körpers 61 nicht behindert.
Die angetriebenen Zahnräder 81 der Düseneinheiten 53 kämmen mit dem Zahnkranz 59. Wenn der Zahnkranz 59 gedreht wird, wird daher die Kraft vom Zahnkranz 59 sofort auf die Düseneinheiten 53 übertragen. Infolgedessen werden die Führungskörper 65 der Düseneinheiten 53 gleichzeitig um die Drehachse A gedreht.
(Details des Rahmenelements)
7 ist eine Vorderansicht des Rahmenelements 52, von dem die Düseneinheiten 53 abgenommen sind. 8 ist eine Vorderansicht des Rahmenteils 52, an dem die Düseneinheiten 53 befestigt sind. Wie in 7 gezeigt, sind in dem Rahmenteil 52 in Umfangsrichtung Düsenhalterungen 100 vorgesehen. Jede Düsenhalterung 100 umfasst zwei in radialer Richtung ausgerichtete Befestigungslöcher 52b. Jede Düseneinheit 53 ist durch einen nicht dargestellten Bolzen, der in das Befestigungsloch 52b eingeführt wird, am Rahmenteil 52 befestigt. Mit anderen Worten, die Düseneinheit 53 ist so gestaltet, dass sie an der Düsenhalterung 100 befestigt und von ihr gelöst werden kann. Die Düseneinheit 53 ist so an der Düsenhalterung 100 befestigt, dass das angetriebene Zahnrad 71 mit dem Zahnradabschnitt kämmt, der an der inneren Umfangsseite des Zahnkranzes 58 ausgebildet ist, und das angetriebene Zahnrad 81 mit dem Zahnradabschnitt kämmt, der an der inneren Umfangsseite des Zahnkranzes 59 ausgebildet ist.
Die Düsenhalterungen 100 umfassen Düsenhalterungen 100A, 100B und 100C. Die Düsenhalterungen 100A sind in Umfangsrichtung in Abständen von 40 Grad vorgesehen. Die Düsenhalterungen 100B sind in Umfangsrichtung in Abständen von 45 Grad angeordnet. Die Düsenhalterungen 100C sind in Umfangsrichtung in Abständen von 60 Grad angeordnet. Jede Gruppe der Düsenhalterungen 100A, 100B und 100C ist in regelmäßigen Abständen von der 12-Uhr-Position aus vorgesehen, die der Ausgangspunkt ist. Einige der Düsenhalter 100A werden teilweise von einer Gruppe oder von beiden Gruppen der Düsenhalter 100B und 100C gemeinsam genutzt. Das Gleiche gilt für die Düsenhalter 100B und 100C.
Durch Anbringen der Düseneinheiten 53 an den Düsenhaltern 100A werden neun Düseneinheiten 53 (siehe 8) in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen bereitgestellt. Obwohl nicht dargestellt, werden durch Anbringen der Düseneinheiten 53 an den Düsenhalterungen 100B acht Düseneinheiten 53 in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen bereitgestellt. Durch Anbringen der Düseneinheiten 53 an den Düsenhalterungen 100C werden außerdem sechs Düseneinheiten 53 in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung bereitgestellt. Darüber hinaus werden durch geeignete Bestimmung der Düsenhalterungen 100, an denen die Düseneinheiten 53 befestigt sind, zwei, drei oder vier, die Teiler von sechs, acht und neun sind, Düseneinheiten 53 in der Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen angebracht.
Im Folgenden wird der Aufbau beschrieben, bei dem die Befestigungspositionen der Düseneinheiten 53 leicht veränderbar sind. Wie oben beschrieben, ist das Durchgangsloch 52a (siehe 5 und 6) im Rahmenteil 52 ausgebildet, damit das angetriebene Zahnrad 71 der Düseneinheit 53 hindurchgeführt werden kann und die Rückseite des Rahmenteils 52 erreicht. In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 7 gezeigt, ist diese Durchgangsbohrung 52a als Schlitz ausgebildet, der entlang der Umfangsrichtung über zwei oder mehr Düsenhalterungen 100 ausgebildet ist. Während in der vorliegenden Ausführungsform die Anzahl der Schlitze 52a zwei beträgt, kann die Anzahl der Schlitze 52a geändert werden. Da jede Durchgangsbohrung 52a als ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Schlitz ausgebildet ist, kann jede Düseneinheit 53 in Umfangsrichtung bewegt werden, ohne dass das angetriebene Zahnrad 71 aus der Durchgangsbohrung 52a herausgezogen wird. Dadurch lassen sich die Montagepositionen der Düseneinheiten 53 leicht verändern.
An der vorderen Oberfläche des Rahmenelements 52, d.h. an der Montagefläche des Rahmenelements 52, an der die Düseneinheiten 53 befestigt sind, ist ein Führungsabschnitt 101, der so geformt ist, dass er entlang der Umfangsrichtung ringförmig ist, so ausgebildet, dass er aus der Oberfläche hervorsteht. Gleichzeitig ist in der Düseneinheit 53 (genauer im festen Abschnitt 62 des Trägers 60) ein geführter Abschnitt 69 vorgesehen, der mit dem Führungsabschnitt 101 in Eingriff steht, wie in 8 gezeigt. Die Düseneinheit 53, in der der geführte Abschnitt 69 mit dem Führungsabschnitt 101 in Eingriff steht, wird in Umfangsrichtung durch den Führungsabschnitt 101 geführt. Wenn die Düseneinheit 53 in Umfangsrichtung bewegt wird, wird die Düseneinheit 53 daher sanft bewegt, ohne dass das angetriebene Zahnrad 71 aus dem Durchgangsloch 52a herausgezogen wird.
(Effekte)
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl der Düseneinheiten 53 in geeigneter Weise veränderbar, da die Düsenhalterungen 100, an denen die Düseneinheiten 53 anbringbar und von denen sie abnehmbar sind, in dem Rahmenelement 52 vorgesehen sind. Darüber hinaus ist jede Düseneinheit 53 so gestaltet, dass sie über den Zahnkranz 58 (entspricht dem endlosen gezahnten Ringkörper zum Bewegen in der vorliegenden Erfindung) und den Zahnkranz 59 (entspricht dem endlosen gezahnten Ringkörper zum Drehen in der vorliegenden Erfindung), die von den Düseneinheiten 53 gemeinsam genutzt werden, mit Antriebskraft versorgt wird. Wenn die Anzahl der Düseneinheiten 53 geändert wird, d.h. wenn die Düseneinheiten 53 an den Düsenträgern 100 angebracht oder von diesen abgenommen werden, ist es daher nicht erforderlich, einen Stromversorgungsmechanismus anzubringen oder abzunehmen. Daher kann die Anzahl der Düseneinheiten 53 und damit die Anzahl der zugeführten Faserbündel F leicht geändert werden. Änderungen des Durchmessers eine Einlage lassen sich daher leicht bewältigen. Bei der vorliegenden Erfindung ist der Führungskörper 65 jeder Düseneinheit 53 so ausgebildet, dass er die Faserbündel F zur Einlage L führt. Dadurch werden die Faserbündel F gleichzeitig auf die Einlage L gewickelt, wodurch die Wickeleffizienz erhöht wird. Dies bewirkt zusätzlich eine Vergrößerung des Durchmessers des die Faserbündel F führenden Führungskörpers 65 im Vergleich zu einem bekannten, nur ein Faserbündel F führenden Führungskörper. Dadurch wird die Steifigkeit des Führungskörpers 65 erhöht und somit eine Verformung (Verzug) des Führungskörpers 65 aufgrund der Spannung der Faserbündel F verhindert.
In der vorliegenden Ausführungsform umfassen die Düsenhalterungen 100 zumindest die Düsenhalterungen 100A und die Düsenhalterungen 100B. Die Düsenhalterungen 100A (entsprechend den ersten Düsenhaltern der vorliegenden Erfindung) sind in regelmäßigen Abständen von 40 Grad (entsprechend dem ersten Winkel der vorliegenden Erfindung) in der Umfangsrichtung vorgesehen. Die Düsenhalterungen 100B (entsprechend den zweiten Düsenhaltern der vorliegenden Erfindung) sind in regelmäßigen Abständen von 45, was größer als 40 und nicht ein Vielfaches von 40 ist, Grad (entsprechend dem zweiten Winkel der vorliegenden Erfindung) vorgesehen. Mit dieser Anordnung können die Düseneinheiten 53 in regelmäßigen Abständen von mindestens 40 Grad oder 45 Grad angeordnet werden. Wenn die Düseneinheiten 53 in regelmäßigen Abständen angeordnet sind, wird daher der Freiheitsgrad bei der Einstellung der Anzahl der Düseneinheiten 53 erhöht. Dadurch ist es möglich, Einlagen L mit verschiedenen Durchmessern zu verwenden.
Die Düsenhalterungen 100A und die Düsenhalterungen 100C können im Rahmen der vorliegenden Erfindung als erste Düsenhalterung bzw. zweite Düsenhalterung interpretiert werden. In diesem Fall ist der erste Winkel der vorliegenden Erfindung 40 Grad, und der zweite Winkel der vorliegenden Erfindung ist 60 Grad. Alternativ können die Düsenhalter 100B und die Düsenhalter 100C auch als die ersten Düsenhalter bzw. die zweiten Düsenhalter der vorliegenden Erfindung interpretiert werden. In diesem Fall ist der erste Winkel der vorliegenden Erfindung 45 Grad, und der zweite Winkel der vorliegenden Erfindung ist 60 Grad.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Düsenhalterungen 100A (äquivalent zu den ersten Düsenhalterungen der vorliegenden Erfindung) in Umfangsrichtung in Abständen von 40 Grad vorgesehen, und die Düsenhalterungen 100B (äquivalent zu den zweiten Düsenhalterungen der vorliegenden Erfindung) sind in Umfangsrichtung in Abständen von 45 Grad, die größer als 40 Grad sind, vorgesehen. Mit dieser Anordnung können neun (= 360/40) Düseneinheiten 53 in regelmäßigen Abständen und acht (=360/45) Düseneinheiten 53 in regelmäßigen Abständen vorgesehen werden. Außerdem können zwei, drei und vier, die Teiler von acht und neun sind, Düseneinheiten 53 in regelmäßigen Abständen vorgesehen werden. Somit ist der Freiheitsgrad bei der Einstellung der Anzahl der Düseneinheiten 53 hoch, und es ist somit möglich, sich verschiedenen Außendurchmessern der Einlage L anzupassen.
In der vorliegenden Ausführungsform sind der endlose gezahnte Ringkörper (Zahnkranz 58 zum Bewegen) der vorliegenden Erfindung und der endlose gezahnte Ringkörper (Zahnkranz 59 zum Drehen) der vorliegenden Erfindung als Zahnkränze ausgebildet. Die Zahnkränze 58 und 59 weisen eine hohe Steifigkeit auf. Daher werden die Formen der Zahnkränze 58 und 59 im Wesentlichen konstant gehalten, selbst wenn einige Düseneinheiten 53, die mit den Zahnkränzen 58 und 59 kämmen, gelöst werden. Daher wird die Kraftübertragung zu den Düseneinheiten 53 stabil durchgeführt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Durchgangsloch 52a in dem Rahmenelement 52 so ausgebildet, dass es dieses in der axialen Richtung der Einlage L durchdringt. Darüber hinaus geht ein Teil der Düseneinheit 53, die an einer Seite in der axialen Richtung des Rahmenelements 52 angebracht ist, durch das Durchgangsloch 52a und erstreckt sich zu der anderen Seite des Rahmenelements 52, so dass die Düseneinheit 53 so gestaltet ist, dass sie Antriebskraft von dem Ringzahnrad 58 erhält, das auf der anderen Seite des Rahmenelements 52 vorgesehen ist. In dieser Hinsicht ist das Durchgangsloch 52a als ein Schlitz ausgebildet, der vorgesehen ist, um die zwei oder mehr Düsenhalterungen 100 entlang der Umfangsrichtung abzudecken. Bei dieser Anordnung wird die Düseneinheit 53, auch wenn ein in den Schlitz 52a (Durchgangsloch) eingeführter Teil der Düseneinheit 53 nicht aus dem Schlitz 52a herausgezogen wird, in der Umfangsrichtung so bewegt, dass dieser Teil im Schlitz 52a bewegt wird. Daher ist die Montageposition jeder Düseneinheit 53 leicht zu ändern. Dabei ist die Anzahl der Schlitze 52a frei veränderbar. Wenn die Anzahl der Schlitze 52a groß ist, werden die Verbindungsabschnitte zwischen den Schlitzen 52a, die in Umfangsrichtung nebeneinander liegen, vergrößert. Daher wird die Steifigkeit des Rahmenelements 52 erhöht. Wenn hingegen die Anzahl der Schlitze 52a klein ist, wird die Anzahl an Herausnahmearbeiten der Düseneinheiten 53 verringert.
In der vorliegenden Ausführungsform ist an dem Rahmenelement 52 der Führungsabschnitt 101 vorgesehen, der die Düseneinheiten 53 entlang der Umfangsrichtung führt. Durch die Bereitstellung des Führungsabschnitts 101, der als solcher gestaltet ist, können die Düseneinheiten 53 leicht in der Umfangsrichtung bewegt werden. Daher sind die Montagepositionen der Düseneinheiten 53 weiterhin leicht veränderbar.
(Weitere Ausführungsformen)
Im Folgenden werden Abwandlungen der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Zahnkranz 58 hinter dem Rahmenteil 52 vorgesehen, und der Zahnkranz 59 ist vor dem Rahmenteil 52 vorgesehen. Alternativ kann der Zahnkranz 58 vor dem Rahmenteil 52 und der Zahnkranz 59 hinter dem Rahmenteil 52 vorgesehen sein.
Während in der obigen Ausführungsform der Durchmesser des Zahnkranzes 58 und der Durchmesser des Zahnkranzes 59 miteinander identisch sind, können der Durchmesser des Zahnkranzes 58 und der Durchmesser des Zahnkranzes 59 voneinander verschieden sein.
Während in der obigen Ausführungsform der Zahnkranz 58 durch einen Motor 56 drehend angetrieben wird, kann der Zahnkranz 58 durch mehrere Motoren drehend angetrieben werden. Während in der obigen Ausführungsform der Zahnkranz 59 von einem Motor 57 drehend angetrieben wird, kann der Zahnkranz 59 von mehreren Motoren drehend angetrieben werden.
In der obigen Ausführungsform ist jede Düsenhalterung 100 durch das Befestigungsloch 52b gebildet, in das ein Bolzen zur Befestigung jeder Düseneinheit 53 eingesetzt wird. Die spezifische Struktur des Düsenträgers 100 ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Düsenhalterung 100 kann z. B. durch einen geeigneten Eingriffsmechanismus gebildet werden. Die Position, an der die Düsenhalterung 100 ausgebildet ist, kann in geeigneter Weise in Umfangsrichtung verändert werden.
In der obigen Ausführungsform sind die Düsenhalterungen 100A in 40-Grad-Intervallen in der Umfangsrichtung, die Düsenhalterungen 100B in 45-Grad-Intervallen in der Umfangsrichtung und die Düsenhalterungen 100C in 60-Grad-Intervallen in der Umfangsrichtung vorgesehen. Die spezifischen Positionen der Düsenhalterungen 100 sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die Düsenhalterungen 100 können z. B. in Umfangsrichtung in Abständen von 72 Grad vorgesehen sein. Wenn die Düsenträger 100, die in Abständen von 72 Grad vorgesehen sind, zu den Düsenträgern 100 hinzugefügt werden, die in Abständen von 40, 45 und 60 Grad vorgesehen sind, können zwei, drei, vier, fünf, sechs, acht und neun Düseneinheiten 53 in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung vorgesehen werden. Alternativ können die Düsenhalterungen 100 in Abständen von weniger als 40 Grad vorgesehen werden. Wenn die Düsenhalterungen 100 beispielsweise in Abständen von 30 Grad vorgesehen sind, werden zwölf Düseneinheiten 53 in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung vorgesehen. Wenn die Düsenhalterungen 100 in Abständen von 24 Grad vorgesehen sind, werden außerdem fünfzehn Düseneinheiten 53 in regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung vorgesehen.
Während in der obigen Ausführungsform die Düseneinheiten 53 in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung vorgesehen sind, können die Düseneinheiten 53 auch in nicht regelmäßigen Abständen vorgesehen sein. Beispielsweise können die Düseneinheiten 53 in unterschiedlichen Abständen vorgesehen sein. Alternativ kann auch nur eine Düseneinheit 53 an dem Rahmenteil 52 angebracht sein.
In der obigen Ausführungsform ist das in dem Rahmenelement 52 ausgebildete Durchgangsloch 52a ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Schlitz. In diesem Zusammenhang kann das Durchgangsloch 52a auch kein Schlitz sein. Beispielsweise kann je eine Durchgangsbohrung 52a, die größer als das angetriebene Zahnrad 71 jeder Düseneinheit 53 ist, so ausgebildet sein, dass sie jeder Düsenhalterung 100 entspricht. In diesem Fall muss das angetriebene Zahnrad 71 aus der Durchgangsbohrung 52a herausgezogen werden, wenn die Montageposition der Düseneinheit 53 geändert wird. Die Steifigkeit des Rahmenteils 52 wird jedoch vorteilhaft erhöht.
In der obigen Ausführungsform ist der Führungsabschnitt 101, der eine ringförmige Form aufweist, im Rahmenteil 52 vorgesehen. Der Führungsabschnitt 101 ist jedoch nicht notwendigerweise ringförmig, sondern kann auch kreisbogenförmig sein. Es ist nicht unbedingt erforderlich, den Führungsabschnitt 101 vorzusehen.
In der obigen Ausführungsform ist jeder der endlosen gezahnten ringförmigen Körper zum Bewegen in der vorliegenden Erfindung und der endlosen gezahnten ringförmigen Körper zum Drehen in der vorliegenden Erfindung (im Folgenden werden sie gemeinsam als die endlosen gezahnten ringförmigen Körper bezeichnet) von einem Zahnkranz gebildet. Alternativ kann anstelle eines Zahnkranzes jeder der endlosen gezahnten ringförmigen Körper aus z.B. einem Endlosriemen gebildet sein.
9 ist eine schematische Darstellung, in der ein Endlosriemen als jeder der endlosen, gezahnten Ringkörper verwendet wird. In 9 sind das Rahmenteil 52 und die Düseneinheiten 53 usw. in der Darstellung weggelassen. Ein Endlosriemen 110 ist um angetriebene Riemenscheiben 111 und eine treibende Riemenscheibe 112 gewunden. Jede angetriebene Riemenscheibe 111 ist an einer Position vorgesehen, die jedem Düsenträger 100 (in diesem Fall Düsenträger 100A) entspricht. Mit der angetriebenen Riemenscheibe 111 ist ein abgestuftes Zahnrad 111a einstückig ausgebildet. Jede Düseneinheit 53 ist so am Rahmenteil 52 befestigt, dass das angetriebene Zahnrad 71 (oder das angetriebene Zahnrad 81) mit dem abgestuften Zahnrad 111a kämmt. Indem die Antriebsscheibe 112 von einem nicht dargestellten Antriebsmotor drehend angetrieben wird, dreht sie den Endlosriemen 110 in der Umfangsrichtung.
Während die treibende Riemenscheibe 112 den Endlosriemen 110 dreht, wird das abgestufte Zahnrad 111ajeder angetriebenen Riemenscheibe 111 gedreht. Anschließend wird die Antriebskraft vom abgestuften Zahnrad 111 a auf das angetriebene Zahnrad 71 (oder das angetriebene Zahnrad 81) übertragen, so dass der Führungskörper 65 in radialer Richtung bewegt (oder um die Drehachse A gedreht) wird. Durch die Verwendung des Endlosriemens 110 ist der Endlosriemen 110 leicht austauschbar, auch wenn der Endlosriemen 110 verschlissen ist. In dieser Hinsicht wird die Form des Endlosriemens 110 durch die angetriebenen Riemenscheiben 111, die an der inneren Umfangsseite des Endlosriemens 110 vorgesehen sind, konstant gehalten. Aus diesem Grund erschlafft der Endlosriemen 110 nicht, wenn die Düseneinheiten 53 angebracht oder abgenommen werden. Daher wird die Antriebskraft ordnungsgemäß übertragen.
Bezugszeichenliste

1: Filament-Wickelvorrichtung
50: Wendelwickeleinheit
52: Rahmenteil
52a: Durchgangsloch (Schlitz)
53: Düseneinheit
58: Zahnkranz zum Bewegen (endloser verzahnter Ringkörper zum Bewegen)
59: Zahnkranz zum Drehen (endloser verzahnter Ringkörper zum Drehen)
65: Führungskörper
100: Düsenträger
100A: Düsenträger (erster Düsenträger)
100B: Düsenträger (zweiter Düsenträger)
101: Führungsteil
110: Endlosriemen (endloser verzahnter Ringkörper)
111: angetriebene Riemenscheibe (Riemenscheibe)
L: Einlage
F: Faserbündel
A: Rotationsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5643322 [0004]

Claims

Filament-Wickelvorrichtung mit einer Wendelwickeleinheit, die so gestaltet ist, dass sie mindestens ein Faserbündel schraubenförmig auf eine Einlage wickelt, wobei die wendelförmige Wickeleinheit umfasst: ein Rahmenteil, in dem Düsenhalterungen vorgesehen sind, um in einer Umfangsrichtung zentriert auf eine Achse der Einlage ausgerichtet zu werden; mindestens eine Düseneinheit, die einen Führungskörper aufweist und die an mindestens einer der Düsenhalterungen anbringbar und von dieser abnehmbar ist, wobei der Führungskörper in einer radialen Richtung der Einlage bewegbar ist, um eine sich in der radialen Richtung erstreckende Drehachse drehbar ist und in der Lage ist, eine Mehrzahl von Faserbündeln zu der Einlage zu führen; einen endlosen, gezahnten, ringförmigen Körper zum Bewegen, der so ausgebildet ist, dass er entlang der Umfangsrichtung ringförmig ist, und der so gestaltet ist, dass er Antriebskraft auf alle der mindestens einen Düseneinheit überträgt, die an der mindestens einen der Düsenhalterungen angebracht ist, wobei die Antriebskraft zum Bewegen des Führungskörpers in der radialen Richtung bereitgestellt wird; und einen endlosen, gezahnten, ringförmigen Körper zum Drehen, der so ausgebildet ist, dass er entlang der Umfangsrichtung ringförmig ist, und der so gestaltet ist, dass er Antriebskraft auf alle der mindestens einen Düseneinheit überträgt, die an der mindestens einen der Düsenhalterungen angebracht ist, wobei die Antriebskraft zum Drehen des Führungskörpers um die Drehachse bereitgestellt wird.
Filament-Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Düsenhalterungen mindestens erste Düsenhalterungen, die regelmäßig in ersten Winkelintervallen in der Umfangsrichtung vorgesehen sind, und mindestens zweite Düsenhalterungen, die regelmäßig in zweiten Winkelintervallen in der Umfangsrichtung vorgesehen sind, umfassen, wobei der zweite Winkel größer als der erste Winkel und kein Vielfaches des ersten Winkels ist.
Filament-Wickelvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die ersten Düsenhalterungen in Umfangsrichtung in 40-Grad-Intervallen vorgesehen sind und die zweiten Düsenhalterungen in Umfangsrichtung in größeren Grad-Intervallen als den 40-Grad-Intervallen vorgesehen sind.
Filament-Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der endlose, gezahnte, ringförmige Körper zum Bewegen und der endlose, gezahnte, ringförmige Körper zum Drehen Zahnkränze sind.
Filament-Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der endlose, gezahnte, ringförmige Körper zum Bewegen und der endlose, gezahnte, ringförmige Körper zum Drehen Endlosriemen sind, und die Endlosriemen um Riemenscheiben gewunden sind, von denen jede in der Lage ist, Antriebskraft von den Endlosriemen auf die mindestens eine Düseneinheit zu übertragen.
Filament-Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in dem Rahmenkörper eine Durchgangsbohrung ausgebildet ist, die den Rahmenkörper in einer axialen Richtung der Einlage durchdringt, ein Teil der mindestens einen Düseneinheit, die an einer Seite in der axialen Richtung des Rahmenelements angebracht ist, durch das Durchgangsloch hindurchgeht und die andere Seite des Rahmenelements erreicht, so dass die mindestens eine Düseneinheit in der Lage ist, Antriebskraft von einem von dem endlosen, gezahnten, ringförmigen Körper zum Bewegen und dem endlosen, gezahnten, ringförmigen Körper zum Drehen zu empfangen, der auf der anderen Seite des Rahmenelements vorgesehen ist, und das Durchgangsloch ein Schlitz ist, der über zwei oder mehr der Düsenhalterungen entlang der Umfangsrichtung ausgebildet ist.
Filament-Wickelvorrichtung nach Anspruch 6, wobei in dem Rahmenelement ein Führungsabschnitt vorgesehen ist, der zum Führen der mindestens einen Düseneinheit entlang der Umfangsrichtung ausgestaltet ist.