DE19806293A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Umwickeln eines Bündels aus zueinander parallelen Fasern oder Filamenten mit einem Materialbogen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwickeln eines Bündels aus zueinander parallelen Fasern oder Filamenten, vorzugsweise aus Hohlfasern bei der Herstel­ lung von Dialysatoren oder Filtern, mit einem Materialbogen, vorzugsweise aus Pa­ pier oder Kunststoff, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Beispielsweise bei der Herstellung von in der europäischen Patentanmeldung 97 119 797.5 beschriebenen Filtervorrichtungen mit zwei Strömungsräumen, von de­ nen ein erster Raum, vorzugsweise ein Permeatraum, durch die Röhren- oder Ka­ pillarröhren-Durchgänge eines an seinen Enden in eine Vergußmasse eingegosse­ nen Hohlfaserbündels und ein zweiter Raum, vorzugsweise ein Filtratraum, der durch ein das Hohlfaserbündel einfassendes Gehäuse gebildet ist, müssen die aus Kunststoff bestehenden Hohlfaserbündel verarbeitet und in das dieses einfassende Gehäuse eingezogen werden. Die Handhabung derartiger Hohlfaserbündel bei ih­ rer Verarbeitung ist jedoch schwierig, insbesondere weil sich die Hohlfasern elek­ trostatisch aufladen können und dadurch eine einfache Handhabung und Verar­ beitung behindern. Um eine einfache Handhabung zu gewährleisten, ist es be­ kannt, die Hohlfaserbündel mit einem dieses zusammenhaltenden Materialbogen aus Papier oder Kunststoff zu umwickeln und die überlappenden Seiten des Bo­ gens durch Klebestreifen aneinander zu fixieren.

Aus den EP 0 261 728 B1 und 0 490 789 B1 ist es bekannt, Hohlfaserbündel zu ihrer Handhabung in Schläuche oder Röhren einzuziehen, was jedoch mit einem erheblichen Aufwand verbunden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art vorzuschlagen, nach dem sich in einfacher Weise Faser- bzw. Hohlfaserbündel mit Materialbogen umwickeln lassen, so daß diese von den Materialbogen gleichsam röhrenförmig eingefaßt sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Seitenteile der Unterlage lassen sich durch Greifer oder Sauger erfassen, die in einer Umhüllungsvorrichtung entsprechend den aus­ zuführenden Einschlagbewegungen geführt sind, so daß sich die Faserbündel in einer weitgehend automatisierten Weise mit zylindrischen Wickelhüllen bildenden Bögen umwickeln lassen.

Nach einem anderen Vorschlag wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Materialbogen in ein aufgebogenes, rechteckiges Blech aus Federstahl, das bestrebt ist, seine entspannte, zylindrische Stellung zu federn, in der sich die Seitenbereiche des Blechs überlappen, eingelegt und daß auf den Bogen das Bün­ del aufgelegt wird, daß die Seitenbereiche des Blechs aufeinanderfolgend entlastet werden, so daß sie den Bogen mit einander überlappenden seitlichen Streifen in zylindrischer Form um das Faserbündel einschlagen, und daß die einander über­ lappenden Seitenstreifen des Bogens aneinander fixiert werden.

Nach dieser zweiten Variante der Erfindung wird die zurückfedernde Elastizität des zylindrisch gebogenen Federblechs ausgenutzt, um den Bogen unter Bildung einer Wickelhülle um das Faserbündel herumzuschlagen.

Um eine feste Packung des Faserbündels in der Wickelhülle sicherzustellen, kön­ nen die einander überlappenden Seitenbereiche der Bleche durch eine aufge­ drückte Schale in ihre den Bogen zu einer zylindrischen Hülle formenden Stellung gebracht werden.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die einander überlappenden Seitenstreifen des Bogens aus thermoplastischem Kunststoff miteinander verschweißt werden. Derartige Verschweißungen wurden bislang bei der Einfassung von Hohlfasern in Kunststoffbögen nicht ausgeführt, vermutlich weil befürchtet wurde, daß die Hohlfasern, die ebenfalls aus Kunststoff bestehen, durch die Schweißwärme beschädigt werden könnten. Überraschend hat sich jedoch gezeigt, daß die einander überlappenden Randbereiche des Bogens durch eine Wärmeschweißung miteinander verbunden werden können, ohne daß auch die von dem Bogen eingefaßten Fasern des Faserbündels beschädigt wer­ den. Besonders vorteilhaft hat sich dabei erwiesen, die Schweißung berührungslos - z. B. durch Heißluftschweißung - durchzuführen.

Um die Seitenbereiche des Blechs zum Anlegen des Bogens und des Faserbün­ dels aufzubiegen bzw. aufzufedern, können bewegliche Sauger vorgesehen wer­ den, die die Seitenbereiche aufbiegen und entlasten.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß mindestens ein Sei­ tenbereich der aufeinanderfolgend eingeschlagenen überlappenden Seitenbereiche des Blechs mit Durchbrüchen versehen ist, durch die Stempel einführbar sind, die einen Randbereich des Bogens gegen das Bündel andrücken. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß die Randbereiche des die Wickelhülle bildenden Bogens ohne Zwischenlage eines Randes des Bleches einander überlappend auf­ einander liegen.

Um die einander überlappenden Seitenstreifen des Bogens aneinander zu fixieren, können die Durchbrüche oder weitere Durchbrüche zum Ausführen einer Schwei­ ßung mit Wärme beaufschlagbar sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen

Fig. 1 bis Fig. 4 eine Vorrichtung zum Einhüllen eines Faserbündels mit einem Bogen in schematischer Darstellung und unterschiedlichen Zuständen vom Einlegen des Faserbündels bis zum Umfas­ sen des Faserbündels durch den Bogen.

Bei dem anhand der Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispiel ist ein rechteckiges Federblech 10 an einem sich über dessen Länge erstreckenden Gestell 11 befe­ stigt. Das Federblech 10 ist derart ausgestaltet, daß es in seinem entspannten Zu­ stand in seine aus Fig. 2 ersichtliche Stellung zurückfedert.

Um mit der in den Fig. 1 bis 4 schematisch dargestellten Vorrichtung ein Faserbün­ del 7 in einen dieses einfassenden Bogen 8 aus Kunststoff einzuhüllen, werden die Seitenteile 12,13 des Federblechs 10 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise durch Sauger 14, 15 auseinandergezogen, so daß das Federblech 10 die Form einer of­ fenen Rinne annimmt. Die Sauger 14, 15 werden in üblicher Weise an Stempeln oder an Parallelgestängen geführt, so daß sie die Seitenbereiche des Blechs öff­ nende und schließende Bewegungen ausführen.

In das geöffnete Federblech 10 wird sodann der die Wickelhülle bildende Bogen 8 aus Kunststoffolie in einer Weise aufgelegt, daß die Ränder des Bogens im ge­ schlossenen Zustand des Federblechs 10 einander überlappen. Die linke Seite des Federblechs 10 ist vorzugsweise kürzer ausgebildet als die rechte Seite, so daß im geschlossenen Zustand der rechte Randbereich 13 des federnden Blechs den lin­ ken Randbereich 12 in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise überlappt. Auf den in das geöffnete Federblech 10 eingelegten Bogen 8 wird sodann das Faserbündel 7 auf­ gebracht. Zunächst wird sodann das Federblech 10 entlastet, so daß sich dies un­ ter Mitnahme des Bogens 8 um das Faserbündel 7 in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise herumkrümmt. Die rechte längere Seite des Federblechs 10 ist mit Durch­ brüchen versehen, durch die Stempel 16 eingefahren werden können, die den rechten Seitenbereich des Bogens 8 in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise nieder­ drücken, so daß dieser unter den Randbereich der linken Seite des Bogens 8 zu liegen kommt. Um das Faserbündel 7 fest in den Bogen 8 einzufassen, wird an­ schließend noch ein schalenförmig gekrümmter Stempel 18 auf die einander über­ lappenden Seitenränder des Blechs in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise nieder­ gefahren und aufgedrückt.

Nachdem der Bogen 8 in dem zylindrisch zurückgefederten Federblech 10 zu einer Wickelhülle um das Faserbündel 7 herumgeschlagen ist, können durch fluchtende Bohrungen in den Randbereichen des Federblechs 8 Schweißeinrichtungen 19 eingefahren werden, die die einander überlappenden Seitenränder in der einhüllen­ den Kunststoffolie 8 miteinander verschweißen.

Claims (8)

1. Verfahren zum Umwickeln eines Bündels aus zueinander parallelen Fasern oder Filamenten, vorzugsweise aus Hohlfasern bei der Herstellung von Dialy­ satoren oder Filtern, mit einem Materialbogen, vorzugsweise aus Papier oder Kunststoff, dadurch gekennzeichnet,
daß der Materialbogen auf eine flexible Unterlage gelegt und auf den Mate­ rialbogen das Faserbündel aufgelegt wird,
daß die Seitenteile der Unterlage unter Mitnahme des Materialbogens in der Weise um das Faserbündel herumgelegt werden, daß der Materialbogen das Faserbündel unter Ausbildung einer zylindrischen Umhüllung einfaßt und des­ sen Seitenteile einander überlappen und
daß die einander überlappenden Seitenbereiche des Materialbogens anein­ ander fixiert werden.

2. Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Materialbogen in ein aufgebogenes, rechteckiges Blech aus Feder­ stahl, das bestrebt ist, in seine entspannte, zylindrische oder zumindest zylin­ derähnliche Stellung zu federn, eingelegt und auf den Bogen das Faserbündel aufgelegt wird,
daß die Seitenbereiche des Blechs aufeinanderfolgend oder gleichzeitig ent­ lastet werden, so daß sie den Bogen mit einander überlappenden seitlichen Streifen in zylindrischer Form um das Faserbündel einschlagen, und
daß die einander überlappenden Seitenstreifen des Bogens aneinander fixiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenbereiche des Blechs durch eine aufgedrückte Schale in ihre den Bogen zu einer zylin­ drischen Hülle formende Stellung gebracht werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, daß die einander überlappen­ den Seitenstreifen des Materialbogens aus thermoplastischem Kunststoff mit­ einander verschweißt werden.

5. Bündel aus zueinander parallelen Fasern oder Filamenten, vorzugsweise aus Hohlfasern bei der Herstellung von Dialysatoren oder Filtern, das zylindrisch in einen Bogen aus thermoplastischem Kunststoff eingefaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die einander überlappenden Seitenteile des Bogens durch Schweiß­ punkte miteinander verbunden sind.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Sauger vorgesehen sind, die die Seitenbereiche des Blechs aufbiegen und entlasten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Seitenbereich der aufeinanderfolgend oder gleichzeitig entlasteten Seitenbe­ reiche des Blechs mit Durchbrüchen versehen ist, durch die Stempel einführ­ bar sind, die einen Randbereich des Bogens gegen das Bündel andrücken.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens ein Seitenbereich der aufeinanderfolgend oder gleichzeitig entlasteten eingeschlagenen einander überlappenden Seitenbereiche des Blechs mit Durchbrüchen versehen ist, die zum Ausführen einer Schweißung der über­ lappenden Seitenränder des einhüllenden Bogens aus thermoplastischem Kunststoff mit Wärme beaufschlagbar sind.