DE1596663A1 - Formrohr fuer Glasfasern - Google Patents

Description

Dipl.-lng. WILFRID RAECK

7 STUTTGART ³¹· JuIi 1967

Moserstraße 8 ι Telefon 24400$ - S 39 -

Sonoco Products Company, Hartsville, South Carolina, USA

Formrohr für Glasfasern

Priorität: Vereinigte Staaten von Amerika Patentanmeldung vom 16. September 1966, Serial No. 587,357

Die Erfindung bezieht sich auf die Verarbeitung von Glasfasermaterial, insbesondere auf einen als "Formrohr" bezeichneten Träger zum Aufwickeln frisch gesponnener Glasfaser oder -fäden.

Beim Spinnen von Glasfasern zur Verarbeitung in Textilmaterial _f beispielsweise Garne o.dgl., wird geschmolzenes Glas durch kleine Perforationen einer als Spinndüse bezeichneten Platte in Form fortlaufender Fäden gezogen, die bei Berührung mit der Luft erstarren. Diese kontinuierlich gezogenen Fäden werden auf einen rohrförmigen Träger in Form einer flexiblen zylindrischen Hülse aufgewickelt, die als "Formrohr" bezeichnet

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wird. Beim Glasfaser-Spinnvorgang befindet sich das Formrohr auf einer Spindel aufgeschoben, die mit hoher Drehzahl, häufig bei etwa 8000 bis 10 000 U/min und mehr rotiert. Die aus der Spinndüse kommenden Glasfäden werden deshalb auf das Rohr mit relativ grosser Lineargeschwindigkeit aufgewickelt, etwa bei 3000 bis 3700 m/min. Die Formrohre werden nicht nur für diesen Aufwickelvorgang sondern auch für nachfolgende Auf- und AbspulvorgMnge benutzt.

Wegen der hohen Drehzahl und rauhen Bedingungen im Betrieb dieser Formrohre müssen sie erhebliche Widerstandsfestigkext besitzen und sollten in ihrem Aufbau und dem dazu verwendeten Material relativ billig sein, sich andererseits jedoch zur längeren bzw. mehrmaligen Benutzung eignen. Ferner müssen die Formrohre an ihrer Aussenseite besondere Eigenschaften aufweisen, die auf ihre Anwendung zum Auf- und Abwickeln von Glasfasermaterial abgestimmt sind. Allgemein kann gesagt werden, dass solche Rohre eine relativ glatte AussenflSche besitzen sollten, damit sich die Glasfasern leicht abwickeln lassen; gleichzeitig sollte die Aussenfläche jedoch eine ausreichende Rauhigkeit besitzen, damit sich die Glasfasern ohne besondere Schwierigkeiten aufwickeln lassen. Zusätzlich sollten die Rohre ein leichtes Gewicht aufweisen, um Verformungen aufgrund von Zentrifugalkräften zu vermeiden, die bei den genannten Drehzahlen erhebliche Werte erreichen. Ferner sollten die Formrohre eine hohe Widerstandsfestigkext gegen

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Druckkräfte besitzen, die durctt die fest, aufgewickelten Fasern encstenen, damit der Rohrquerschnitt in seiner Form auch nacn dem ADzienen von der Spindel erhalten bleibt. Andererseits ist eine ausreichende Flexibilität und Elastizität erforderlicn, damit die Roiire für weitere Verwendung leicht aus dem aufgewickelten Glasfaserknäuel herausgezogen werden können.

Zwei zur Herstellung solcher Formrohre üblicherweise verwendete !"iaterialien sind einfaches Papier oder Karton sowie Kunststoff, z.B. Polyäthylen. Formrohre aus Kunststoff sind ebenfalls mit gewissen Erfolgen zur Anwendung gekommen; die starken Beanspruchungen führen jedoch häufig zu einem Aufplatzen der Formrohre als Folge der Zentrifugalkraft, wodurch nicht nur eine Gefahrenquelle, sondern auch eine erhebliche Verteuerung aufgrund der grossen Herstellungskosten von Kunststoffrohren entsteht. Obwohl ein allein aus gewöhnlichem Karton bestehendes Formrohr im allgemeinen zufriedenstellend bei seinem ersten Einsatz verwendbar ist, sind mangelnde Festigkeit und mangelnde Flexibilität die Ursachen dafür, dass bei Weiterverwendung ein schneller Verfall einsetzt. Dieser schnelle Verfall von Formrohren aus Pappe oder Papier dürfte in erster Linie darauf zurückzuführen sein, dass die Zellstoff asern aufgrund der Biege- und KnickvorgSnge brechen. Formrohre aus Fasermaterial, wie Pappe und Papier, müssen deshalb nach Viirzer oder einmaliger Benutzung ausgeschieden

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werden, so dass es in hohem Grade erwünscht ist, dass die Gestehungskosten solcher Papierformrohre so klein wie möglich sind um die Herstellungskosten von solchen Glasfasern in massigen Grenzen zu halten. Die heute üblichen Papierformrohre bestehen im allgemeinen aus mehreren Lagen Papier oder Karton sodass die Herstellungskosten solcher Rohre sowie die Materialkosten eher hoch liegen. Desweiteren verringern die bei der Glasfaserverarbeitung entstehenden weit verbreiteten Dämpfe und Feuchtigkeit die Festigkeit der Formrohre aus Papier in hohem Masse. Ausserdem werden die frisch gesponnenen Glasfasern häufig mit verschiedenen Materialien beschichtet, wodurch ein Ankleben der Glasfasern an den Papierformrohren, mit den nachteiligen Begleiterscheinungen, hervorgerufen werden.

Ziel der Erfindung ist deshalb die Herstellung eines neuartigen Formrohres zur Anwendung beim Spulen oder Wickeln von Glasfaden oder -fasern. Das aus Fasermaterial bestehende, nicht starre Famrohr lässt sich leicht wickeln und zu seiner Herstellung wird eine minimale Menge von billigen Materialien gebraucht, sodass ein einmalig zu gebrauchendes Formrohr entsteht. Dieses Formrohr wird von einer einzelnen Fasermateriallage wie beispielsweise Papier gewickelt, und besitzt nicht nur eine erhebliche Anfangsfestigkeit, sondern diese Festigkeit wird in Gegenwart von in der Glasfaserverarbeitung häufig

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anzutreffenden Feuchtigkeit und Chemikalien aufrechterhalten. Die einzelne Papierlage hat entweder einfache oder rauhe Wände, wird auf einer üblichen Wickelmaschine hergestellt und ist mit einer wasserabweisenden Schicht überzogen, welche sich leicht während dem Wickelvorgang auftragen lässt.

Diesen Forderungen wird erfindungsgemäss dadurch Rechnung getragen, dass eine einzelne Lage von flexiblem Streifenmaterial, wie beispielsweise Papier, schraubenförmig miteinander überlappenden Streifenkanten benachbarter Umschlingungen und mit dazwischen befindlichem Klebstoff gewickelt wLrd, sodass ein flexibles Formrohr entsteht. Die äussere Oberfläche dieses schraubenförmig gewickelten, flexiblen Formrohres ist mit einem wasserabweisenden Material überzogen und das Formrohr lässt sich in Längsrichtung leicht zusammendrücken, sodass es aus einem aufgewickelten Glasfaserknäuel herausgezogen werden kann.

Der Gegenstand der Erfindung ist in seinem Aufbau und in seiner Ausführung nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Rohrwickelmaschine zur Herstellung des Formrohres nach der Erfindung,

Figur 2 in vergrösaerter perspektivischer Darstellung einen Teil der Maschine nach Figur 1,

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Figur 3 einen Querschnitt längs der Schnittlinie 3-3 nach Figur 2 in der durch die Pfeile angegebenen Blickrichtung und

Figur 4 eine ähnliche Schnittzeichnung wie Figur 3 durch das sich in zusammengedrücktem Zustand befindliche Formrohr.

Figur 1 zeigt schematisch den wesentlichen Aufbau einer Wickelmaschine 12 für schraubenförmig zu wickelnde Rohre, demnach auch für die Herstellung des Formrohres nach der Erfindung. Ein solches Formrohr, das im Schnitt nach Figur mit 11 bezeichnet ist, eignet sich vorteilhaft zum Aufwickeln von frisch gesponnenen Glasfäden oder Glasfasern, die aus der Spinndüse eines Glasschmelztiegels gezogen werden. Das Formrohr 11 nach der Erfindung kann jedoch auch bei andern Glasfaser-Verarbeitungsvorgängen verwendet werden, z.B. beim Auf- und Abspulen usw.

Mit der Wickelmaschine 12 wird ein Wickelvorgang durchgeführt, durch den ein sich kontinuierlich in Richtung des Pfeiles I verlängerndes Rohr T entsteht. Das Rohr T wird in gewünschte Llngenabschnitte unterteilt, wobei die erfindungsgemSssen Formrohre 11 in nachfolgend beschriebener Weise entstehen.

Die Wickelmaschine 12 umfasst einen Rahmen 13, einen auf diesem Rahmen abgestützten feststehenden Dorn 14,einen endlosen Riemen 16, der zwei Riemenscheiben 17 umschliesst,

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von denen wenigstens eine zur Erzeugung der Drehbewegung und des Vorschubes des Rohres T während seiner Herstellung angetrieben ist. Nach der Wickelmaschine 12 folgt eine Flussigkeits-Auftragvorrichtung 21 und eine Trennvorrichtung zum Abschneiden des kontinuierlich gewickelten Rohres T in gleichmässige Abschnitte vorbestimmter Länge.

Beim Wickeln des fortlaufenden Rohres T wird ein Streifen aus Fasermaterial, wie beispielsweise Papier, von einer Vorratsrolle 24 schraubenförmig auf den Dorn 14 aufgewickelt. Der Papierstreifen 23 ist mit einander Oberlappenden Streifenkanten benachbarter Umschlingungen und mit dazwischen befindlichem Klebstoff gewickelt, damit der Streifen die Form des schraubenförmig gewickelten Rohres ständig beibehält.

Der Papierstreifen 23 kann, wenn erwünscht, einen üblichen rechteckigen Querschnitt aufweisen, sodass, wenn er zum Rohr T aufgewickelt wird, eine der Dicke des Papierstreifens 23 entsprechende Schulter oder Verdickung lungs der schraubenförmigen Stossnaht entsteht. Jedoch werden in der bevorzugten Ausführungsform die Streifenkanten 23 an den gegenüber liegenden Seiten verjüngt oder mit BüttenrSndern versehen, sodass das entstehende schraubenförmige Rohr T überall von gleicher Dicke ist, wenn die Büttenränder des Streifens 23 überlappt sind. Aus Figur 1 geht hervor, dass der Streifen mit Büttenrändern 26, 27 versehen ist, welche eine schraubenförmige Stossnaht 28 auf dem Rohr T bei der Überlappung bilden.

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Um die Ränder 26, 27 aneinander zu leimen, ist eine mit Leim gefüllte Auftragvorrichtung 31 von jeder geeigneten Ausführung vorgesehen, in welcher sich eine Auftragrolle befindet. Der Rand 27 des von der Vorratsrolle 24 gewickelten Papierstreifens 23 berührt die Auftragrolle 32, sodass bei deren Drehung durch das sich bewegende Band 23 eine Leimschicht auf dessen Büttenrand übertragen wird. Die Anlage des Streifens 23 an der Auftragrolle 32 wird durch die Vorschubbahn des Streifens 23 unter den Führungsbolzen 33, 34 vorbei aufrechterhalten.

Die Auftragung der wasserabweisenden Schicht auf das Rohr T erfolgt durch eine Auftragvorrichtung 21 jeder geeigneten Ausführung. Die Auftragvorrichtung 21 begreift vorzugsweise einen Behälter 36 mit einem abnehmbaren Deckel 37 und einer unteren schlitzartigen Öffnung 38, durch welche das in dem Behälter 36 befindliche Material fliesst. Duch ein geeignetes Ventil (nicht gezeigt) wird der durch die öffnung 38 fliessende Materialstrom geregelt, während die Regelung der Ventilstellung mittels eines Knopfes 39 geschieht. Ein aus aufsaugendem Material bestehender Docht 41 ist an seinem oberen Ende am Behälter 36 an der öffnung 38 gehalten, sodass das sich im Behälter 36 befindliche Material auf den Docht 41 fliesst. Der Docht 41 ist daher mit wasserabweisendem Material getränkt und er verbleibt in Berührung mit dem Rohr T um die äussere Oberfläche 42 des sich in Pfeilrichtung P und I drehenden

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bzw. sich bewegenden Rohres zu beschichten. Das überschüssige von dem Docht 41 abtropfende wasserabweisende Material wird in einer geeigneten Pfanne 43 aufgefangen und von dieser durch eine in einer Leitung 44 befindliche Pumpe 46 zurück zum Behälter 36 geführt.

Beim Wickeln des fortlaufenden Rohres T wird der Streifen 23 mit seinem Büttenrand 27 von der Vorratsrolle 24 über die Auftragrolle 32 geführt zum Auftragen einer kontinuierlichen Schicht aus Leim, welcher sich in der Auftragvorrichtung 31 befindet. Der Streifen 23 wird schraubenförmig mit. einander überlappenden Büttenränder 26, 27 und mit dazwischen befindlichem Leim auf den Dorn 14 aufgewickelt, sodass die einzelne, durch den Streifen 23 gebildete Lage in der Form des Rohres T gehalten wird. Unter der Wirkung des Riemens 16 wird das Rohr T in den Pfeilrichtungen P und I gedreht bzw. weitergeschoben.

Bewegt sich das Rohr T durch die Auftragvorrichtung 21, so wird seine äussere Oberfläche 42 von dem mit wasserabweisendem Material gesättigten Docht 41 überstrichen, sodass eine wasserabweisende Schicht 45 auf der Susseren Oberfläche des Rohres T entsteht. Wenn das fortlaufend gebildete Rohr T an die Trennvorrichtung 22 gelangt, hat der zwischen den BüttenrSndern 26, 27 befindliche Leim im wesentlichen abgebunden und die wasserabweisende Beschichtung 45 auf dem Rohr T ist im

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wesentlichen trocken. Das sich in Pfeilrichtung I bewegende Rohr T gelangt jetzt in die Trennvorrichtung 22 in welcher es in eine Anzahl von kurzen Abschnitten, vorzugsweise etwa 20 cm, zertrennt wird, damit Pormrohre 11 von geeigneter Länge zur Verwendung in Glasfaserauf- und AbspulvorgSngen entstehen.

Gemäss der Erfindung entsteht somit ein Formrohr, welches sich auf leichte und einfache Weise auf üblichen Wickelmaschinen herstellen lässt und welches nur aus einer einzelnen Papierlage besteht und eine minimale Leimmenge zu seiner Herstellung benötigt. Das erfindungsgemässe Formrohr weist nicht nur eine hohe Flexibilität und Festigkeit auf, sondern dessen Herstellungsverfahren und die Anwendung einer minimalen Materialmenge ergeben aussergewöhnlich niedrige Kosten, sodass das Formrohr nach einmaliger Verwendung ausgeschieden werden kann. Das erfindungsgemässe Formrohr bewährt sich aussergewöhnlich gut in Auf- und Abwickelvorgängen von Glasfasern und da es nicht wieder gebraucht wird, ergibt es einen im wesentlichen einwandfreien Träger für Glasfasern. Die Auftregung einer wasserabweisenden Schicht auf das erfindungsgemässe Formrohr verleiht diesem nicht nur eine gegen Feuchtigkeit beständige Festigkeit, sondern sie schützt das Formrohr vor einer Anzahl von Materialien welche in den auf das Formrohr aufgewickelten Glasfasern enthalten sind,

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sodass eine Zerstörung des Formrohres während seiner Verwendung ausscheidet, wobei diese gesamten Stöhrungsquellen bei der Verwendung von Papierformrohren in einem solchen Vorgang ausscheiden.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   1/ Nichtstarres Formrohr zur Verarbeitung, insbesondere zum Auf- und Abspulen, von Glasfasern, dadurch gekennzeichnet, dass in einer schraubenförmig gewickelten Lage (23) aus flexiblem Streifenmaterial die Ränder (26,27) mit dazwischen befindlichem Leim benachbarter Windungen einander Oberlappen (28) zur Bildung eines flexiblen Formrohres (11) welches sich leicht in Längsrichtung zusammendrücken lässt um einen auf ihn aufgewickelten Glasfaserknäuel herauszuziehen.
2. 2. Formrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzige schraubenförmig gewickelte Lage (23) aus flexiblem Streifenmaterial mit BüttenrMndern (26) versehen ist.
3. 3. Formrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an gegenüber liegenden Seiten der schraubenförmig gewickelten Lage (23) Büttenränder vorgesehen sind.
4. 4. Formrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzige schraubenförmig gewickelte Lage (23) aus Papier besteht.
5. 5. Formrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine wasserabweisende Schicht (45) auf die äussere Oberfläche (42) des Formrohres aufgetragen wird.

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