DE1635501B2 - Gelegemaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines aus Längs- und Querfäden, aus Glas oder ähnlichen Materialfasern bestehenden Geleges, insbesondere zur Erhöhung der Zugfestigkeit von Matten und Vliesen aus Glasstapelfasern. Dabei liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung dieser Art zu schaffen, mit der auch flauschige, gegen Abrieb und Verzug empfindliche Stapelfaserbänder zu Gelegen mit einer exakt rechtwinkligen Kreuzung zwischen Längs- und Querfäden verarbeitet werden können, so daß ein gewebeähnliches Gelege entsteht, das sowohl in Längs- als auch in Querrichtung eine hohe Zugfestigkeit aufweist. Gerade für die Vliesverstärkung eignet sich solch ein Gelege aus flauschigen Stapelfaserbändern besonders gut, weil im Gegensatz zu Gelegen aus glatten Strängen endloser Fäden oder gedrehter Textil- oder Glasstapelfasergarne die flauschigen Stapelfaserbänder einen allmählichen Übergang zum ebenfalls flauschigen Vlies bilden und so eine homogene Verankerung der Verstärkung am Vlies gewährleisten.

Die Erfindung geht dabei von einer Vorrichtung aus, die ein Gestell zur Aufnahme der Vorratsspulen für die Längsfäden, ein die Längsfäden bzw. das Gelege abziehendes Walzenpaar sowie mindestens einen Fadenführer, der in einer Ebene senkrecht zur Abzugsrichtung der Längsfäden umläuft, aufweist. Eine bekannte Vorrichtung dieser Art (US-PS 31 54 452) dient zur Herstellung fadenverstärkter Streifen, beispielsweise zur Verwendung als Klebstreifen zum Verschließen und Verstärken von Verpackungsschachteln. Dabei ist ein umlaufender, eine Vielzahl von Spulen aufnehmender Spulenträger vorgesehen, und die Querfäden werden nach Passieren von Führungsscheiben und Fadenspannern beim Umlauf des Spulenträgers um Haken geschlungen. Es entsteht eine rautenförmige Fadenablage mit sich überschneidenden Querfäden, wobei das Gelege direkt zwischen zwei Papierbahnen läuft und durch diese von den Haken abgenommen wird.

Mit dieser Vorrichtung werden also mehrere Aspekte der erfindungsgemäßen Aufgabe nicht gelöst, da einmal überhaupt kein von der Trägerbahn, also von den Papierbahnen unabhängiges Gelege entsteht und außerdem kein rechtwinkliges Kreuzen von Längs- und Querfäden vorgesehen ist, was sich ungünstig auf die Zugfestigkeit der Verstärkungseinlage in den beiden Hauptbelastungsrichtungen auswirkt. Hinzu kommt, daß der umlaufende Spulenträger bei hohen Drehzahlen leicht störende Unwuchterscheinungen verursacht und daß die komplizierte Fadenführung und Ablage die Verwendung flauschiger und verhältnismäßig geringe Zugfestigkeit aufweisender Faserbänder nicht zuläßt, weil dabei laufend Störungen durch Reißen des Faserbandes unvermeidlich wären.

Eine andere bekannte Vorrichtung (FR-PS 13 91 900) arbeitet mit einem umlaufenden Fadenführer, wobei die Querfäden ausgehend von umlaufenden Spulen durch in die umlaufende Zentralwelle eingesetzte Rohre und schließlich durch die aus rechtwinklig abgebogenen Rohren bestehenden Teile des Fadenführers geführt und um die äußersten einer Schar von Längsfäden geschlungen werden. Das dabei entstehende Gelege wird von einem Walzenpaar abgezogen.
Abgesehen davon, daß auch bei dieser Vorrichtung eine genau rechtwinklige Ablage der Querfäden nicht möglich ist, sondern je nach Abzugsgeschwindigkeit der Längsfäden eine mehr oder minder starke Diagonalablage erfolgt, ist diese Vorrichtung schon allein wegen der häufigen Umlenkung der Querfäden wiederum für die Verarbeitung flauschiger Faserbänder nicht geeignet.

Darüber hinaus ist aber als Führung für die äußersten Längsfäden eine wagbalkenartige Einrichtung vorgesehen, die drehbar und durch ein Gewicht ausbalanciert,

in der Welle des umlaufenden Fadenführers geführt ist und von den aus dem Fadenführer austretenden Querfäden umschlungen wird. Es besteht dabei die Gefahr, daß diese Querfadenablage bei hohen Umlaufge-

schwindigkeiten des Fadenführers ins Schwingen gerät oder unter Umständen sogar von den immer in der gleichen Richtung ziehenden Querfäden mitgerissen wird, was zu ernstlichen Störungen führen muß.

Im Gegensatz zu den vorgenannten Vorrichtungen wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, der Herstellung eines Geleges mit exakt rechtwinkliger Kreuzung der Längs- und Querfäden unter möglichst schonender Führung der Fäden, um auch die Verwendung flauschiger und wenig zugfester Faserbänder zu ermöglichen, erfindungsgemäß durch eine sich quer zur Abzugsrichtung der Längsfäden erstreckende Nockenwalze gelöst, an deren beiden Enden radiale Nocken zur Aufnahme der Querfäden angeordnet sind, sowie eine den Fadenführer tragende Hohlwelle, durch die die Querfäden geführt werden, und ein Fadenleitblech im unteren Bereich der Nockenwalze, das die Querfäden an die Nocken heranführt.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens können die Nocken der Nockenwalze beweglich und die Nokken in die Nockenwalze hineinziehende und aus ihnen herausschiebende Führungen vorgesehen sein.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeich- ^; nung näher erläutert Es stellt dar

F i g. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 eine Ansicht der Vorrichtung, in Pfeilrichtung ΙΙ-Π in F i g. 2 gesehen,

Fig.3 eine Ansicht in Richtung der Pfeile III-1II in F i g. 1 gesehen,

F i g. 4 und 5 Einzelheiten der Nockenwalze in etwas größerem Maßstab.

In F i g. 1 ist mit 1 ein bekanntes Spulengatter bezeichnet, das Spulen 2 für die Oberfäden 3 und Spulen 4 für die Unterfäden 5 trägt Selbstverständlich kann hier auch ein Kettbaum eingesetzt werden. Die Oberfäden 3 werden über Umlenkungen 6, 7,8 und 9 und die Unterfäden 5 über Umlenkungen 10,11,12,13 und 14 geführt, wobei letztere auf eine allgemein mit 15 bezeichnete Nockenwalze auflaufen und um diese herumgeführt sind. Die Umlenkungen 9 für die Ober- und 14 für die Unterfäden sind vorzugsweise mit Führungsnuten 16 bzw. 17 (F i g. 3) versehen, so daß die Oberfäden 3 und Unterfäden 5 jeweils eine parallele Fadenkette bilden, wobei die Unterfaden auf Lücke zwischen die Oberfäden geführt sind.

In der Nähe ihrer Enden ist die Nockenwalze 15 mit Nocken 18 versehen, die in Bohrungen 19 radial verschiebbar geführt sind. Die Nocken 18 bestehen aus einem Teil 20 größeren und einem Teil 21 kleineren Durchmessers, der in Bohrungen 22 eines ringförmigen Vorsprunges einer auswechselbaren Endscheibe 23 geführt ist. Durch diese Ausbildung weist jeder Nocken 18 einen stufenförmigen Absatz 24 auf, der als Widerlager für eine Feder 25 dient, deren anderes Ende sich gegen den erwähnten ringförmigen Vorsprung anlegt und die bestrebt ist den Nocken 18 radial nach außen zu drücken.

In eine Bohrung 26 des Teiles 20 ist ein Zapfen 27 eingesetzt, der an seinem freien Ende eine Rolle 28, z. B. in Form eines Kugellagers, trägt Die Rollen 28 laufen entlang der inneren Peripherie 29 eines Vorsprunges 30, der Teil einer Deckplatte 31 ist, die wiederum fest mit einem Lagerbock 32 verbunden ist, in welchem die Welle 33 der Nockenwalze 15 beispielsweise mittels Kugellagern 34 gelagert ist.

Die innere Peripherie 29 des Vorsprunges 30 hat, wie in F i g. 5 strichpunktiert angedeutet, die Form einer Führungsbahn, so daß die Nocken 18 nur in dem in F i g. 1 durch die Buchstaben A und B markierten Bereich aus der Nockenwalze herausragen, während sie im übrigen Bereich in die Nockenwalze zurückgezogen sind.

Ein Fadenleitblech 35 dient dazu, sicherzustellen, daß der Querfaden sicher auf die Nocke geführt wird. Das Fadenleitblech 35 kann gegebenenfalls mit einem schürzenartigen Teil 36 versehen sein, der einen Teil

ίο der Nockenwalze umgibt und ein vorzeitiges Herausspringen der Nocken verhindert. Selbstverständlich wäre es möglich, den Teil 36 so auszubilden, daß er einen gekrümmten Einlauf aufweist, gegen den die unter Einwirkung der Federn 25 aus der Nockenwalze ragenden Nocken anlaufen, wodurch sie in die Nockenwalze gedrückt werden, bis sie bei 37 wieder vorspringen können.

Es ist also möglich, eine besonders einfache Konstruktion zu verwirklichen, bei welcher auf die Führungsbahn 29 und die Rollen 28 verzichtet werden kann. Trotzdem erscheint diese etwas aufwendigere Konstruktion zweckmäßig, da bei der anderen Lösung verhältnismäßig große Reibungskräfte und Verschleißerscheinungen auftreten.

Die Querfäden 38 des Geleges laufen von einer Spule 39 ab und werden einem umlaufenden Fadenführer 40 zugeführt. Dieser weist eine Hohlwelle 41 auf, in deren offenes Ende 42 der von der Spule 39 kommende Faden 38 geführt wird, während am anderen Ende ein umlaufendes Rohr 43 vorgesehen ist, dessen freies Ende 44 abgekröpft ist, wobei in dieser Kröpfung eine Umlenkrolle 45 für den Querfaden 38 vorgesehen ist. Ein Gegengewicht 46 gleicht bei der schnellen Rotation des Fadenführers auftretende Unwuchten aus. Der Antrieb des Fadenführers erfolgt von einem Elektromotor 47 aus über ein Getriebe 48, Kettentriebe 49, 50 sowie einen Kegelradantrieb 51. Ein weiterer Kettentrieb 52 treibt die Nockenwalze 15, die auf diese Weise immer synchron mit der Umlaufdrehzahl des Fadenführers 40 angetrieben wird.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, werden die Querfäden 38 durch den Fadenführer auf einer Seite der Nockenwalze 15 um einen, auf der anderen Seite dagegen um zwei aufeinanderfolgende Nocken geschlungen, so daß sich

hier Überschneidungen ergeben.

Es ist offensichtlich, daß man ohne weiteres an Stelle des Gegengewichtes 46 ein weiteres Rohr als Fadenführer anordnen kann, das diametral entgegengesetzt zum dargestellten umläuft. Auf diese Weise können bei jeder Umdrehung der Hohlwelle 41 statt zwei vier Querfäden um die Nocken geschlungen werden. Allerdings ist es dabei erforderlich, die Vorratsspulen für die Querfäden so zu montieren, daß sie mitrotieren, um zu verhindern, daß die von den zwei Spulen abgezogenen Fäden sich verdrillen. Außerdem ergeben sich bei dieser Verdoppelung der Fadenführung mehr Überschneidungen der Querfäden, da auf einer Seite der Nockenwalze jeweils zwei aufeinanderfolgende und auf der anderen Seite zwei durch einen dazwischenliegenden Nocken getrennte Nocken umschlungen werden. Nachdem aber die sich am äußeren Rand des Geleges bildenden Fadenschlingen später abgeschnitten werden, fällt bei der Vervielfältigung der Fadenführer mehr Abfall an. So erhält man bereits mit einem Fadenführer,

der beispielsweise mit 250 U/min, angetrieben wird, eine Bahngeschwindigkeit (bei etwa 1 m Breite und 10 mm Abstand) von etwa 5 m/min., und es erscheint darum kaum wirtschaftlich, mit mehr als höchstens vier

kreuzweise angeordneten Fadenführern (bei umlaufenden Vorratsspulen) zu arbeiten, obwohl dies technisch durchaus möglich und bezüglich des Abziehens der Querfäden vorteilhaft wäre, da deren Zugbeanspruchung bei verminderter Umlaufgeschwindigkeit der Fadenführer merklich geringer ist.

Insbesondere bei der Verwendung flauschiger Glasfaserlunten als Querverstärkungsfäden hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Fadenheberbügel 53 vorzusehen, da sich gezeigt hat, daß die feinen Fasern des Faserbandes teilweise mit in die Bohrungen 19 der Nocken 18 gezogen werden, wenn diese schon eingezogen werden, während sie noch vom Querfaden umschlungen sind, also beispielsweise in der Position D (F i g. 5). Die Fadenheberbügel 53 können in einfacher Weise aus Stahldraht gebogen sein. Beim Abheben der Querfäden 38 von den Nocken 18 hält zweckmäßig eine auf der Nokkenwalze 15 aufliegende und mit dieser synchron laufende Gummiwalze 59 das aus Längs- und Querfäden bestehende noch unabgebundene Gelege fest, wodurch gewährleistet wird, daß auch die Querlunten beim Abheben bis zur Abbindung gespannt bleiben, was eine saubere, rechtwinkelige und parallele Fadenablage gewährleistet.

Mit 54 und 55 sind zwei Walzen bezeichnet, zwischen *5 denen das Gelege geführt und durch die es transportiert wird. Vor oder nach diesen Walzen kann eine (nicht dargestellte) Sprüheinrichtung angeordnet sein, mittels der ein Bindemittel auf das Gelege aufgebracht wird. Andererseits kann selbstverständlich das Bindemittel auch in bekannter Weise mittels einer Tauchwalze auf die Gelegefäden übertragen werden.

Nach Durchführen durch einen bekannten, nicht dargestellten Trockenofen wird das Gelege in Rollenform aufgewickelt. Das so hergestellte Gelege kann dann in der eingangs beschriebenen Weise auf ein Glasfaservlies aufgebracht und mit ihm verklebt werden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es durch Austausch der Endscheiben 23 und der Nocken 18 gegen solche größeren oder kleineren Durchmesser auf einfache Weise möglich, den Abstand der Querfäden im fertigen Gelege zu variieren. Somit kann man mit wenigen Handgriffen die Vorrichtung jederzeit innerhalb der handelsüblichen, gängigen Schußfädenabstände von z. B. 5 bis 15 mm einstellen. Falls noch engere Abstände gefordert werden, was beispielsweise bei der Verarbeitung von Glasseidensträngen oder Textilfaden möglich ist, kann durch Einbau noch schwächerer Stifte auch ein Abstand unter 5 mm erzielt werden, wobei dann infolge Platzmangel im Innern der Nockenwalze die Stifte vorzugsweise starr angeordnet werden. Die Bewegung der Nocken dient grundsätzlich zur Schonung der empfindlichen Stapelfaserbänder, damit der Querfaden ohne die Kanten des benachbarten Nockens zu streifen und ohne besondere Führung, die wieder den Querfaden auf Abrieb beanspruchen würde, auch sicher den jeweiligen Nocken umschlingen kann. Findet ein Fadenmaterial mit einer höheren Beanspruchbarkeit Anwendung, so können auch die stärkeren Nocken starr ausgeführt werden, wodurch die Vorrichtung noch ^° einfacher und billiger wird.

Eine weitere Möglichkeit der Variation des Querfadenabstandes, die gegebenenfalls zusätzlich zur vorgenannten Methode angewandt werden kann, besteht in der Verzögerung oder Beschleunigung der Umfangsge- ⁶S schwindigkeit der Walzen 54, 55 gegenüber der Nokkenwalze 15.

Es ergibt sich also eine Verzögerung der Abzugsgeschwindigkeit der Längsfäden bzw. des Geleges gegenüber der Geschwindigkeit, mit der die Querfäden durch Umschlingen der Nocken erzeugt und mittels der umlaufenden Nockenwalze zwischen die Ober- und Unterfäden eingebracht werden. Die Querfäden werden also mit einer höheren Geschwindigkeit zwischen die Längsfäden geschoben als der, mit der das so gebildete Gelege weitertransportiert wird, wobei die Querfäden während des Abhebens durch die Fadenheberbügel aneinandergeschoben werden. Eine derartige Variation des Abstandes der Querfäden kann durch Zwischenschalten eines Regelgetriebes 56 erfolgen, das, über einen Kettentrieb 57 von der Nockenwalze aus angetrieben, die Walze 54 über einen weiteren Kettentrieb 58 antreibt. Selbstverändlich läßt sich vorstehender Gedanke auch mittels eines eigenen regelbaren Antriebes der Abzugswalzen verwirklichen. Auf diese Weise ist es möglich, ein dichtes und· gewebeähnliches Gelege zu schaffen, das ohne Verbindung mit einem Trägervlies verwendet werden kann. Ein solches Gelege kann nicht nur ein verstärktes Vlies ersetzen, sondern auf Grund seiner guten Festigkeitseigenschaften und seiner Saugfähigkeit auch an Stelle von Geweben pflanzlichen Ursprunges, z. B. Jutegewebe, verwendet werden. Es eignet sich z. B. hervorragend als Trägermaterial für Dach- und Dichtungsbahnen, wo es dem auch dort verwendeten Jutegewebe vor allem die Unverrottbarkeit und eine längere Lebensdauer voraus hat.

Wie bereits eingangs erwähnt, können als Verstärkungsfäden vorzugsweise Glasfaserlunten und -bänder verwendet werden. Diese zeichnen sich neben ihrer großen Flauschigkeit, die bekanntermaßen eine besonders innige Verbindung mit einem zu verstärkenden Vlies erbringt, auch durch große Saugfähigkeit aus, was bei vielen Anwendungsgebieten sehr erwünscht ist. Andererseits weisen Glasfaserlunten und -bänder, wie bereits erwähnt, nur eine geringe Zugfestigkeit auf, weshalb es ratsam ist, für die Querfäden, die durch das schnelle Umlaufen des erfindungsgemäßen Fadenführers und die beim Umschlingen der Nocken trotzdem immer noch verhältnismäßig großen und plötzlichen Zugbeanspruchungen ausgesetzt sind, vorverfestigte Lunten bzw. Faserbänder zu verwenden. Dazu eignen sich vornehmlich leicht vorgedrehte oder mittels Binder oder Schmälze etwas vorverfestigte Faserbänder, obwohl auch mittels Glasseide-Umspinnung oder -Seele verfestigte Faserbänder eingesetzt werden können. Letztere besitzen jedoch den Nachteil höheren Abriebes oder der Störanfälligkeit durch den Glasseidefaden. Wesentlich ist jedoch, daß durch die Vorverfestigung der lose und flauschige Charakter des Faserbandes nicht allzu stark leidet, da sonst solche Gelege sich immer schlecht mit anderen Unterlagen, z. B. Glasvliesen, dauerhaft verbinden. Die Beanspruchung des Querfadenmateriales wird natürlich auch, wie schon erwähnt, vermindert, wenn mehrere Fadenführer vorgesehen sind. Die Erhöhung der Beanspruchbarkeit der Faserbänder durch Verdrehen kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß in der Hohlwelle 41 eine weitere als Drallrohr bezeichnete Hohlwelle drehbar gelagert ist, die regelbar mit weit höherer Geschwindigkeit als die Hohlwelle 41 angetrieben wird und so die Außenschicht des durch sie geführten Faserbandes und die sie umgebende Luftschicht in schnelle Umdrehung versetzt und dadurch vor allem die außen liegenden flauschig zu stark abstehenden Fasern an den Faserbandkern herandrückt und spiralförmig um ihn herumschlingt. Dadurch wird vermieden, daß das flau-

schige Faserbandgefüge an einer der vielen Umlenkungen des umlaufenden Fadenführers 40 durch überhöhten Abrieb beschädigt wird.

Für die Längsfäden können die eingangs erwähnten Materialien uneingeschränkt verwendet werden, da sie gleichmäßig und im Vergleich zu den Querfäden langsam von den Vorratsspulen abgezogen werden. Das einzige Kriterium ist dabei die für das Endprodukt er

forderliche Zugfestigkeit in Längsrichtung.

Um schließlich die Vorrichtung weitgehendst bedienungsfrei zu machen, können Fotozellen sowohl die Querfäden als auch die Längsfäden überwachen, so daß bei einem Fadenriß die Vorrichtung automatisch angehalten und die Störung durch ein Signal bemerkbar gemacht wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung eines aus Längs-.und Querfäden aus Glas oder ähnlichen Mineralfasern bestehenden Geleges, insbesondere zur Erhöhung der Zugfestigkeit von Matten und Vliesen aus Glasstapelfasern, mit einem Gestell zur Aufnahme der Vorratsspulen für die Längsfäden, einem die Längsfäden bzw. das Gelege abziehenden Walzenpaar sowie mindestens einem Fadenführer, der in einer Ebene senkrecht zur Abzugsrichtung der Längsfäden umläuft, gekennzeichnet durch eine sich quer zur Abzugsrichtung der Längsfäden erstreckende Nockenwalze (15), an deren beiden Enden radiale Nocken (18) zur Aufnahme der Querfäden (38) angeordnet sind; eine den Fadenführer (40) tragende Hohlwelle, durch die die Querfäden geführt werden sowie ein Fadenleitblech (35) im unteren Bereich der Nockenwalze (15).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in der Nockenwalze (15) bewegliche Nocken (18) und die Nocken in die Nockenwalze hineinziehende und aus ihr herausschiebende Führungen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Nocken (18) in auswechselbaren Endscheiben (23) geführt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Deckplatten (31) für die Nockenwalze (15), die mit einem Vorsprung (30) versehen sind, dessen innere Peripherie (29) als Führungsbahn ausgebildet ist, auf welcher Rollen (28) laufen, welche die Nokken (18) gegen die Wirkung von Federn (25) in das Innere der Nockenwalze (15) ziehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenleitbleche (35, 36) um einen Teil des Umfanges der Nockenwalze herum geführt und mit einem Einlauf versehen sind, so daß sie als Führung für die Nocken (18) dienen und diese in das Innere der Nockenwalze (15) drücken.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch dicht neben den Nocken (18) parallel zu den Längsfäden angeordnete Fadenheberbügel (53).

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch durch mit Führungsnuten (16 bzw. 17) versehene Umlenkrollen (9 bzw. 14) für die Ober- bzw. Unterfäden (3 bzw. 5), wobei die Führungsnuten so versetzt zueinander angeordnet sind, daß die Unterfäden auf Lücke zwischen die Oberfäden geführt werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Fadenführer (40) tragenden Hohlwelle (41) eine weitere, mit hoher Drehzahl rotierende Hohlwelle angeordnet ist, durch die das die Querfäden bildende Faserband geführt wird.