DE3211417A1

DE3211417A1 - Vorrichtung zum herstellen von kreuzwicklungsschichten fuer faserverstaerkte, rotationssymetrische wickelkoerper

Info

Publication number: DE3211417A1
Application number: DE19823211417
Authority: DE
Inventors: Heinz 6240 Königstein Korbbichler
Original assignee: Uranit GmbH; Uranit Uran Isotopen Trennungs GmbH
Current assignee: Uranit GmbH
Priority date: 1982-03-27
Filing date: 1982-03-27
Publication date: 1983-09-29
Also published as: JPS646942B2; FR2523938B1; AU1287383A; US4772352A; DE3211417C2; AU552553B2; JPS58185221A; NL8204586A; FR2523938A1; GB2130170A; GB2130170B; GB8304976D0

Description

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URANIT Uran-Isotopentrenungs- Jülich, 26.3.1982 Gesellschaft mbH PLA 8223 Gb/he

ANR 1384252

Vorrichtung zum Herstellen von Kreuzwicklungsschichten für faserverstärkterotationssymmetrische Wickelkörper

Beschreibung;

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Kreuzwicklungsschichten für faserverstärkte, rotationssymmetrische Wickelkörper gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Wickelkörper aus Verbundwerkstoff in Form von Fäden aus beispielsweise Glasfaser, Kevlarfaser, Kohlefaser und Kleber aus beispielsweise Kunstharz sind in der Regel aus Umfangs- und Kreuzwicklungsschichten aufgebaut.

Die ümfangswicklungsschichten, bei denen die Fäden mit vergleichsweise geringem Vorschub des die Fadenablegerolle tragenden Schlittens im wesentlichen in Umfangsrichtung auf dem Wickeldorn abgelegt werden, geben dem Wickelkörper hohe Festigkeit in ümfangsrichtung.

Die Kreuzwicklungsschichten, bei denen die Fäden mit vergleichsweise großem Vorschub des die Fadenablegerolle tragenden Schlittens in steilen Spiralen auf dem Wickeldorn abgelegt werden, geben dem Wickelkörper hohe Festigkeit in Achsrichtung und damit zugleich Biegefestigkeit. Die spiralenförmige Kreuzwicklung wird gewöhnlich in Ablagewinkeln von etwa cC = 4 5° bis zu

oC = 90°, gemessen gegen die Ümfangsrichtung des Domes, aufgebracht. Da die spiralenförmige Wicklung in beiden Richtungen aufgebracht werden muß, treten sowohl der Wickelwinkel + <C wie auch der Wickelwinkel - oC auf.

Beim kontinuierlichen Kreuzwickelverfahren dreht der Wickeldorn mit etwa konstanter Geschwindigkeit, während der die Fadenablegerolle tragende Schlitten entlang des Wickeldorns hin und her läuft. Dadurch entsteht beim Hinweg eine Fadenablagespirale mit dem Wickelwinkel + oC , beim Rückweg eine solche mit - OC .

An den Enden des Wickeldorns umfährt der Faden bzw. umfahren bei Ablage mehrerer Fäden gleichzeitig die Fäden die Dornendkappen, und dabei muß die Fadenablegerolle um den Winkel 2 oC schwenken, bzw. bei alternierender Ablage mit einem Ablegerollenpaar um den Winkel 2(90° - oC )♦

Ein "'■ Fadenablegesystem mit einem schwenkbaren Ablegerollenpaar für einen Einzelfaden ist in der Patentanmeldung P 30 29 890.9 dargestellt und"beschrieben. Gemäß Fig. 5 dieser Patentanmeldung wird der Faden etwa senkrecht zur Wickeldornachse einer ümlenkrolle zugeführt, die auf dem Außenumfang eines mit dem Schlitten verbunden^·'. Rahmens befestigt ist. Der Rahmen hat eine Bohrung, in der eine zum Wickeldorn weisende Hohlwelle schwenkbar gelagert ist. Am Ende der Hohlwelle ist das Ablegerollenpaar angebracht. Der von der Ümlenkrolle kommende Faden ist durch die Hohlwelle hindurchgeführt und wird abwechselnd von jeweils einer der beiden Rollen auf dem Wickeldorn abgelegt.

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Sowohl bei der Ablage mit einer Einzelablegerolle wie auch mit einer Ablegedoppelrolle wird das Schwenken der Rolle (n) am Ende des Domes wie auch die richtige Einstellung der Rolle(n) bei der Fadenablage selbst durch den Fadenzug bewirkt. Eine solche Anordnung ist aber grundsätzlich nur stabil, wenn auf dem schwenkenden System Vorrichtungen vorhanden sind, die dafür sorgen, daß die Fäden immer an der gleichen Stelle auf die Ablegerolle auflaufen. Nur dann bewirken die laufenden Fäden durch ihren Zug, daß sich die Rolle stets richtig einstellt. Im einfachsten Falle ist eine solche Stabilisierungsvorrichtung eine bzw. für jeden Faden eine Rille in der Ablegerolle. Diese Rillen sichern, daß die Fäden richtig auf die Ablegerolle auflaufen.

Bei der Ablage mehrer Fäden entstehen zwangsläufig zwischen den Rillen auf der Ablegerolle Stege, und diese wiederum haben zur Folge, daß die Fäden sich nicht schon auf der Ablegerolle ausreichend spreizen können. Hierdurch wird auch die mögliche maximale Spreizung auf dem Wickeldorn begrenzt; die Stege bilden sich sozusagen auf dem Wickeldorn ab, so daß auf dem Wickeldorn keine hinreichend plane, sondern eine wellige Oberfläche entsteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so zu gestalten, daß damit mehrere Fäden exakt, d.h. im vorgegebenen Abstand zueinander geführt und mit möglichst planer Oberfläche auf dem Wickeldorn abgelegt werden können.

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Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im Kennzeichen der Patentansprüche enthaltenen Maßnahmen vorgeschlagen.

Damit werden die Fäden so gespreizt, daß sie bereits vor Erreichen des Wickeldorns quasi ein flaches Band vorgegebener Breite bilden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Die Figur 1 zeigt ein schwenkbares Fadenablegesystem mit einer Führungsrolle, einer Zwischenrolle und einer Ablegerolle,

die Figur 2 zeigt eine Variante mit einer Führungsrolle, einer Ablegerolle und einer Anpreßrolle,

die Figur 3 zeigt ein Doppelrollenablegesystem mit vorgeschaltetem Führungskamm,

die Figur 4 zeigt die Profile einer Führungsrolle,

einer Anpreßrolle und einer Ablegerolle.

Gemäß Fig. 1 besteht die auf einem Schlitten (nicht dargestellt) montierte Fadenumlenkeinrichtung aus einem gabelförmigen Tragarm 1, dessen einer Holm la eine mit Rillen versehene Fadensammel- und umlenkrolle 2 trägt. Der andere Holm Ib hat eine Bohrung zur Aufnahme eines Kugellagers 4, dessen Innenring mit einer Buchse 5 verbunden ist. An die Buchse 5 ist ein Steg 6 mit drei Rollen 3, 8, 9 angeschlossen, wobei die Rolle 8 mit Rillen versehen ist, während

die Rollen 3 und 9 eine rillenlose Mantelfläche haben, deren Breite der "Brandbreite" der abzulegenden Fäden entspricht.

Die einzelnen Fäden F^ bis F₅ werden von Vorratsspulen (nicht dargestellt) je einer Rille der Rolle 2 zugeführt, von dieser umgelenkt und entlang der Schwenkachse A durch die Buchse 5 hindurch der Rolle 8 zugeführt, deren Peripherie die Schwenkachse A tangiert. Mit der Rolle 9 durchlaufen die Fäden eine Schleife von ca. 18o°, bevor sie um die rillenlose Ablegerolle 3 eine weitere Schleife beschreiben. Hierbei werden sie so gespreizt, daß sie die Form eines flachen Fadenbandes F annehmen, bevor sie auf dem in Pfeilrichtung B drehenden Wickeldorn 7 abgelegt werden. Mit der Zwischenrolle 9 wird bewirkt, daß die Fäden öfter umgelenkt und damit besser gespreizt werden.

In Fig. 2 trägt der gegen die Schwenkachse A abgewinkelte Steg 26 eine mit Rillen versehene Führungsrolle 8 und eine rillenlose Ablegerolle 3, die mit einer Anpreßrolle Io zusammenwirkt. Die Anpreßrolle Io ist an einem Anlenkhebel 27 montiert, der von einer Feder 28 gegen den Steg 26 gezogen wird. Wie aus der Figur ersichtlich, ist die Anpreßrolle Io im Durchmesser zweckmäßig kleiner gehalten als die Rolle 3 zur Erzielung eines hohen Anpreßdrucks. Dadurch wird die Spreizung der Fäden gegenüber dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel weiter verstärkt.

Die Fig. 3 zeigt ein Beispiel mit einem Ablegerollenpaar 3a, 3b, die an den Enden eines gabelförmigen Stegs 36 montiert sind. Die Fäden F. bis F₅ werden durch Einzelrollen 2a bis 2e umgelenkt und durch die Buchse 5 hindurchgeführt. Als Stabilisierungs- und Führungselement dient ein kammartiger Stabrost 11 zwischen den Gabeln des Stegs 36. In Fig. 3a, die einen Schnitt entlang der Linie III-III von Fig. 3 darstellt, sind die einzelnen Stäbe 11a zu sehen, die die Fäden F führen und in gegenseitigem Abstand sowie in der richtigen Position halten.

Die Fig. 4 zeigt die Profile der Rollen 8, Io und Die Rolle 8 hat eine der Zahl der Fäden F. bis F₅ entsprechende Zahl von Rillen 8a, b, c, d, e, so daß die Fäden geführt (zur Stabilisierung) dem schwenkbaren System zugeführt werden. Die Ablegerolle 3 hat ein Profil 3c, dessen Breite dem gewünschten Fadenband F entspricht, während die Anpreßrolle Io eine völlig plane Oberfläche besitzt. Dadurch können die Fäden so stark gespreizt, d.h. in ihrem Querschnitt abgeflacht werden, daß sich ein Nachspreizen auf dem Wickeldorn in den meisten Fällen erübrigt.

Claims

URANIT Uran-Isotopentrennungs- Jülich, den 26.3.1982 Gesellschaft mbH PLA 8223 Gb/he ANR 1384252 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von Kreuzwicklungsschichten für faserverstärkte, rotatxonssymmetrische Wickelkörper, mit einem drehbaren Wickeldorn und einem parallel zur Wickeldornachse hin- und herverfahrbaren Schlitten, der eine Fadenumlenkeinrichtung und ein schwenkbares Fadenablegesystem mit einer Ablegerolle bzw. bei alternierender Fadenablage einem Ablegerollenpaar trägt zur Ablage mehrerer, kunstharzgetränkter Fäden auf dem Wickeldorn,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Ablegerolle ( 3 ) bzw. rollen 3a, 3b) eine rillenlose Mantelfläche (3c) für die abzulegenden Fäden (F₁ ₀ _. . _ς) besitzen und ein Führungselement (8 bzw. 11) auf dem schwenkbaren Fadenablagesystem (5,6) vorhanden ist, das der rillenlosen Mantelfläche der Ablegerolle bzw -rollen die Fäden im gewünschten gegenseitigen Abstand zueinander zuführt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement für die Einhaltung der Fadenabstände aus einer Rolle (8 ) besteht, die für jeden Faden eine Rille (8 a,b,c,d,e) besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement für die Einhaltung der Fadenabstände aus einem Kamm (11) besteht, durch den die Fäden laufen.

9 ψ

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine weitere rillenlose Rolle (lo), die federnd gegen die Ablegerolle -bzw. rollen (3 bzw. 3a, 3b) drückt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablegerolle bzw.-rollen ein Profil besitzen, das dem gewünschten Ablegeprofil auf dem Wickeldorn ( 7) entspricht.