DE3821054A1 - Einrichtung zum laengenausgleich der faserstraenge (rovings) in einer anlage zum wickeln von hohlkoerpern aus faserarmiertem kunstharz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Längen­ ausgleich der Faserstränge (im folgenden Rovings genannt) in einer Anlage zum Wickeln von Hohlkörpern aus faserarmiertem Kunstharz, wobei ein oder getrennt voneinander mehrere jeweils von einer auf einer Rollen­ bank fixierten Rovingrolle abgezogene Rovings gleich­ zeitig durch flüssiges Kunstharz gezogen und auf einen oder gleichzeitig auf mehrere in eine Wickelmaschine eingespannte und zur Rotation gebrachte Wickelkerne gewickelt werden, auf denen das Kunstharz aushärtet und wobei die Einrichtung zur Führung der Rovings entlang der Wickelachse jeweils am Ende eines Wickel­ vorganges mit den in der Roving-Führungseinrichtung festgehaltenen, von der Wicklung abgetrennten Roving­ enden in eine außerhalb des Wickelbereichs befindliche Pausenposition gebracht wird.

Maschinen oder Anlagen zum Wickeln von Hohlkörpern aus faserarmiertem Kunstharz sind allgemein bekannt. Dabei wird wenigstens ein allgemein als Roving bezeichneter Faserstrang von einer Rovingrolle durch flüssiges Kunstharz gezogen, danach von überschüssigem Harz befreit und unter einer bestimmten Zugspannung über eine Roving-Führungseinrichtung auf einen in einer Wickelmaschine rotierenden Wickelkern gewickelt. Je nach der gewünschten Rovingrichtung in der Wicklung wird dabei die Roving-Führungseinrichtung im Verhältnis zur Rotationsgeschwindigkeit des Wickelkerns mehr oder weniger schnell parallel zur Wickelachse hin und her geführt.

Es ist bekannt, bei der Wicklung eines Hohlkörpers je nach dessen Belastungsaufgaben in verschiedenen Neigun­ gen zur Hohlkörperachse zu wickeln. Dabei wechseln Wickelschichten mit verschiedenen Rovingrichtungen einander ab, z.B. jeweils eine Schicht, in der die Rovings in Längsrichtung oder annähernd in Längsrichtung verlaufen und eine Schicht, in der die Rovings eine ein- oder mehrschichtige um die Wickelachse verlaufende Wendel bilden. Die solchermaßen unterschiedlichen Schichten werden abwechselnd von zwei Rovingrollen oder Gruppen von Rovingrollen über zwei voneinander unab­ hängig laufende Roving-Beharzungs- und Führungseinrich­ tungen gewickelt.

Während die eine Schicht, z.B. mit in Längsrichtung verlaufenden Rovings gewickelt wird, steht die Roving- Führungseinrichtung mit den darin festgehaltenen, von der Wicklung abgetrennten Enden der anderen, für die Radialschicht vorgesehenen Rovings in einer Pausen­ position, die sich außerhalb des Wickelbereichs an einer Stirnseite des Wickelkerns befinden.

Wenn diese Schicht fertig gewickelt ist, so fährt die betreffende Roving-Führungseinrichtung mit den darin festgehaltenen und von der Wicklung abgetrennten Rovingenden in ihre am anderen Stirnende des Wickel­ kerns außerhalb des Wickelbereichs liegende Pausen­ position und die Roving-Führungseinrichtung des anderen Rovings bzw. der anderen Rovinggruppe fährt aus ihrer Pausenposition in den Wickelbereich, wo sie sich während des Wickelns der anderen Schicht an dem Wickel­ kern entlang hin und her bewegt.

Da nun aber die Positionen der Roving-Führungseinrich­ tungen beim Abtrennen der Rovings von der Wicklung nach Fertigstellung einer Wickelschicht niemals der jeweils zugehörigen Pausenposition rechtwinklig gegenüber­ liegen, sondern diagonal weit entfernt sind, hängen die nicht mehr in die Rovingrollen zurücklaufenden Rovings nach der Bewegung ihrer Roving-Führungseinrichtung in die jeweilige Pausenposition auf ihrer Strecke von der Leitöse über der Rovingrolle bis zur Roving-Führungs­ einrichtung bogenförmig lose herab. Dabei können sie den Boden berühren und durch Staub und anderes ver­ schmutzt werden. Der Schmutz wird am Beginn der nächsten Wicklung mit den beharzten Rovings in die Wicklung gezogen und dort fest eingelagert. Diese Fehlerquelle ist um so schwerwiegender, je mehr Rovings gleichzeitig in eine Wicklung laufen.

Außerdem kann es zu einer Verwirrung der lose durch­ hängenden Rovings kommen, wenn, was meist der Fall ist, eine Vielzahl von Rovings gleichzeitig in eine Wicklung läuft und wenn darüber hinaus noch gleichzeitig mehrere Wickelkerne in der Maschine bewickelt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Anlage gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 und eingangs der Beschreibung definierten Gattung eine Einrichtung zu schaffen, durch die das lose Durchhängen der Rovings vermieden wird, wenn sich die Roving- Führungseinrichtung während der Wickelpausen in ihrer Pausenposition befindet.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.

Weitere Einzelheiten der Erfindung, Vervollkommnungen und alternative Lösungsvorschläge gehen aus den Ansprüchen 2 bis 5 hervor.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer sie beispielsweise in teilweise schematischer Darstellung wiedergebenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Ein Schemabild einer Draufsicht auf eine Wickelanlage mit der erfindungsgemäßen Längen­ ausgleichseinrichtung;

Fig. 2 ein Schemabild einer Seitenansicht der gleichen Anlage;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnittes A gem. Fig. 2 mit Axialschnitt durch eine Längenausgleichseinrichtung;

Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie B-B gem. Fig. 3.

Der einfacheren Darstellung wegen ist in der Zeichnung eine Anlage dargestellt, in der zwar gleichzeitig drei Wickelkerne 1 bewickelt werden. Dabei laufen aber jeweils nur drei bzw. fünf Rovings 2 gleichzeitig auf einen Wickelkern 1.

Bei modernen leistungsstarken Anlagen laufen wesentlich mehr Rovings gleichzeitig auf einen Wickelkern.

Von einer in ausreichende Entfernung von den rotieren­ den Wickelkernen 1 platzierten Rollenbank 3 sind in drei Ebenen übereinander für jede auf einen Wickelkern 1 zu wickelnde Rovingschicht drei bzw. fünf Roving­ rollen 4 in gleichmäßigen Abständen voneinander plaziert. An der den Wickelkernen 1 zugekehrten Seite der Rollenbank 3 ist oberhalb der oberen Rovingrollen 4 ein Einrichtungsträger 5 angeordnet.

Die Rovings 2 werden durch Innenabzug aus den Roving­ rollen 4 abgezogen und durchlaufen voneinander getrennt jeweils zunächst eine am Einrichtungsträger 5 ange­ ordnete, aus einem Rollensatz mit wenigstens einer gebremsten Rolle bestehende Roving-Spanneinrichtung 6. Dieser nachgeordnet sind am Einrichtungsträger 5 zu jeder Rovingrolle 4 in Laufrichtung der Rovings 2 zum Wickelkern 1 zwei mit Zwischenabstand hintereinander liegende, die Rovings 2 jeweils in Leitösen 7, 8 führende Leitkörper 9, 10 angeordnet. Diese bestehen aus zwei sich über die ganze Länge der Rollenbank 3 erstreckenden U-Profilschienen, die waagerecht und parallel zueinander sowie parallel zur Rollenbank 3 am Einrichtungsträger 5 so angeordnet sind, daß ihre Profilstegseiten 9 a, 10 a einander zugekehrt sind. In den einander zugekehrten Profilstegen 9 a, 10 a befinden sich die Leitösen 7, 8.

Über dem Zwischenraum zwischen den beiden Leitkörpern 9, 10 ist oberhalb der Leitösen 7, 8 ein Elektromagnet 11 in Form einer sich über die ganze Länge der Leit­ körper 9, 10 erstreckenden Schiene angeordnet. Zwischen den beiden in Laufrichtung der Rovings 2 hinterein­ ander liegenden Leitösen 7, 8 durchlaufen die Rovings 2 jeweils ein Ausgleichsgewicht 12 in Form eines dickwandigen Rohrabschnittes. Die Ausgleichsgewichte 12 werden während des Wickelns an der Unterseite des nun unter Strom stehenden Elektromagneten 11 gehalten und zwar in einer solchen Position, daß die durchlaufenden Rovings 2 jeweils die Innenwände der Ausgleichsgewichte 12 nicht berühren. Damit die Ausgleichsgewichte 12 in ihrer Position am Elektromagneten 11 während des Wickelns stets genau in Laufrichtung der Rovings 2 ausgerichtet haften, sind zwischen den beiden Leit­ körpern 9, 10 zu beiden Seiten eines jeden Ausgleichs­ gewichts 12 je eine Richtfläche 13, 14 angeordnet. Diese bestehen bei diesem Ausführungsbeispiel aus Winkelprofil-Abschnitten, die jeweils mit der Winkel­ ecke nach unten gerichtet paarweise so angeordnet sind, daß jedes Ausgleichsgewicht 12 an den einander zugekehrten Profilschenkeln und gleichzeitig auch an dem Elektromagneten 11 anliegt.

In dieser Position befindet sich das Ausgleichsgewicht 12 in Fig. 4 der Zeichnung.

Die Rovings 2 laufen aus den Leitösen 8 nach einer freien Strecke im Raum durch ein in der Zeichnung nicht dargestelltes, mit einer Roving-Führungs­ einrichtung 15, 16 verbundenes und mit dieser beweg­ liches Harzbad, in dem sie mit flüssigem Kunstharz getränkt werden. Die Roving-Führungseinrichtungen 15, 16 führen die von überschüssigem Harz befreiten Rovings 2 parallel zu den Rotationsachsen der Wickelkerne 1 an diesen entlang hin und her.

Bei dem aus der schematischen Darstellung gem. Fig. 1 ersichtlichen Ausführungsbeispiel sollen Hohlkörper mit zwei Wickelschichten hergestellt werden und zwar mit einer inneren Schicht, in der die Rovings in Längsrichtung des Hohlkörpers liegen und einer äußeren Schicht, in der die Rovings in engen wendelförmigen Windungen um die Längsachse verlaufen.

Dementsprechend sind die Rollenbank 3 sowie die Leit­ körper 9, 10 und der Elektromagnet 11 jeweils in zwei Abschnitte quergeteilt. Dabei ist jeweils der kürzere Abschnitt 3 a, 9 a, 10 a, 11 a mit drei Rovings 2 a für die Innenschicht des Hohlkörpers bestimmt und der längere Abschnitt 3 b, 9 b, 10 b, 11 b mit fünf Rovings 2 b für die Außenschicht. Für jede Wickelschicht hat die Anlage eine Roving-Führungseinrichtung 15 bzw. 16.

Die Erfindung funktioniert folgendermaßen: Die Herstellung eines beispielsweise rohrförmigen Hohl­ körpers soll mit dem Wickeln einer Innenschicht, in der die Rovings in Längsrichtung liegen, beginnen. Dazu fährt die Roving-Führungseinrichtung 15 mit den darin festgehaltenen Rovingenden aus ihrer außerhalb des Wickelbereichs gelegenen Pausenposition 15 a, in der die Rovings 2 durch die herabhängenden Ausgleichsgewichte 12 straffgehalten werden, in die Wickelposition neben die Wickelkerne 1. Die Rovingenden werden auf den Wickelkernen 1 fixiert und diese zur Rotation gebracht. Dabei werden die Rovings 2 durch den Wickelzug gegen den Widerstand der Roving-Spannvorrichtung 6 gespannt. Die gespannten Rovings 2 heben die Ausgleichsgewichte 12 bis dicht unter den Elektromagneten 11 hoch. Dieser steht nun unter Strom und zieht die Ausgleichsgewichte 12 an, wobei diese an den Richtflächen 13, 14 in Laufrichtung der Rovings 2 ausgerichtet werden. Die Rovings 2 laufen nun berührungsfrei durch die Aus­ gleichsgewichte 12. Während des Wickelns der Innen­ schicht steht die andere Roving-Führungseinrichtung 16 in ihrer Pausenposition 16 a.

Nach Fertigstellung der Innenschicht werden die Rovings von der Wicklung abgetrennt. Die Roving-Führungs­ einrichtung 15 fährt wieder in ihre Pausenposition 15 a.

Die dabei lose werdenden Rovings werden durch die von dem nun stromlosen Elektromagneten 11 abfallenden Ausgleichsgewichte straffgehalten, so daß sie nicht den Boden berühren können.

Gleichzeitig fährt die andere Roving-Führungseinrich­ tung 16 aus ihrer Pausenpostion 16 a mit den darin gehaltenen Enden der Rovings 2 neben die Wickelkerne 1 und die Rovings 2 werden zur Wicklung der Außenschicht auf der fertigen Innenschicht fixiert. Der Elektro­ magnet 11 a wird eingeschaltet und die Wickelkerne zur Rotation gebracht. Die Rovings 2 spannen sich und heben die Ausgleichsgewichte 12 unter den Elektro­ magneten 11 a, der sie anzieht und an den Richtflächen 13, 14 ausgerichtet bis zur Beendigung des Wickel­ vorgangs festhält.

In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung sind die Rovings in den Wickelpositionen in ausgezogenen Linien und in den Pausenpositionen in Strich-Punkt-Linien dargestellt.

Aus der Funktion der Erfindung ergibt sich, daß der Einrichtungsträger 5 mit den an ihm befestigten Bauteilen (Leitkörper 9, 10; Elektromagnet 11) so hoch über dem Fußboden 17 angeordnet sein muß, daß keines der Ausgleichsgewichte 12 beim Straffen der losen Rovings 2 in den Pausenpositionen 15 a, 16 a den Fuß­ boden 17 erreichen kann.

Claims (5)

1. Einrichtung zum Längenausgleich der Faserstränge (Rovings) in einer Anlage zum Wickeln von Hohl­ körpern aus faserarmiertem Kunstharz, wobei ein oder getrennt voneinander mehrere jeweils von einer auf einer Roving-Rollenbank fixierten Rovingrolle abgezogene Rovings gleichzeitig durch flüssiges Kunstharz gezogen und auf einen oder gleichzeitig auf mehrere in eine Wickelmaschine eingespannte und zur Rotation gebrachte Wickelkerne gewickelt werden, auf denen das Kunstharz aushärtet und wobei die Einrichtung zur Führung der Rovings entlang der Wickelachse jeweils am Ende eines Wickelvorganges mit den in der Roving-Führungseinrichtung fest­ gehaltenen, von der Wicklung abgetrennten Roving­ enden in eine außerhalb des Wickelbereichs befind­ liche Pausenposition gebracht wird, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) Vor der Rollenbank (3) sind oberhalb der Roving­ rollen (4) an einem Einrichtungsträger (5) zu jeder Rovingrolle (4) in Laufrichtung der Rovings (2) zum Wickelkern (1) mit Zwischenabstand hinter­ einander liegend, die Rovings jeweils in einer Leitöse (7, 8) führende Leitkörper (9, 10) angeordnet;
• b) zwischen den Leitkörpern (9, 10) ist oberhalb deren Leitösen (7, 8) ein während des Wickel­ vorganges unter Strom stehender Elektromagnet (11) angeordnet, wobei sich zwischen den Leit­ körpern (9, 10) für jeden Roving ( 2) ein loses, den Roving (2) umgebendes, während des Wickel­ vorganges von dem Elektromagneten (11) gehal­ tenes und in den Wickelpausen von dem nun strom­ losen Elektromagneten abfallendes und durch sein Gewicht den nun losen Roving (2) durch Nieder­ ziehen straffendes Ausgleichsgewicht (12) befindet;
• c) die Leitkörper (9, 10) nebst dem Elektromagneten (11) und den Ausgleichsgewichten (12) sind an dem Einrichtungsträger (5) in einer solchen Höhe über dem Fußboden (17) angeordnet, die wenigstens 1/2 der auszugleichenden Rovinglänge ausmacht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgsleichsgewichte (12) jeweils als zylindrischer Hohlkörper mit einem zentralen Roving­ durchlaß ausgebildet sind, wobei dem Elektromagneten (11) für jedes Ausgleichsgewicht (12) wenigstens eine das Ausgleichsgewicht (12) während des Wickelns in Roving-Laufrichtung fixierende Richt­ fläche (13, 14) zugeordnet ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei zur Herstellung von Hohlkörpern aus mehreren Wickel­ schichten mit unterschiedlichen Wickelrichtungen nacheinander aus wenigstens zwei Rovingrollen (4) über zwei unabhängig voneinander laufende Roving- Führungseinrichtungen (15, 16) gewickelt wird und wobei sich die Pausenpostionen (15 a) der einen Führungseinrichtung (15) an dem einen Ende des Wickelkerns und die Pausenpostionen (16 a) der anderen Führungseinrichtung (16) am anderen Ende des Wickelkerns befinden, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) Die Leitelemente (9, 10) sind als U-Profilschienen ausgebildet, die waagerecht parallel und spiegel­ bildlich zueinander und parallel oder annähernd parallel zur Wickelachse an dem Einrichtungs­ träger (5) so angeordnet sind, daß ihre Steg­ seiten (9 a, 10 a), in denen die Leitösen (7, 8) angeordnet sind, einander zugekehrt liegen;
• b) die die Ausgleichsgewichte (12) während des Wickelns an dem Elektromagneten (11) in Lauf­ richtung der Rovings (2) fixierenden Richtflächen (13, 14) sind von Winkelprofil-Abschnitten gebildet, die jeweils mit der Winkelecke nach unten gerichtet quer zwischen den die Leit­ elemente (9, 10) bildenden U-Profilschienen parallel zueinander in solchem Abstand von­ einander angeordnet sind, daß zwischen ihren benachbarten, die Richtflächen (13, 14) bildenden Profilschenkel jeweils ein in seiner oberen End­ lage befindliches Ausgleichsgewicht (12) anliegt;
• c) der Elektromagnet (11) ist als Schiene ausgebildet, die über dem Zwischenraum zwischen den Leit­ elementen (9, 10) auf den die Leitflächen (13, 14) bildenden Winkelprofil-Abschnitten angeordnet ist, wobei der Elektromagnet (11) mit den Leitflächen (13, 14) so zur Höhe der Leit­ ösen (7, 8) in den Leitelementen (9, 10) angeordnet ist, daß jeweils bei am Elektromag­ neten (11) anliegenden Ausgleichsgewicht (12) der Roving reibungsfrei durch das Ausgleichsgewicht (12) hindurchläuft.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Leitelemente (9, 10) bildenden, durch die die Richtflächen (13, 14) bildenden Winkelprofil- Abschnitte miteinander verbundenen U-Profilschienen und die Schiene des Elektromagneten (11) als eine sich über die ganze Länge der Rollenbank (3) erstreckende, an dem Einrichtungsträger (5) befestigte zusammenhängende Einheit bilden.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenbank (3), die Leitelemente (9, 10) und der Elektromagnet (11) in wenigstens zwei Abschnitte quergeteilt sind, wobei jeder Abschnitt einer Roving-Führungseinrichtung (15, 16) zugeordnet ist.