DE2814382C3

DE2814382C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Ablegen einer Lunte in einen Behälter

Info

Publication number: DE2814382C3
Application number: DE2814382A
Authority: DE
Inventors: Yukio Kobe Hyogo Kitamura; Ehime Matsuyama; Satoshi Yakushiji; Atushi Yamamoto; Nobuo Iwakuni Yamaguchi Yoshioka
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1977-04-05
Filing date: 1978-04-04
Publication date: 1980-07-10
Also published as: NL7803425A; DE2814382A1; US4392286A; FR2386470A1; JPS53126332A; IT1109124B; DE2814382B2; IT7867745A0; FR2386470B1; GB1599815A

Description

Yo) S R I.

I.I

I »I .S K .

wobei L ein Abstand (iii niffi) zwischen einem beliebigen Punkt des in eine horizontale Lbenc projizierten und dort in radialer Richtung verlaufenden L.aufweges der Lunte (2) im Führungskanal (12) bei stillstehendem Drehkopf (6) und der horizontalen Projektion der Rückwand (196,/in Umfangsrichtung ist,

wobei 5 ein Abstand (in mm) ist, der von dem Mittelpunkt (senkrechte Achse Z-Z) läng£ der vertikalen Projektion gemessen wird (F i g. 8),
und R der Abstand (in mm) zwischen dem Mittelpunkt (senkrechte Achse Z—Z) und einem dem Abstand 5 entsprechenden Punkt der in eine horizontale Ebene projiziertea Rückwand (\§b) senkrecht zur senkrechten Achse ist,
Vo eine vorgegebene Geschwindigkeit (in mm/sec)

in für das Ablegen der Lunte (2) ist und

ωο eine vorgegebene Winkelgeschwindigkeit (in rad/s) des Drehkopfes (6) ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Projektion der Rückwand (i9b) des sich erweiternden Kanalbereichs ()9) in eine vertikale Ebene, welche die senkrechte Achse (Z-Z) enthält, der Krümmungsradius ρ des Umlenkbereichs zwischen dem senkrechten, einlaßseitigen Kanalbereich (18) und dem auslaßseitigen Ende des

J» sich erweiternden Kanalbereichs (19) mindestens eine Länge von 30 mm aufweist und daß das auslaßseitige Ende des sich erweiternden Kanalbereichs (19) gegenüber der Horizontale einen Neigungswinkel (Θ) zwischen 5 und 50° aufweist.

2") 8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auslaßseitige Ende des sich erweiternden Kanalbereichs (19) derart ausgebildet ist, daß die Vorderwand (19c) sich im Betrieb oberhalb der Rückwand (19öjbefindet.

in 9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Führungskanals (12) zumindest teilweise mit Keramik- und/oder Diamantmaterial beschichtet ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablegen einer Lunte in einen Behälter mittels eines Drehkopfes mit einem gekrümmten Führungskanal, in dem eine die Lunte mitreißende Druckmittelströmung erzeugt wird, während der Drehkopf zu einer Drehbewegung angetrieben wird, wobei die aus dem Führungskanal austretende Lunte wcndclförmige Windungen bildet und frei in einen Behälter fällt sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Dabei ist unter einer Lunte im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein Bündel von Filamenten zu verstehen, während als Behälter eine Kanne oder dergleichen vorzusehen ist.

Hin derartiges Verfahren und eine solche Vorrichtung sind aus den DE-OScn 26 09 615 bzw. 25 40 148 bekannt, wo die Lunte mit hoher Geschwindigkeit mittels einer Strahlclüsenanordnung durch einen gekrümmten Führungskanal gefördert wird, der um eine koaxial zur Düsenanordnung verlaufende Achse drehbar ist, wobei die Drehrichtung des Führungskanals der Austragriehtung der Lunte entgegengesetzt ist, um die Laufgeschwindigkeit der Lunte durch die Umfangsgeschwindigkeit der Austragvorrichtung auszugleichen, so daß sich stabile Windungen der Lunte bilden lassen. Mit diesen bekannten Vorrichtungen und Verfahren ist es möglich, eine Lunte mil hoher Geschwindigkeit in Form von stabilen Windungen in eine Kanne oder dergleichen abzulegen. Andererseits bringen auch Verfahren und Vorrichtung gemäß den genannten Offenlegungsschriften noch Probleme mit sich.

Zunächst tritt bei der bekannten Vorrichtungen häufig eine Verstopfung des Führungskanals auf. Versuche haben gezeigt, daß dies darauf zurückzuführen ist, daß sich in dem Führungskanal Wirbel ergeben, die dazu führen, daß sich einzelne Filamente der Lunte verfilzen, was dann zu einem Verstopfen des Führungskanals führt Weiterhin wurde festgestellt, daß die Gefahr einer Verstopfung des Führungskanals dann besonders groß wird, wenn Spannungsschwankungen in der Lunte auf den im Führungskanal befindlichen Luntenteil übertragen werden.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß an der Lunte Schleifstellen auftreten bzw. daß Rocken erzeugt werden, was darauf zurückzuführen ist, daß die Lunte bei Verwirbelung des Druckmittels im Führungskanal in Kontakt mit Wandbereichen desselben gelangt, was außerdem dazu führt, daß dort ein erheblicher Verschleiß auftritt Letzteres ist insofern besonders problematisch, als es außerordentlich schwierig ist, die Wand des gekrümmten Führungskanals einer gleichmäßigen Oberflächenbehandlung zur Verbesserung der Abriebfestigkeit zu unterziehen.

Ein dritter schwerwiegender Nachteil der bekauiten Vorrichtungen besteht ferner darin, daß die Druckluft auf der Auslaßseite des Führungskanals zusammen mit der Lunte austritt und damit die Bildung stabiler Windungen in der in die Kanne fallenden Lunte beeinträchtigt Diese Beeinträchtigung ist bei der bekannten Vorrichtung sehr erheblich, da mit Hilfe der Strahldüsenanordnung eine solche Luntenspannung erzeugt werden muß, daß diese sich nicht auf stromaufwärts befindliche Walzenpaare aufwickelt. Die erforderliche Luntenspannung kann aber nur danii erzeugt werden, wenn die Druckmittelströmung, insbesondere eine Druckluftströmung, eine erhebliche höhere Geschwindigkeit als die Lunte, beispielsweise die 2- bis 3fache Geschwindigkeit, besitzt. Die mit dieser hohen Geschwindigkeit strömende Druckluft stört aber die Stabilität der in die Kanne fallenden Luntenwindungen führt außerdem zu einer Auflockerung der Einzelfilairente der Lunte, so daß sich ein schlechterer Zusammenhalt derselben ergibt.

Diese Schwierigkeiten werden dann noch weiter erhöht, wenn die Luntendicke klein im Vergleich zur Luntengeschwindigkeit ist, so daß letztlich nur sehr kleine Luntenwindungen mit einem Durchmesser von beispielsweise 110 bis 150 mm gebi.'det werden können. Wenn der Windungsdurchmesser jedoch derart stark reduziert wird, ist es erforderlich, den Drehkopf bzw. den Führungskanal mit extrem hoher Drehzahl umlaufen zu lassen. In J^:escm Fall ergibt sich jedoch in der Lunte ein Falschdraht bzw. eine Zwirnung von 2 bis 3 Drehungen pro Meter, was bei der Weiterverarbeitung, beispielsweise beim Strecken, verschiedene Probleme mit sich bringt, zumal die Luntenwindungen ein gewisses Moment aufweisen, so daß die Tendenz besteht, daß aufeinanderfolgende Luntenanlagen in der Kanne sich ineinander verschlingen, was zu den eingangs erläuterten Prcblemen beim Abziehen der I .unte zu ihrer Weiterverarbeitung fühn.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ablegen einer Lunte in einen Behälter anzugeben, mit dem bzw. mit der die vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik überwunden werden können, wobei insbesondere angestrebt wird, eine Störung bzw. Verformung der gebildeten Luntenv/<ndungen durch das Druckmittel bzw. die Druckluft am auslaßseitigen Ende des Führungskanals zu verhindern.

Bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelost,

ι daß man der Druckmittelströmung auf der Auslaßseite des Führungskanals eine solche Richtung gibt, daß sie nicht in den wendeiförmigen Laufweg der frei herabfallenden Lunte gelangt.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß das glatte und

in störungsfreie Ablegen der Lunte nicht durch die Druckinittelströmung beeinträchtigt wird.

Zur Durchführung dieses Verfahrens hat sich ferner eine Vorrichtung besonders bewährt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Führungskanal einen im

i) Betrieb senkrechten Kanalbereich aufweist, der vom oberen Ende des Drehkopfes ausgeht und einen sich allmählich erweiternden Kanalbereich, dessen eines Ende mit dem senkrechten Kanalbereich in Verbindung steht und dessen anderes Ende sich zu einer

jo Umfangfläche des Drehkopfes öffnet, daß die Erweiterung des sich erweiternden Kana'K°reichs in radialer Richtung zunimmt und daß der sich erweiternde Kanalbereich derart ausgebildet ist, dab die Lunte längs eines Wandbereichs bewegbar ist, der bezogen aaf die

_>-, Drehrichtung des Drehkopfes die Rückwand des sich erweiternden Kanalbereichs bildet, während das Druckmittel im Bereich einer Vorderwand des sich erweiternden Kanalbereichs ausleitbar ist

Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

in Vorrichtung wird der entscheidende Vorteil erreicht, daß der in Drehrichtung vordere Teil des sich erweiternden Kanalbereichs im wesentlichen nur der Führung und Ausleitung des Druckmittels bzw. der Druckluft dient, während die in Drehrichtung hinten

π liegende Rückwand des Drehkopfes als Führungsfläche für die in die Kanne oder dergleichen abzulegende Lunte dient, so daß die am auslaßseitigen Ende des Führungskanals im Bereich der Rückwand gebildeten Luntenwindungen durch die Druckluftströmung nicht

in erfaßt und in ihrer Form beeinträchtigt bzw. zerstört werden.

Weiterhin ist es ein Vorteil der erfindungsgernäßen Vorrichtung, daß ein Verstopfen des Führungskanals mit Filamenten vermieden wird, da in dem Druckmittel.

■π welches durch den Führungskanal strömt, k;ine Wirbel auftreten. Da die Lunte auf ihrem Weg durch den Führungskanal ferner im Abstand von der Wandung desselben gehalten wird, läßt sich auch die Flockenbildung merklich verringern. Weiterhin wird aufgrund der

>ii Tatsache, daß das Druckmedium beim Austreten aus der Auslaßöffnung des Führungskanals nicht mehr auf die Lunte einwirkt, welche vom unteren Ende des Führungskanals nach unten fällt, erreicht daß Jie Bildung einer einwandfreien Luntenwindung in keiner

v, Weise durch die Druckmittelströmung beeinträchtigt wird. Weiterhin wird verhindert, daß sieb die einzelnen Fasern der Lunte in größerem Ausmaß voneinander lösen, so daß der Zusammenhalt der Lunte merklich verbessert wird.

w: Zweckmäßige Ausgstaltungen der Vorrichtung geben die Unteransprüche wieder.

Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand von Figuren näher erläutert. In den Figuren zeigt

hi F i g. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsge.näßen Vorrichtung sowie Teile einer Vorrichtung, in der die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung abzulegende Lunte erzeugt wird,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Leitblockes der Vorrichtung gemäli Fig. 2 mit einem Teil des Führungskanals,

Fig.4 eine perspektivische Darstellung des FUhrungskanals des Leitblockes gemäß F i g. 3,

F i g. 5 eine schematsche Darstellung zur Erläuterung der Geschwindigkeitsverteilung in der Druckmittelströmung auf der Auslaßseite des Führungskanals einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 6 und 7 Seitenansichten von abgewandelten Ausführungsformen von Drehköpfen für Vorrichtungen gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt,

F i g. 8 einen Längsschnitt durch den Leitblock gemäß Fig. 3, wobei der Führungskanal in eine senkrechte Ebene projiziert ist, welche die Längsachse des Leitblockes enthält,

F i g. 9 eine schematische Darstellung einer l'roiektion des Führungskanals des Lcitblockes gemäß Fig. 3 in eine horizontale Ebene, welche senkrecht zur Längsachse des Leitblocks verläuft.

Fig. 10 und 11 der Fi g. 9 entsprechende Darstellung für abgewandelte Ausführungsformen von Leitblöcken für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Gemäß F i g. I werden mehrere aus Schmelz-Spinndüsen gezogene Filamente von einer Spinnmaschine abgezogen und nach Abkühlung zu einer Lunte 2 zusammengefaßt. Die Lunte 2 wird mit einer Rollenvorrichtung 1. die mehrere (Goddet-)Rollen enthält, gestreckt und mit Hilfe eines Paares von Abzugswalzen la aus der Rollenvorrichtung 1 abgezogen. Anschließend wird die Lunte mit Hilfe der erfindungsgemsßen Vorrichtung 3 einer Kanne 4 zugeführt. Die Kanne 4 steht auf einem drehbaren Ständer 5, der während des Betriebes der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 ständig mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) zu einer Drehbewegung antreibbar ist. Die Vorrichtung 3 besitzt einen Drehkopf 6 mit einem Führungskanal (nicht dargestellt) in seinem Inneren sowie einen Druckluftanschluß 7, der mit dem oberen Teil des Führungskanals des Drehkopfes 6 in Verbindung steht, um diesem Urucklutt zuzutühren. Durch die Wirkung des über den Druckluftanschluß zugeführten Druckluftstromes wird die Lunte aus dem Führungskanal in Richtung auf die Kanne 4 herausgeblasen. Der Führungskanal erweitert sich am unteren Ende des Drehkopfes 6 allmählich. Im Betrieb dient ein Innenwandbereich des zu einer Drehbewegung angetriebenen Drehkopfes 6 als Führungsfläche für die Druckluft, um diese in Richtung auf die Kanne 4 umzulenken.

Der Aufbau der Vorrichtung 3 wird nachstehend anhand der F i g. 2 näher erläutert. Wie F i g. 2 zeigt, besitzt der Drehkopf 6 in seinem Inneren einen Führungskanal 12, der sich unterhalb des Klemmspalts der Abzugswalzen la befindet Ferner besitzt der Drehkopf 6 einen Flansch in Form einer Riemenscheibe 14 und einen Leitblock 15, dessen oberes Ende am unteren Ende der Riemenscheibe 14 befestigt ist. Die Riemenscheibe 14 ist mit einer Antriebsvorrichtung, beispielsweise mit einem Motor 8 über einen Treibriemen 10 verbunden, der auch über eine Riemenscheibe 9 auf der Abtriebswelle des Motors 8 läuft. Die Drehrichtung des Drehkopfes ist in F i g. 2 durch Pfeile X angedeutet In der Riemenscheibe 14 isi eine durchgehende senkrechte Bohrung 16 vorgesehen, welche ein Teilstück des Führungskanals 12 bildet. In dem Leitblock 15 ist, ausgehend von dessen oberer Ende, eine senkrechte Bohrung 17 (Längsachse Z-Z vorgesehen, welche mit der senkrechten Bohrung 16 dei Riemenscheibe 14 fluchtet. Die senkrechten Bohrunger 16 und 17 bilden zusammen einen senkrechten Kanal 18 In dem Leitblock 15 ist angrenzend an die senkrecht« Bohrung 17 ferner ein trichterförmiger Kanalbereich H vorgesehen, der schräg nach unten und radial nacr außen verläuft. Die allmähliche Auffächerung dei Kanalbereichs 19 ist so gewählt, daß die Rückwand I9i welche in Drehrichtung X hinten liegt, tiefer liegt als die Vorclerwand 19c welche in Drehrichtung des I.citblok kes 15 vorn liegt. Außerdem ist die Rückwand 19/; de Kanalbereichs 19 derart konvex gekrümmt, daß sic ir ihrem mittleren Teil über eine gerade Linie vorsteht welche das radial innen liegende Ende der Rückwaru 190 mit deren radial außen liegendem Ende verbindet Der Kanal 18 und der trichterförmige Kanalbereich l^c bilden zusammen den Führungskanal 12. Die Innenwanc dieses Führungskanals 12 kann je nach Bedarf c-ini speziell ausgebildete Oberfläche aufweisen, beispicls weise eine harte Chromplattierung oder eine kerami sehe Beschichtung.

Aus Fig. 2 wird ferner deutlich, daß zwischen der Abzugswalzen la und dem Drehkopf 6 eine stationäre Druckluftdüse 20 derart angeordnet ist, daß ihr untere¹ Ende fi^i in das obere Ende der senkrechten Bohrung If der Riemenscheibe 14 hineinragt. Die Druckluftdüse 2( besitzt einen Kanal 21, der in senkrechter Richtung verläuft und in seinem oberen Teil von einei Ringkammer 22 umgeben ist. die mit einer Druckluft quelle (nicht dargestellt) über einen Anschlußstutzen 2: in Verbindung steht. Zwischen der Ringkammer 22 unc dem Kanal 21 sind mehrere schräg nach unter verlaufende Verbindungskanäle 24 vorgesehen, so daf die Druckluft bzw. ein anderes unter Druck stehende: Medium, welches der Ringkammer 22 über der Anschlußstutzen 23 zugeführt wird, schräg nach unten ir den Kanal 21 eingeleitet wird, um die Lunte 2 mit hohei Geschwindigkeit, beispielsweise mit einer Geschwindig keit zwischen 2500 und 5000 m/min mitzureißen. Eint Kanne 4 mit kreisrundem Querschnitt ist unterhalb de: Urenkoptes b angeordnet.

Der trichterförmige Kanalbereich 19 ist gemäf F i g. 2 und 3 so ausgebildet, daß die Höhe seines offener Endes 19a zwischen der vorderen Wand 19c und de Rückwand 19fc im wesentlichen gleich bleibt. Di< Verbreiterung des Kanalbereichs kann jedoch auch ir einer zwischen der Vorderwand 19c und der Rückwanc 19£> schräg nach unten verlaufenden Ebene erfolgen Beispielsweise kann der Kanalbereich 19 so ausgeNlde sein, daß seine Höhe im Bereich der Vorderwand 19i größer ist als im Bereich der Rückwand, wie dies dit F i g. 6 und 7 zeigen. Bei der dort gezeigten Ausgestal tung des Kanalbereichs 19 kann ein verstärkte Austreten von Luft im Bereich er Vorderwand 19. erreicht werden.

Nachstehend soll nunmehr die Arbeitsweise bzw. dii Funktion einer erfindunsgemäßen Vorrichtung nähe erläutert werden.

Ein unter Druck stehendes Medium wird von eine Druckmittelquelle (nicht dargestellt) zugeführt und voi dem Anschluß 23 über die Ringkammer 22 und dii Verbindungskanäle 24 als nach unten gerichtet! Strömung in den Kanal 21 eingeleitet Dabei wird de Drehkopf 6 durch den eingangs erläuterter. Antriebsne chanismus in Richtung des Pfeils X angetrieben. Unte diesen Betriebsbedingungen wird die Lunte hinter dei

Abzugswalzen ldinden Kanal 21 eingeführt Die Lunte wird dann in dem Kanal 21 durch Reibkontakt mit dem Druckmittel nach unten in den Kanal 12 gerissen. Dabei ergibt sich in der Lunte 2 eine Spannung, welche verhindert, daß die Lunte sich um Walzen schlingt, welche stromaufwärts längs des Lauiweges der Lunte vorgesehen sind, wie z. B. die Abzugswalzen Ie. Die Lunte 2 passiert dann zusammen mit dem Druckmittel den Kt.;.al 18 und tritt in den Kanalbereich 19 ein, wo aufgrund der schrägen Trichterform keine Verwirbelung des Druckmediums auftritt. Weiterhin wird die I.tinte in clem KTeilbereich 19 durch Dnickmittclströmiing angezogen und lauft sonnt in einem gewissen Mist.ind um (Il-h Wandungen des sich allmählich tncl'U'rformig erweiternden Kanalbereichs 19. wie dies die Ii g. 4 und "> zeigen. Aufgrund der Trägheit der Lunte 2 und des Dniekmittelwiderstandes wird ferner erreicht, daß die lunte 2 nach Verlassen des Kanals 18 längs der Rückwand Ι9Λ des Kanalbereichs 19 läuft. Diiijei wird dei i .;iu!v. >Ύ uei i.nute auch stark von del Luntenspannung und Min den Zentrifugalkräften der bereits .ms dem Kanalhereich 19 ausgetretenen l.untenteile beeinfluHt.

Nachdem die Lunte 2 auf diese Weise aus dem Iuhrungskanal 12 ausgetreten ist. fällt sie nach unten in die Kanne 4. »u si·.· · ine spulcnförmige Windung bildet. Da die Lunte 2 an einem l'unkt des Kanals 12 aus diesem austritt, der in I ^;mfangsnchtung gegenüber dem Punkt versetzt ist. an dem die Druckmittelströmung ihre höchste Geschwindigkeit aufweist, wird die Lunte 2 I-■. -1 ITi Herabfallen in die Kanne 4 ^i ¹I mehr von der Druck..iiuehtrömun:' beeinflußt. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Rückwand 19Λ des trichterförmigen Kanalbereichs 19 tiefer liegt als die Vorderwand 19t·. wie dies die Ii g. 3 zeigt. In diesem Fall ist nämlich der Anstrittspunkt fur die Lunte auch noch in senkrechter Richtung gegenüber dem Punkt versetzt, an dem die Druckmittelströmung ihre höchste Geschwindigkeit besitzt. Hierdurch wru das ungestörte Ablegen der Lunte in der Kanne 4 in Form einer Spule zusätzlich gefördert.

F i g. 8 zeigt eine Seitenansicht des theoretischen

1 iinfwpyps. Ηργ I nmr 7 hpi stilktphpnripm Hrphlinnf f\

bzw. bei stillstehendem Leitblock 15. Bei diesem Betriebszustand läuft die Lunte 2 längs des Bodens 19c/ des trichterförmigen Kanalbereichs 19. Die Mitte der Lunte 2 folgt einem Pfad OP. Die Form des Bodens 19c/ ist ferner so gewählt, daß die Mitte der Lunte 2 einem kreisförmigen Bogen OMund einer Linie MP (o\gi. Der Boden 19c/ wird durch zwei Abschnitte OoMo und MoPo gebildet, die miteinander verbunden sind. Das Teilstück OoMo entspricht dem Bogen ÖM und hat die Form eines Kreisbogens mit dem Krümmungsradius ρ. Das Teilstück MoPo liegt dagegen auf einer Linie, die unter einem Winkel θ zu einer horizontalen Ebene verläuft, welche ihrerseits senkrecht zur Längsachse des Leitblocks 15 vertäut.

Der Krümmungsradius ρ sollte mindestens 30 mm betragen, wobei sich jedoch der optimale Krümmungsradius in gewissem Umfang in Abhängigkeit von Geschwindigkeit, Größe und Form der Lunte ändert. Der Winkel Θ, unter dem die Lunte 2 austritt, sollte in einem Bereich zwischen 5 und 50° liegen, damit die Lunte 2 eine stabile Windung bildet. Wie F i g. 9 zeigt, folgt die Mitte der Lunte 2 bei umlaufendem Drehkopf 6, d. h. bei Drehung des Leitblocks 15 in der Drehrichtung X längs der Rückwand 19i des Kanalbereichs im Idealfall einer Linie O'Q, die dem äußersten

Laufweg entspricht, wenn man die Linie der Rückwand I9£> um den Halbmesser der Lunte 2 nach innen verschiebt.

Die horizontale Projektion des Laufweges O'Ö der Lunte und die Form (To Qii der Ruckwand 19/) werden ermittelt, wie dies nachstehend beschrieben ist.

Bei dem Leitblock gemäß I ι g. 8 läßt «ich der Abstand /,«zwischen der Projektion T'eines Punktes T auf den Laufweg OP, d. h. der Abstand des Punktes V auf dem projizierten Radius 07''(F-" i g. 9) zum LauFweg O'Q {F\g. 9) der Lunte 2 in Umfangsrichtung näherungswcisc durch fnlpcndc Formel HnrMrllcn:

wobei der Abstand zwisi hei; einem beliebigen Punkt T auf der vertikalen Pro|eüic>n des l.aufweges Öl' der Lunte 2 von dem l'unkt < > ·ιιιι S (mn:) angenommen ist. W(IDt^-I Öle v( κ gcgei.'cne »' f-rir¹· imm: keil uvi i.utiic niii ^«(mm/sec) angenommen ist und w nbei die vorgegebene Winkelgeschwindigkeit des l.eitblocks 15 mit in» angenommen ist, wobei ferner W den Abstand zwischen dem Mittelpunkt O und einem Punk' !·: darstellt, der dem Punkt 7 aiii dem projizierten Halbmesser entspricht, der gleich den: Abstand <> Γ (mm) auf einer imaginären Boger.linie (JV'im.

Wenn die Bewegung d·τ 1 tinte 2 unter Vernachlässigung der Reibungskräfte zwischen der Lunte 2 und der Innenfläche des Fiihrungskanals si ■.>.ic unter Vernachlässigung der an der Lunte 2 angreifenden Zentrifugalkraft betrachtet wird, dann kann der I.aufweg der Lunte 2 als zusammengesetzte Bewegung einer Bewegung mit gleichmäßiger Geschwindigkeit längs eines imaginären Halbmessers OP und einer Bewegung aufgrund der Drehbewegung des l.ei'blncks 15 angesehen werden. Dementsprechend kann die horizontale Projektion des l.aufweges der Lunte 2 ais zusammengesczter Laufweg der Bewegung der Lunte 2 mit der Geschwindigkeit Vo in radialer Richtung und der Bewegung derselben in Umfangsrichtung mit einer Winkelgeschwindigkeit wo relativ zur Drehbewegung des Leitstücks in Λ'-Richtung nnopcphpn wprrtpn NJiinmi mim :in f 1 ηß beim F.intreffon der Lunte 2 am Punkt T aiii der Linie OP (F ig. 8) in Richtung des imaginären Radius die Auslenkung in Umfangsrichtung la' ist. dann erhalt man die Auslenkung Lo' als Produkt des Auslcnkwinkels und des Radius OT. Im einzelnen ergibt sich für die Auslenkung /.o'folgcnde Gleichung:

S
Ln

O 7

.S"

I ,ι

I ,

.S" R

Dir Auslenkung Lo ist also mit der Auslenkung Lo gemäß Gleichung (1) identisch. Dementsprechend nimmt die horizontale Projektion der Linie des Laufweges der Lunte 2 einen Platz längs einer Kurve ein. welche die durch die Gleichung (1) gegebene Beziehung für Lo annähen.

Die Rückwand 196 des Kanalbereichs 19 ist so gestaltet, daß bei horizontaler Projektion der Abstand L zwischen dem Projektionshalbmesser OT' und der horizontalen Projektionsebene der Rückwand 196 in Umfangsrichtung in Fig. 9, bezogen auf Lo im folgenden Bereich liegt:

ι 06

Lo ^ L ^ —■ Lo .

Der Grund dafür, daß /. in dem genannten Bereich liegt, bestellt darin, daß l.o ein errechneter Näherungswert ist, so daß dann, wenn Faktoren, wie die Ltintendicke. die Reibung und die /entrifugalkraft, wie sie im tatsächlichen Betrieb auftreten, mit in Betracht gezogen werden, wenn /. im oben angegebenen Bereich liegt, eine für die Praxis optimale Form erhalten wird. Insbesondere wird die Reibung zwischen der Lunte 2 und der Rückwand 19/) für den Fall, daß /.kleiner :- l.o

wird, beträchtlich, so daß die Lunte beschädigt wird. Es In¹SIeIi! ' ¹IgIu Ii ein [(N₁I ,!aß -.ie fι Sehwiergkciten ergeben, wen¹; di· i r> .' ^v i.'esireckl wird. Für den I al¹. ■ \.<Λ / >r '¹I. ■ ' / ,. w ird. wird .he für die Aufnahme der Luntenwindung die Fallhöhe für die Lunte, die Oenierzahl der Lunte und die vorgegebene Geschwindigkeit der Lunte gebührend berücksichtigt hat. Im allgemeinen wird der optimale Windungsdurchmesser vorzugsweise aufgrund von Versuchen ermittelt. Dann wird die vorgegebene Winkelgeschwindigkeit ω υ in Rad/s des Drehkopfes 6 entsprechend folgender Formel ermittelt:

· cos

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die Bildung Tistaliiler I m;:U:\. ndungen ergeben kon nen. Folglich ist es erlordcrl:i π dab die Rückwand eine glatte, gleichmäßig gekiiinmiv ( iberfläche aufweist, die frei von konvexen oder k"pkaven Bereichen ist und daß die Form der Rückwand g!ei■ h/eilig die durch die Gleichung (.') vorgegebenen Bedingungen erfüllt.

Wenn die Form der Rückwand 19/'des Kanalbercichs 19 hinsichtlieh ihrer horizontale·! Projektion gemäß den oben angegebenen (iriindsatzen bestimmt ist, dann wird die Form des Verlaufs des imaginären Standardhalbmessers (Lage de." vertik.iien Proiektion) nämlich die F'orm des Bodens I9</zuerst vorgegeben und dann der Abstand /. in Umfangsrichiung /wischen dem Ort der horizontalen Projektion des Verlaufs des imaginären wobei χ ,it. Winkel der ?<", dom l.citknrpcr I¹) • iiisii .'ii'mlen I nnte gegenüber der I lonzor lalen ist und v. .ibi. ..!leser Winkil \ naher'.inL'S'.veise tliueh ilen WinLi! O (1 ;■ X) ersiMzl werden kann und uobei f) (ii!in)i!i" '.. ·γ gegebene W iiulungsi lurch messer ist.

•V'i'U'i'tlei'i lsi in tlie Gleichung ( i) die v< irgegel.·«. f t· Ciesi-|u\ indigkeit \H in mm/sec einzusetzen.

Du. vorgegebene Geschwindigkeit Vodei Lunte 2 im.i die so! geg. ^rH;iie Winkelgeschwindigkeit ι"" des I )i ,.'hkoples β bzw. des l.eitblocks Ii werden nach dem \ < τ¹- ■ ·■ h·-tu 1 angegebenen Verfahre" .i'siimiiu

I )··^: Kanalbereich 19 k-mn gemäß der in Fig. 10 gez' ·.':.;: Weise abgeändert werden. Dort, wo die hc.nzoiu.ik- Projektion der Rückwand 19/) eingezeichnet isi. hat die Rückwand I9ft an ihrem auslaßscitigen Ind.· eine solche Form, daß die Auslaßöffniing verbreitert wird, indem man ilas aiislaßseitige I ride tier Rückwand Ι9Λ auf einen Kreis legt, tier sowohl die Rück·.', and Ι9Λ ais am h den Umfang des Leitblockes 15 tancniial an Punkten W bzw. (J υ berührt. In diesem Fall v. ird der Durchmesser des Kreises Vo so gewählt, daß er kleiner als ^;'i des Außendi.rchmessers des Leitblockes 15 ist. Beim Ausfühningsbeispiel wird die horizontale Projektion der Rückwand 19/; durch die Piin'Me ()'i>. W. (JΌ bestimmt. Wenn der I.eilblock 15 eine derartig ausgebildete Rückwand aufweist, dann wird beim Ablegen der Lunte aus dem l.eitblock 15 ein Kontakt zwischen der Lunte und der Rückwand auf der Aiislaßseiie des Leitblockes 15 weitgehend vermieden. Dies hat zur Folge, daß eine Auflockerung der Filamente in der Lunte wirksam verhindert werden

Rückwand 196 entsprechend der F'ormel (2) ermittelt, um die Form bzw. Ausgestaltung der Rückwand 19/) zu bestimmen.

Wenn der Abstand /. entsprechend Gleichung (2) bestimmt ist. dann werden die vorgegebene Geschwindigkeit VV) (mm see) der Lunte 2 und die vorgegebene Winkelgeschwindigkeit mi (in rad/s) des l.eitblocks 15 wie folgt festgestellt.

Vorzugsweise soll die vorgegebene Geschwindigkeit Voder Lunte 2 in dem Bereich zwischen 2,h χ 10^J und 8,3 χ 10⁴ mm/sec liegen, wobei sich der Optimalwert in gewissen Grenzen in Abhängigkeit von der Art der zu verarbeitenden Lunte ändert. Für den Fall, daß Vo kleiner 2,5 χ 10⁴ mm/sec, ist es schwierig, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung stabile Luntenwindungen zu erhalten. Für den Fall, daß Vo größer 8,3 χ 10* mm/sec, ist es zur Erzielung stabiler Luntenwindungen erforderlich, die vorgegebene Winkelgeschwindigkeit wo(rad/s) des Drehkopfes 6 drastisch zu erhöhen, so daß sich möglicherweise konstruktive Schwierigkeiten ergeben.

Wenn dann die vorgegebene Winkelgeschwindigkeit O)O des Drehkopfes 6 bestimmt ist, dann wird zunächst der optimale Durchmesser der LuntenvSndung bestimmt, nachdem man zuvor die Parameter der Kannen Zusammenhalt der Filamente der Lunte 2 und damit eine große Stabilität der Lunte ergibt.

Der Kanalbereich 19 kann auch so abgewandelt werden, wie dies F-" i g. 11 zeigt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11. welche eine horizontale Projektion des Leitblockes 15 zeigt, isi ein schraffierter Bereich zwischen dem Schnittpunkt Qo der Rückwand 19Z> mit dem Umfang des Leitblockes 15 und einem Punkt Qo". der in Drehrichtung hinter dem Punkt Qo liegt, bis auf eine Tiefe von mehr als 5 mm abgetragen. Die Höhe des abgetragenen Bereiches in senkrechter Richtung ist dabei vorzugsweise gleich der Breite der Lunte 2, während der Abstand zwischen den Punkten Qo und Q"o in horizontaler Richtung etwa '/s bis '/2 der Umfangsiänge des Leitblockes 15 beträgt. Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel wird aufgrund der Tatsache, daß die Lunte praktisch nicht in Kontakt mit der Rückwand gelangt, der Vorteil erreicht, daß eine Auflockerung der einzelnen Filamente der Lunte wirksam verhindert wird und daß stabile Windungen mit einem guten Zusammenhalt der Lunte gebildet werden können.

Ein Reibkontakt zwischen der laufenden Lunte und der Wandung des trichterförmigen Kanalbereichs 19 wird weitgehend verhindert, so daß sich aufgrund der

Il

Reibung kaum Schleifspuren an der Lunte ergeben. Trotzdem kann bei längeren Betriebszeiten ein Verschleiß der Wandung des Führungskanals nicht vermieden werden. Um einen solchen Verschleiß auf ein Minimum zu reduzieren, wird der Führungskanal vorzugsweise mit einer Beschichtung aus einem keramischen Material oder einem Diamantmaterial versehen. Dabei wird die Oberflächenrauhigkeit zur Erzielung eines glatten Laufs der Lunte und zur Reduzierung der Reibung vorzugsweise auf Werte zwischen etwa 0,5 und etwa 5 S (nach der japanischen Industrie-Norm |. I. S. No. Π 0610) festgelegt. Pa der Führungskanal kompli/'crt g ekrü min ic !"lachen auf wcisi, isl das Aufbringen der Beschii hlung b/w. die F.ndbearJjei'ung der Oberfläche sehr schwierig und hei üblichen rohrförmigen Kanülen praktisch unmöglich. Da jedoch bei der Vorrichtung die Führung der I ilamentbündel bzw. der I .linie (.lurch die Rückwand 19/) und den Boden I9</ erfolgt, können sowohl die Voriierwand l9f als auch die ι therwand IS/ weitgehend frei geslal'el werden, solange hierdurch eine Trennung der I.nine von dem Dnicklultstrom nicht neeinträchtgt wird. Wenn nun die Kuckwand 19Λ und der linden I9i/ des 1 ührungskc'.nals mit einer Keramik oder Diamantbeschichtung versehen werden, darin kann tiiese Oberflächenbehandlung dadurch merklich erleichtert werden, daß man die Oberwand \9f oberhalb des Wendepunktes Oder Lunte 2 öffnet, wie dies durch die gestrichelte Linie 19/ in F i g. 8 angedeutet ist. Ferner kann die Abriebfestigkeit .1er Wandbereiche des Führungskanals verbessert weitlen, ohne dall sich unerwünschte Linflüsse auf die Führungsfähigkeit tür die Lunte oder auf die Auflösung der F.inzelfasern durch die Druckluft ergeben.

Die Form des Hodens I9</ hai einen großen Einfluß auf die Führung eines Filamentbündels. wie /. B. einer Lunte, und auf die Bildung von Windungen derselLen. Bezüglich der Form des Bodens wurde bereits ausgeführt, daß der Krümmungsradius mindestens 240 mm betragen sollte und daß der Neigungsw inkel (-) indem Bereich zwischen 5 und 50' liegen sollte (Fi g. H).

Dies hat folgende Gründe:

Wenn der Krümmungsradius ο kleiner ist als JO mm, dann ergibt sich im IJmlenkbereich (OoMc) ein starker Schock für das Filamentbündel, so daß diese ernsthaft beschädigt wird, was zu einem Brechen einzelner Filamente bei der nachfolgenden Verarbeitung führt. Folglich wird : ^;n größerer Wen der Krümmung¹-! ad¹ .· η bevorzugt. Andererseits wird im Hinblick a'.ii *;.-.. erwünschten geringen Abmessungeil des LenhlocL·^ I > Noivugsv. eise ein Krümmungsradius <_> /w isv h ■ et" .· -⁽¹ und I)OiIiIn gewählt. Wenn der Neigung^ inki. ■ '-> kleiner als ~> ist. dann ist tier senkrechte '\hst,i;.d /wischen benachbarten Windungen sehr kicn Die·- l'iihrt leicht da/u, daß die AHegebedingungen fur Jc Windungen beeinllußt werden und aulgrund ■ >: Störungen inslabil werden, so daß sich beim Mi/ick'·, der 1.unie aus tier Kanne bei einem nachfolgenden Verarbeilii'igsschntt leicht Schwierigkellen ergeber· Wenn dagegen tier Neigungswinkel H größer wi."ti aN ■30 .dann wird die 1 allgeschwmdigkeit der Windungen der Lunte /u hoch (wegen der nach unten gerichteten (ieschwindigkeitskomponente). so daß die Windungen ihre Form verlieren und sich auliösen. ehe sie aiii die bereits abgelegten Windungen in der Kanne gela jen. Da in diesem Fall auch eine nach unten gerichtete Driickluftströniung auftritt, wird weiterhin das glatte Herabfallen der Windungen tier Lunte durch da Druckluft beeinträchtigt. Dementsprechend ergeben sich häufig Schwierigkeiten, wie /.B. Lunietnerschh!: gütigen, wenn die Lunte aus der Kanne sp,.;er weiterverarbeitet wird.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ablegen einer Lunte in einen Behälter mittels eines Drehkopfes mit einem gekrümmten Führungskanal, in dem eine die Lunte mitreißende Druckmittelströmung erzeugt wird, während der Drehkopf zu einer Drehbewegung angetrieben wird, wobei die aus dem Führungskanal austretende Lunte wendeiförmige Windungen bildet und frei in einen Behälter fällt, dadurch gekennzeichnet, daß man der Druckmittelströmung auf der Auslaßseite des Führungskanals eine solche Richtung gibt, daß sie nicht in den wendeiförmigen Laufweg der frei herabfallenden Lunte gelangt.

2. Vorrichtung zum Ablegen einer Lunte in einen Behälter, mit einem Drehkopf mit einem gekrümmten Führungskanal und mit einer Druckmitteldüse, mit deren Hilfe dem einlaßseitigen Ende des Führungskanal ein Druckmittel zuführbar ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskanal (12) einen im Betrieb senkrechten Kanalbereich (18) aufweist, der vom oberen Ende des Drehkopfes (6) ausgeht, und einen sich allmählich erweiternden Kanalbereich (19), dessen eines Ende mit dem senkrechten Kanalbereich (IS) in Verbindung steht und dessen anderes Ende sich zu einer Umfangsfläche des Drehkopfes (6) öffnet, daß die Erweiterung des sich erweiternden Kanalbereichs (19) in radialer Richtung zunimmt, und daß der sich erweiternde Kanalbereicn (19) derart ausgebildet ist, daß die Lunte (2) längs eines Wand'.ereichs bewegbar ist, der bezogen auf die Dn-hrichtung (X) des Drehkopfes (6) die Rückwand (19/?,) el s sich erweiternden Kanalbereichs bildet, während das Druckmittel im Bereich einer Vorderwand (19c^des sich erweiternden Kanalbereichs (19) ausleitbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das radial außen liegende Ende der Rückwand (196,/ des sich erweiternden Kanalbcreichs (19) im Betrieb in einer tieferen Stellung befindet als das radial außen liegende Ende der Vorderwand (19c^ desselben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wandbereich (Vorderwand 19c) des sich allmählich erweiternden Kanalbercichs (19) in Drehrichtung (X) des Drehkopfes (6) konvex gekrümmt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kückwand (\9b) in Drehrichtung (X)ac% Drehkopfes(6) konvex gekrümmt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwand (19ty des sich erweiternden Kanalbereichs (19) so ausgebildet ist. daß folgende Bedingung erfüllt ist: