DE69116297T2

DE69116297T2 - Hin- und hergehender führer für fadenförmiges gut

Info

Publication number: DE69116297T2
Application number: DE69116297T
Authority: DE
Inventors: Roy Smith
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1990-05-04
Filing date: 1991-04-25
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2011-04-26
Also published as: CA2040386A1; KR920702668A; AU631101B2; AU7790191A; DE69116297D1; BR9105738A; JPH04507079A; JP2979023B2; CN1056287A; EP0481050A1; ES2082206T3; US5054705A; WO1991017109A1; ZA913222B; KR100232618B1; EP0481050B1

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Aufwickeln mehrerer mehrfädiger Stränge oder Bündel zu Spulen, die den individuellen Strangabstand und die Individualität aufrecht erhält, und spezieller betrifft sie eine Vorrichtung zum Herstellen von Spulen aus mehreren mehrfädigen Strängen mit hoher Unversehrtheit der Stränge und gleichmäßiger Verteilung, was zu stabilen Spulenkanten führt und bei anschließenden Vorgängen die Entnahme der Stränge von der Spule ohne Fadenzieher und Schlaufenbildung erleichtert.
Kontinuierliche Fasermaterialien wie Glasfasern werden bei zahlreichen und verschiedenen Erzeugnissen wie faserverstärkten Materialien allgemein verwendet. Ein derartiges Material besteht im allgemeinen aus einer Anzahl von Faserbündeln oder Strängen, die ihrerseits aus einer Anzahl einzelner Filamente bestehen. Derartige einzelne Filamente werden mittels einer Ziehdüse mit mehreren öffnungen hergestellt, abgedünnt, appretiert, zu Strängen oder Bündeln zusammengefaßt und dann direkt auf einem rotierenden Futter zu einer hohlzylindrischen Spule aufgewickelt. Anschließend liefert eine Spule, oder liefern im allgemeinen mehrere Spulen, mehrere Filamentstränge oder -bündel, die dann zu einem Vorgarn ausgebildet oder bei anderen Herstellprozessen verwendet werden.
Hinsichtlich derart hergestellter Spulen bestehen viele Herstell- und Verwendungszwänge. Zu allererst ist es erwünscht, da die Spulen einer bestimmten und häufig ausgedehnten Handhabung unterzogen werden müssen, daß die Ecken und Enden der Spulen gleichmäßig und eng gewickelt sind, um Schwierigkeiten hinsichtlich einer Spulenbeschädigung zu minimieren. Eine Spulenbeschädigung zeigt sich durch zerstörte Filamente und Stränge. Wenn die Spule abgewickelt wird, stören Filament- und Strangunterbrechungen die Herstellprozesse deutlich und können den Produktionsdurchsatz deutlich verringern.
Eine zweite zugehörige und noch deutlichere Schwierigkeit betrifft das gleichmäßige Abziehen von Strängen oder Bündeln von der Spule. Da die typische Faserherstellung zwischen 10 und 20 Faserstränge oder -bündel erzeugt, die zueinander ausgerichtet werden, um eine Lage oder Anordnung zu bilden, die zur Spule gewickelt wird, ist es erforderlich, daß das Material mit derselben Konfiguration entnommen wird. Jedoch können sich wegen Wicklungsungenauigkeiten die einzelnen Stränge mit ungleichen Längen von der Spule abwickeln, was Schlaufen, Schlaffheit und andere unerwünschte Eigenschaften in der Stranganordnung erzeugt. Wenn die Längenunterschiede ausreichend groß werden, kann ein Verwickeln der Stränge auftreten und es kann erforderlich sein, die Strangentnahme von einer Spule anzuhalten, um die Stränge zu egalisieren und um dann neu zu beginnen.
Vorrichtungen zum Herstellen derartiger Spulen waren der Gegenstand großer Beachtung und Entwicklung. Die aktuelle Technologie auf diesem Gebiet ist ziemlich ausgeklügelt. Z.B. offenbart das US-Patent Nr. 3,365,145 eine Vorrichtung mit einer querlaufenden Führung und vorstehenden Stiften, die am Band der Stränge beim Aufwickeln auf das Futter angreifen, wodurch gewährleistet ist, daß das Band gleichmäßige Endpositionen einhält, was zu einer Spule mit einer relativ geraden Kante führt. Eine ähnliche Vorrichtung unter Verwendung von Führungsstiften ist im US-Patent Nr. 3,371,877 offenbart. Die dort offenbarte Vorrichtung enthält eine kammähnliche, querlaufende Führung. Jeder Schlitz des Kamms nimmt einen einzelnen Filamentstrang oder ein einzelnes Filamentbündel auf. Stifte an jedem Ende des Führungskamms greifen an den Bündeln an, und sie sollen für eine Spule mit gerader Kante sorgen.
Im US-Patent Nr. 4,322,041 ist ein querlaufendes Führungsteil nahe bei einer Spule angeordnet. Die Führung nimmt die Stränge in einen V-förmigen Schlitz auf, wobei die Stränge mit einer der zwei Seiten des Schlitzes in Kontakt kommen und geführt werden, was davon abhängt, in welcher Richtung die Führung querläuft. Die Strangführung wird durch eine Einrichtung, die in Berührung mit dem Futter steht und auf der die Spule ausgebildet wird, in konstantem Abstand zur Außenfläche der gewickelten Spule gehalten.
Das US-Patent Nr. 4,538,773 lehrt eine andere Vorrichtung zum Aufnehmen von Filamentsträngen, bei der eine schwingende Führung einen V-förmigen Schlitz aufweist und die schwingende Führung zwischen einem Paar Stifte querläuft. Die Stifte sind im wesentlichen parallel zur weiter vorspringenden Seitenwand des V-förmigen Schlitzes ausgerichtet. Auch für diese Vorrichtung wird eine verbesserte Gleichmäßigkeit der Spulenkanten in Anspruch genommen.
Das US-Patent Nr. 3,547,361 beschreibt eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zum Aufwickeln textilen Materials zu einer zylindrischen Spule auf einem rotierenden Aufnehmer, wobei eine von der Spule beabstandete Führung das vorwärtslaufende Material parallel zur Drehachse des Aufnehmers hin und her führt und ein sich parallel zur Drehachse des Aufnehmers erstreckendes Teil gegen die Oberfläche der Spule drückt, um das Material auf die Spule aufzulegen.
Aus einer Durchsicht der vorstehend genannten Patentdokumente, die auf Spulenwickelvorrichtungen gerichtet sind, ist es ersichtlich, daß Verbesserungen bei dieser Technik nicht nur erwünscht sondern auch möglich sind.
Die Erfindung versucht, eine Spulenwickelvorrichtung mit verbesserter hin und her gehender Strangführung und einer Wickeleinrichtung zum Erzeugen von Spulen hoher Gleichmäßigkeit zu schaffen, die gleichzeitig ein Paar Spulen mit geraden Kanten auf einem gemeinsamen, langgestreckten Futter herstellen kann, wobei die mehreren Stränge jeweils einzeln unversehrt bleiben.
Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Wickeln von Spulen aus mehreren mehrfädigen Strängen geschaffen, die in Kombination folgendes aufweist:
- eine Einrichtung zum Bereitstellen mehrerer mehrfädiger Stränge als beabstandete, ausgerichtete Anordnung mit einem Paar Randkanten;
- eine Stranganordnungsführung, die für Hin- und Herlauf entlang einer ersten Achse angeordnet ist und einen langgestreckten Schlitz festlegt, der unter einem schrägen Winkel zu dieser ersten Achse ausgerichtet ist;
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung auch folgendes aufweist:
- ein Futter, das um eine Achse parallel zur ersten Achse drehbar ist und benachbart zur Stranganordnungsführung liegt, um die beabstandete, ausgerichtete Stranganordnung aufzunehmen;
- ein Paar Stifte, die benachbart zu den Grenzen der Hinund Herbewegung der Stranganordnungsführung angeordnet ist, wobei jeder Stift dazu dient, an einem jeweiligen des Paars Randkanten der Stranganordnung so anzugreifen, daß die beabstandete Stranganordnung innerhalb des langgestreckten Schlitzes aufgenommen wird und das Paar Randkanten abwechselnd mit einem jeweiligen Stift des Paars Stifte in Eingriff kommt, wenn die Stranganordnungsführung hin und her läuft.
Gemäß verschiedenen bevorzugten Erscheinungsformen der Erfindung beinhaltet eine hin und her gehende Strangführung für eine Spulenwickeleinrichtung einen feststehenden Strangschuh zum Ausbilden von Bündeln, einen beweglichen Strangschuh zum Unterteilen der Stränge in eine Anordnung eindeutig beabstandeter und ausgerichteter Stränge sowie eine Stranganordnungsführung, die entlang einer Achse parallel zur Achse eines rotierenden Futters hin und her läuft. Der bewegliche Strangschuh ist schräg zwischen einer ersten, oberen Position, die das Loslaufen der Wickeleinrichtung erleichtert, und einer zweiten, unteren Position verschiebbar, die die Betriebs(Wickel)-Position ist. Die Führung beinhaltet einen schräg ausgerichteten Schlitz, der die Anordnung der Filamentstränge aufrecht erhält, wenn sie auf das Futter gewickelt werden. Ein Paar schräg ausgerichtete, parallele Führungsstifte ist angrenzend an die Quergrenzen der hin und her gehenden Führung angeordnet. Die Stifte greifen an einem Strang oder mehreren an, wobei sie die Stränge nach innen rollen oder krümmen, was die axiale Breite der Spule begrenzt und die Kanten der Spule stark verbessert. Der bewegliche Strangschuh, die Stranganordnungsführung und die Stifte werden vorzugsweise paarweise verwendet, um ein Paar Spulen auf einem einzelnen, langgestreckten Futter herzustellen.
Die Erfindung wird nachfolgend nur beispielhaft detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Herstellen mehrerer mehrfädiger Stränge und zum Aufwickeln derselben zu einem Paar Spulen gemäß der Erfindung ist;
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Wickeln mehrerer mehrfädiger Stränge oder Bündel zu einem Paar Spulen ist;
Fig. 3 eine Vorderansicht einer Vorrichtung zum Wickeln mehrerer mehrfädiger Stränge oder Bündel zu einem Paar Spulen ist;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Teils der geteilten Schuhführungsanordnung gemäß der Erfindung ist;
Fig. 5 eine vergrößerte Seitenansicht der Strangführung und des rechten Fangstifts gemäß der Erfindung ist;
Fig. 6 eine Seitenansicht der hin und her gehenden Stranganordnungsführungen und Fangstifte einer Spulenwickelvorrichtung gemäß der Erfindung ist;
Fig. 7 eine vollständige Schnittansicht des Antriebsmechanismus zum hin und her bewegen der Stranganordnungsführungen einer Spulenwickelvorrichtung gemäß der Erfindung ist, aufgenommen entlang der Linie 7-7 von Fig. 6;
Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Wickeln mehrerer mehrfädiger Stränge oder Bündel zu einem Paar Spulen beim Start ist; und
Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Wickeln mehrerer mehrfädiger Stränge oder Bündel zu einem Paar Spulen ist, nachdem der Wickelvorgang begonnen hat, jedoch bevor die Strange in die hin und her gehenden Schiffchen eingefädelt sind.
Es wird üun auf Fig. 1 Bezug genommen, in der eine Vorrichtung zum Wickeln aufgeteilter Strangvorgarnspulen dargestellt ist und allgemein mit der Bezugszahl 10 bezeichnet ist. Die Wickelvorrichtung 10 für aufgeteilte Strangspulen wird in Verbindung mit einer Glasfaser-Herstellausrüstung verwendet, die eine Ziehdüse 12 mit einer großen Anzahl von Ziehdüsenmundstücken 14 aufweist, die in parallelen Zeilen und Spalten angeordnet sind und aus denen mehrere Filamente 16 aus in der Wärme erweichtem Glas austreten. Typischerweise kann die Ziehdüse 12 1.000 bis 2.000 oder mehr Ziehdüsenmundstücke 14 aufweisen, die eine entsprechende Anzahl von Glasfilamenten 16 erzeugen. Während der erweichte Zustand vorliegt, werden die Filamente 16 durch in der Wickelvorrichtung 10 erzeugte Kräfte gezogen oder abgedünnt, was anschließend vollständiger beschrieben wird.
Die Filamente 16 werden von der Ziehdüse 12 weggezogen und sie laufen in Kontakt mit einer Appreturauftragewalze 18 durch. Die Appreturauftragewalze 18 trägt eine Beschichtung aus geeigneter Appretur auf die Fasern 16 auf, was entsprechend der herkömmlichen Vorgehensweise erfolgt. Wie es vom Fachmann leicht ersichtlich ist und von ihm gewürdigt wird, kann eine typische Äppretur ein Material auf Grundlage von Wasser oder einer organischen Flüssigkeit sein, die z.B. Schmiermittel, Oberflächenbenetzungsmittel, Emulgatoren und andere Bestandteile enthält, die den Glasfilamenten 16 wünschenswerte Eigenschaften verleihen sollen.
Anschließend kommen die Filamente 16 in Eingriff mit einem Primärschuh oder -kamm 20, der mehrere gleichgeformte, beabstandete Schlitze 22 bildet. Der Primärschuh oder -kamm 20 legt vorzugsweise eine gerade Anzahl von Schlitzen 22 fest, von wenigen, wie 2 bis zu 24 oder mehr. Die Filamente 16 werden mit vorzugsweise gleichen Änzahlen in den Schlitzen 22 aufgenommen, und es wird eine kleinere Anzahl von Strängen oder Bündeln 26, die aus den Filamenten 16 bestehen, hergestellt. Typischerweise beinhaltet jeder Strang oder jedes Bündel 26 ungefähr 100 Glasfilamente 16, jedoch kann diese Anzahl abhängig von der Konstruktion der Ziehdüse 12, der Anzahl von Schlitzen 22 im sammelnden Primärschuh oder -kamm 20 und der gewünschten Anzahl herzustellender Stränge oder Bündel 26 in großem Umfang variieren. Zu Zwecken der Beschreibung und des Beispiels ist angenommen, daß der sammelnde Primärschuh oder -kamm 20 24 Schlitze 22 aufweist, so daß 24 Stränge oder Bündel 26 ausgebildet werden.
Bei einem typischen Glasfaser-Herstellvorgang sind die gerade beschriebenen Komponenten auf der oberen Etage oder dem oberen Boden einer Herstelleinrichtung angeordnet. Die appretierten und aufgeteilten Stränge oder Bündel 26 laufen durch eine gekrümmte Öffnung 30 im Boden 32 der Einrichtung zu zugehörigen Vorrichtungen auf dem darunterliegenden Boden.
Es wird nun auf die Wickelvorrichtung 10 selbst Bezug genommen, die auf einem unteren Boden einer Faserherstelleinrichtung angeordnet ist und eine Sekundärführungsanordnung 40 mit geteiltem Schuh, ein Zwillingsfutter, eine Doppelspule- Wickelanordnung 42, eine hin und her gehende Zwillingsführungsanordnung 44 und einen Spulenstecher 46 aufweist.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2, 3 und 4 wird nun die Sekundärführungsanordnung 40 mit geteiltem Schuh veranschaulicht. Diese Sekundärführungsanordnung mit geteiltem Schuh erleichtert das Loslaufen der Wickelanordnung 10 dadurch, daß die Stränge oder Bündel 26 mit festliegenden Relativpositionen in zwei beabstandeten, im wesentlichen ebenen Anordnungen 50A und 50B gehalten werden, die die Stränge oder Bündel 26 mit gleich beabstandeter, linearer Anordnung enthalten. Um die Stränge oder Bündel 26 in der ebenen Doppelanordnung zu halten, beinhaltet die Führungsanordnung 40 mit geteiltem Schuh ein Paar gegenüberstehender, geteilter Schuhe 52A und 52B, die an entgegengesetzten parallelen Seiten eines Rahmenteils 54 befestigt sind.
In Fig. 4 ist einer der geteilten Schuhe 52A dargestellt, der in jeder Hinsicht mit dem geteilten Schuh 52B mit Ausnahme der umgekehrten, spiegelbildlichen Montage am Rahmenteil 54 übereinstimmt. Der geteilte Schuh 52A bildet eine Anordnung gleichmäßig beabstandeter Zähne 56 aus, die mehrere Engstellen 58 bilden, die einen Strang oder ein Bündel aufnehmen. Jeder der geteilten Schuhe 52A und 52B beinhaltet ferner eine langgestreckte Halteplatte 60, die die Stränge oder Bündel 26 innerhalb der Engstellen 58 hält. Die Halteplatte 60 beinhaltet eine abgerundete Vorderkante 62 und ein Paar Durchgangsöffnungen 64, die mit einem Paar Stifte 66 ausgerichtet sind und diese aufnehmen, die sich ausgehend vom Rahmenteil 54 durch komplementäre öffnungen 68 im geteilten Schuh 52A hindurcherstrecken. Der geteilte Schuh 52A und die Halteplatte 60 bestehen vorzugsweise aus einem beständigen Kunststoff oder einem Kunststofflaminat wie aus Micarta oder einem ähnlichen Material. Micarta ist eine registrierte Handelsbezeichnung von Westinghouse Electric Company. Jeder der geteilten Schuhe 52A und 52b bildet so eine Anordnung 50A bzw. 50B aus mehreren linear ausgerichteten, gleichmäßig beabstandeten Strängen oder Bündeln 26 der Filamente 16.
Das Rahmenteil 54 ist mit einem langgestreckten Kolben 74 verbunden, der in einem schräg ausgerichteten, stangenlosen Luftzylinder 76 angeordnet ist. Das obere Ende des stangenlosen Luftzylinders 76 ist an einer Halterung 78 befestigt. Ein Luftschlauch oder ein Rohr (nicht dargestellt) liefert komprimierte Luft zum oberen Endes des stangenlosen Luftzylinders 76, und speziell zur Oberseite des Kolbens 74, um den Kolben 74 und das Rahmenteil 54 nach unten anzutreiben. Das untere Ende des stangenlosen Luftzylinders 76 ist an einer Halterung 80 befestigt. Ein Luftschlauch oder ein Rohr (nicht dargestellt) liefert komprimierte Luft zum unteren Ende des stangenlosen Luftzylinders 76, und speziell zur Unterseite des Kolbens 74, um den Kolben 74 und das Rahmenteil 54 nach oben anzutreiben. Demgemäß werden, wenn komprimierte Luft dem unteren Ende des stangenlosen Luftzylinders 76 zugeführt wird, der Kolben 74 und das Rahmenteil 54 von der unteren Betriebsposition, die in den Fig. 2 und 3 mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, in die mit gestrichelten Linien veranschaulichte Ladeposition angehoben. Wenn dem oberen Ende des stangenlosen Luftzylinders 76 komprimierte Luft zugeführt wird, bewegen sich der Kolben 74 und das Rahmenteil 54 nach unten. Alternativ kann das Rahmenteil 54 durch eine Führungsschraube verschoben werden, die wie der stangenlose Luftzylinder 76 ausgerichtet ist und durch einen bidirektionalen Motor (beide nicht dargestellt) angetrieben wird.
Der stangenlose Luftzylinder 76 ist mit ungefähr 110 gegen die Vertikale ausgerichtet, wie aus der Seitenansicht von Fig. 2 erkennbar, und mit ungefähr 11º gegen die Vertikale, wie aus der Vorderansicht von Fig. 3 erkennbar. In entsprechender Weise ist das Rahmenteil 54 unter einem Winkel von ungefähr 11º unter der Horizontalen ausgerichtet, wie in Fig. 3 veranschaulicht. Es wird angenommen, daß diese Winkelausrichtung für Spulen mit einer Länge von 25,4 Zentimeter optimal ist. Demgemäß können diese Ausrichtungen geändert werden, wenn Spulen mit anderen Längen als 25,4 Zentimeter gewickelt werden.
Die Führungsanordnung 40 mit unterteiltem Schuh erleichtert das Loslaufen der Wickelanordnung 42. Wenn das Rahmenteil 54 und die geteilten Schuhe 52A und 52B in ihrer obersten Position angeordnet sind, können die Stränge 26 am promptesten in den Engstellen 58 der geteilten Schuhe 52A und 52B positioniert werden. Wenn das Rahmenteil 54 abgesenkt wird, sorgen die geteilten Schuhe 52A und 52B für eine korrekte Positionierung, Ausrichtung und Beabstandung der Anordnungen 50A und 50B der Bündel oder Stränge 26, wenn sich diese dem Zwillingsfutter, der doppelten Spulenwickelanordnung 42 und der hin und her gehenden Zwillingsführungsanordnung 44 nähern. Die Führungsanordnung 40 mit geteiltem Schuh erleichtert auch einen automatischen Transport der Anordnungen 50A und 50B von einem der Futter des Zwillingsfutters und der doppelten Spulenwickelanordnung 42 zum anderen, wenn die Spulen auf einem Futter fertiggestellt sind.
Das Zwillingsfutter der doppelten Spulenwickelanordnung 42 beinhaltet ein Paar Futter 90A und 90B, die jeweils für Drehung um eine horizontale Achse angeordnet sind. Die Futter 90A und 90B sind in beabstandeter Beziehung auf einem Drehtisch 92 angeordnet, der ebenfalls eine horizontale Drehachse aufweist. Die Futter 90A und 90B werden durch herkömmliche Antriebsmechanismen (nicht dargestellt) angetrieben, die in der Technik wohlbekannt sind. Auf entsprechende Weise wird der Drehtisch 52 durch einen Schrittantriebsmechanismus (nicht dargestellt) angetrieben, der den Drehtisch 92 und die Futter 90A und 90B mit Schritten von 1800 verdreht, um dadurch abwechselnd das eine oder andere der Futter 90A und 90B in eine Spulenwickelposition oder eine Spulenentnahmeposition zu bringen.
In den Fig. ist das Futter 90A in der aktiven Spulenwickelposition dargestellt, wohingegen das Futter 90B in der inaktiven oder Spulenentnahmeposition dargestellt ist. Es ist leicht ersichtlich, daß die Nutzung der Zwillingsfutter 90A und 90B den Herstelldurchsatz der Wickelanordnung 10 insoweit deutlich verbessert, als zu jeder gegebenen Zeit eines der Futter 90A oder 90B so gedreht werden kann, daß es eine Spule aufwickelt, wohingegen das andere Futter 90B oder 90A inaktiv ist, so daß die Maschinenbedienperson eine bereits gewickelte Spule vom Futter abnehmen kann, um es zum Wickeln der nächsten Spule vorzubereiten. Es ist auch zu beachten, daß jedes der Futter 90A und 90B ausreichende Länge dafür aufweist, daß die gleichzeitige Herstellung zweier Spulen 94A und 94B erleichtert ist. D.h., daß die zwei Stranganordnungen 50A und 50B jeweils eine getrennte Spule 94A bzw. 94B auf dem Futter 90A bilden.
Jedes der Futter 90A und 90B beinhaltet eine an seinem Ende angeordnete gespeichte Endkappe 96A bzw. 96B. Die gespeichten Endkappen 96A und 96B weisen einen Durchmesser auf, der geringfügig kleiner als die Durchmesser der Futter 90A und 90B sind, um die Entnahme der Spulen 94A und 94B von ihnen zu erleichtern. Die Enden der Futter 90A und 90B sind kegelstumpfförmig, und sie bilden mit den Speichen der Endkappen 96A und 96B Klemmungen 98A und 98B, die an den Anordnungen 50A und 50B angreifen und diese festhalten.
Es wird nun auf die Fig. 1, 6 und 7 Bezug genommen, gemäß denen die hin und her gehende Zwillingsführungsanordnung 44 benachbart zum aktiven, d.h. wickelnden Futter 90A des Zwillingsfutters der doppelten Spulenwickelanordnung 42 positioniert ist. Die hin und her gehende Zwillingsführungsanordnung 44 beinhaltet einen Rahmen 100, der sich im wesentlichen entlang einer Achse parallel zu den Achsen der Futter 90A und 90B beabstandet von diesen erstreckt. Der Rahmen 100 nimmt ein Paar beabstandeter Stranganordnungsführungen 102A und 102B auf, die entlang einer Achse parallel zum wickelnden Futter 90A hin und her laufen. Die Stranganordnungsführungen 102A und 102B sind axial mit einer Entfernung beabstandet, die ihrem Hin- und Herlaufweg entspricht. Die Stranganordnungsführungen 102A und 102B sowie zugehörige Antriebsanordnungen sind mit Ausnahme ihrer axialen Relativpositionen entlang des Rahmens 100 identisch. Demgemäß wird nur die Stranganordnungsführung 102A im Detail beschrieben, wobei zu beachten ist und erkennbar ist, daß diese Beschreibung entsprechend und vollständig für die Stranganordnungsführung 102B gilt.
Wie in den Fig. 6 und 7 veranschaulicht, ist die Stranganordnungsführung 102A unter einem Winkel von ungefähr 35º gegen die Vertikale angeordnet, und sie wird auf einem hin und her gehenden Schiffchen oder Schlitten 104A gehalten. Der Schlitten 104A ist verschiebbar auf geeigneten Schienen 106A aufgenommen, die eine schnelle und freie Hin- und Herbewegung entlang der horizontalen Achse des Rahmens 100 erleichtern. Der Schlitten 104A beinhaltet auch ein Führungsteil 108A, das in einer komplementär ausgebildeten, endlosen Schraubenspur 101A aufgenommen ist, die in einem sich drehenden Antriebsteil 112 ausgebildet ist. Wie es leicht ersichtlich ist, bewegt die Drehung des Antriebsteils 112 den Schlitten 104A und damit die Stranganordnungsführung 102A vom einen Ende der Schraubenspur 110A zum anderen und wieder zurück in herkömmlicher Weise hin und her.
Der Rahmen 100 und andere Bauteile der hin und her gehenden Zwillingsführungsanordnung 44 sind für eine relativ langsame Radialbewegung zum aktiven Futter 90A und von diesem Weg ausgebildet, um zweckdienliche Relativpositionen zwischen der Führungsanordnung 44 und den Außenflächen der Spulen 94A und 94B auf der aktiven Spule 90A aufrechtzuerhalten, wenn sich deren Durchmesser beim Wickelvorgang vergrößern. Eine derartige den Abstand aufrechterhaltende Einrichtung ist in der Spulenwickeltechnik herkömmlich, und sie kann durch Signale eingestellt werden, die aus einer Erfassung der Spulengröße durch Licht oder einen Laserstrahl, einen Zeitsteueroder Meßmechanismus, der mit der Drehung des aktiven Futters 90A gekoppelt ist, oder von einer mechanischem oder luftdruckbetätigten Näherungserfassungseinrichtung hergeleitet werden. Alternativ kann der Abstand durch ein Steuerungssystem aufrechterhalten werden, das den Rahmen und die zugehörigen Komponenten entsprechend einer mathematischen oder empirischen Beziehung für die Zeit über dem Abstand verstellt. Vorzugsweise beinhaltet die Anordnung 44 auch eine relativ schnelle Antriebseinheit (nicht dargestellt), um den Rahmen 100 und die zugehörigen Bauteile beim Start und den unten beschriebenen Transportzyklen schnell zu verstellen.
Der Rahmen 100 nimmt auch eine sich horizontal erstreckende Haltestange 116 auf und hält diese fest. Die Haltestange 116 ist entlang einer Achse parallel zur Achse des aktiven Futters 90A und zur Hin- und Hergehachse der Stranganordnungsführungen 102A und 102B angeordnet. Axial einstellbar auf der Haltestange 116 sind ein erstes Paar sich nicht drehender Futter 118A und 120A, die der Stranganordnungsführung 120A zugeordnet sind, und ein zweites Paar sich nicht drehender Futter 118B und 120B angeordnet, das der Stranganordnungsführung 102B zugeordnet ist. Eine erste Einstell-Gewindestange 122A ist über eine geeignete Haltevorrichtung so mit dem Futter 118A verbunden, daß sich die Einstellstange 122A frei in bezug auf das Futter 118A drehen kann und sie im Einklang axial auf der Haltestange 116 laufen. Eine zweite Einstell-Gewindestange 124A ist über eine geeignete Haltevorrichtung so mit dem Futter 120A verbunden, daß sich die Einstellstange 124A frei in bezug auf das Futter 120A drehen kann und sie im Einklang axial auf der Haltestange 116 laufen. Eine dritte Einstell-Gewindestange 122B ist mittels einer geeigneten Haltevorrichtung so mit dem Futter 118B verbunden, daß sich die Einstellstange 122B frei in bezug auf das Futter 118B drehen kann und sie im Einklang axial auf der Haltestange 116 laufen. Eine vierte Einstell-Gewindestange 124B ist durch eine geeignete Haltevorrichtung so mit dem Futter 120B verbunden, daß sich die Einstellstange 122B frei in bezug auf das Futter 120B drehen kann und sie im Einklang axial auf der Haltestange 116 laufen.
Jede der Einstell-Gewindestangen 122A, 124A, 122B und 124B geht durch eine komplementäre Gewindeöf fnung (nicht dargestellt im Rahmen 100, und beinhaltet ferner eine Klemmutter 126, die auf ihr benachbart zum Rahmen 100 angebracht ist. Durch geeignetes Lockern der Klemmuttern 126 und durch Verdrehen der Einstellstangen 122A, 124A, 122B und 124B können die Axialpositionen der zugeordneten Futter 118A, 120A, 118B bzw. 120B feinverstellt werden. Die Klemmuttern 126 können gegen den Rahmen 100 angezogen werden, um die Positionen der Futter 118A, 120A, 118B und 120B zu fixieren.
Schräg ausgehend vom sich nichtdrehenden Futter 118A erstreckt sich ein rechter Fang- oder Führungsstift 128A, und ausgehend vom Futter 120A erstreckt sich ein längerer, linker Fang- oder Führungsstift 130A. Schräg ausgehend vom sich nichtdrehenden Futter 118B erstreckt sich ein rechter Fangoder Führungsstift 128B, und ausgehend vom Futter 120B erstreckt sich ein längerer, linker Fang- oder Führungsstift 130B. Die Fangstifte 128A, 128B, 130A und 130B sind parallel und sie sind um einen Winkel von ungefähr 300 gegen die Vertikale geneigt, wie es aus der Seitenansicht des Rahmens 100 in Fig. 6 erkennbar ist, und sie sind auch mit einem Winkel von ungefähr 350 gegen die Vertikale geneigt, wenn entlang der Achse des Rahmenteils 100 geblickt wird, wie in Fig. 7 veranschaulicht. Aus Fig. 7 ist es auch erkennbar, daß die Achsen der Fangstifte 128A, 128B, 130A und 130B parallel zur Ebene sind, die durch die Stranganordnungsführungen 102A und 102B festgelegt ist.
Es wird nun auf die Fig. 5 und 6 Bezug genommen, in denen die Stranganordnungsführung 102A, die eine aus dem Paar identischer Stranganordnungsführungen 102A und 102B ist, sowie der rechte Fangstift 180A veranschaulicht sind. Die Strangführung 102A bildet allgemein ein gleichschenkliges Dreieck, das vorzugsweise aus einem dünnen Kunststoff oder einem Kunststofflaminatmaterial wie Micarta besteht. Die Strangführung 102A beinhaltet ein gekrümmtes Nasenstück 140, das zur Vorderseite der Vorrichtung, d.h. nach rechts in Fig. 6, gerichtet ist. Das Nasenstück 140 und eine schräg ausgerichtete Kante 142 legen eine Engstelle 144 fest, die mit einem langgestreckten Schlitz 146 in Verbindung steht, der unter einem Winkel von 700 gegen die Hin- und Herlaufachse der Führung 102A und die Achsen der Haltestangen 120A und 120B ausgerichtet ist, d.h. unter 200 gegen die Vertikale. Demgemäß bilden der langgestreckte Schlitz 146 und die Fangstifte 128A und 130A Winkel von 400, wie aus Fig. 6 erkennbar. Der langgestreckte Schlitz 146 nimmt die Stränge oder Bündel 26 der zugehörigen Anordnung 50A, nachdem diese durch den geteilten Schuh 52A gelaufen ist, und er hält die Stränge oder Bündel 26 in gleichmäßiger, beabstandeter Ausrichtung, wie in Fig. 3 veranschaulicht. Vorzugsweise beinhaltet die Strangführung 120A im wesentlichen unregelmäßige Ausschnitte 148, die die Masse dieser Strangführung 102 verringern und demgemäß sowohl die zum hin und her bewegen derselben erforderliche Energie als auch die Abnutzung zugehöriger Einrichtungen verringern.
Es wird nun auf die Fig. 4, 5 und 6 Bezug genommen, aus denen erkennbar ist, daß die Strangführungen 102A und 102B mit den Paaren linker und rechter Fangstifte 128A, 128B, 130A und 130B zusammenwirken, um einen Strang oder ein Bündel 26 oder mehrere der zugehörigen Anordnung 52A oder 52B leicht einzurollen oder umzulegen, um die Ausbildung gerader (rechteckiger) Kanten der Spulen 94A und 94B zu unterstützen. Genauer gesagt, kommen, wenn sich die Strangführung 102A dem linken Fangstift 130A nähert, die Stränge 26 der Anordnung 52A, wie im obersten Abschnitt des langgestreckten Schlitzes 146 angeordnet, in Eingriff mit dem linken Fangstift 130A, und sie werden verschoben und sicher geführt. Auf ähnliche Weise kommen, wenn sich die Strangführung 102A der ganz rechten Grenze des Laufwegs und dem rechten Fangstift 128A nähert, die unteren Stränge oder Bündel 26, die durch den langgestreckten Schlitz 146 laufen, in Eingriff mit dem rechten Fangstift 128A. Ein derartiger Eingriff verschiebt oder rollt einen Strang 26 oder mehrere ein oder legt sie um, wodurch sie verschoben und sicher geführt werden. Wie oben angegeben, können die Positionen der Fangstifte 128A, 128B, 130A und 130B axial so eingestellt werden, wie es oben beschrieben wurde, um das Ausmaß des Eingriffs zwischen den Strängen oder Bündeln 26 der Anordnungen 52A und 52B und den jeweiligen Fangstiften 128A, 128B, 130A und 130B einzustellen.
Wie es am besten in den Fig. 1, 2 und 8 veranschaulicht ist, beinhaltet die Wickelvorrichtung 110 auch eine Stecherführungsanordnung 46. Diese Stecherführungsanordnung 46 arbeitet während des Starts der Wickelvorrichtung und des Futterwechsels und sie beinhaltet eine langgestreckte Horizontalführung 152 mit entgegengesetzten, gekrümmten Wiedereintrittsenden 154. Die Stecherführung 152 besteht vorzugsweise aus Micarta oder einem ähnlichen Material. Die Führung 152 ist für eine Verschiebung entlang einer Achse parallel zu und beabstandet von den Achsen der Futter 90A und 90B auf einer Kolbenstange 156 eines doppelwirkenden Zylinders (nicht dargestellt) gehalten. Wenn der Zylinder in einem ersten Modus unter Druck gesetzt wird, werden die Kolbenstange 156 und die Stecherführung 152 zu der in Fig. 8 dargestellten Position ausgefahren. Wenn der Zylinder in seinem zweiten Modus unter Druck gesetzt wird, werden die Kolbenstange 156 und die Stecherführung 152 zu der in den Fig. 1, 2 und 9 dargestellten Position zurückgezogen.
Es wird nun die Funktion der Wickelvorrichtung 10 unter Bezugnahme auf alle Zeichnungsfiguren, insbesondere die Fig. 1, 6, 8 und 9 beschrieben. Gemäß der herkömmlichen und wohlbekannten Technik erzeugt die Ziehdüse 12 eine große Anzahl von Filamenten 16, die durch die Appreturauftragwalze 18 appretiert werden und durch den Primärschuh oder -kamm 20 zu mehreren gleichmäßigen Strängen oder Bündeln 26 zusammengefaßt werden.
Beim Start befinden sich das Rahmenteil 54 und die geteilten Schuhe 52A und 52B in der in gestrichelten Linien in den Fig. 2 und 3 dargestellten oberen Position, die hin und her laufende Zwillingsführungsanordnung 44 ist am weitesten vom aktiven Futter 90A entfernt und die Stecherführunganordnung 46 ist ausgefahren, was alles in Fig. 8 veranschaulicht ist. Nachdem die Stränge 26 innerhalb der Engstellen 58 der geteilten Schuhe 52A und 52B angeordnet sind und die Halteplatten 60 positioniert sind, wie es in Fig. 4 veranschaulicht ist, kann das Futter 90A aktiviert werden, wodurch es sich zu drehen beginnt. Dann werden die Anordnungen 50A und 50B von Hand über die Stecherführung 152 geführt, wobei sie in Eingriff mit den Speichen der gespeichten Endkappe 96A kommen und in die Klemmung 98A des aktiven Futters 90A eingefädelt werden. Wenn sich das Futter 90A mit seiner Betriebsdrehzahl dreht, wird die Stecherführung 152 zurückgezogen, woraufhin mit der Erfassung der Anordnungen 50A und 50B auf dem aktiven Futter 90A begonnen wird, wie in Fig. 9 veranschaulicht.
Dabei läuft die hin und her laufende Zwillingsführungsanordnung 44 zu ihrer Startposition zum aktiven Futter 90A hin. Schließlich laufen das Rahmenteil 54 und speziell die geteilten Schuhe 52A und 52B zu der unteren Position herunter, wie sie mit ausgezogenen Linien z.B. in den Fig. 1, 2 und 3 veranschaulicht ist. Wie es am besten in Fig. 3 veranschaulicht ist, werden wegen der geänderten Winkelbeziehungen der Anordnungen 50A und 50B zu den hin und her laufenden Strangführungen 102A und 102B, wie durch die Verschiebung der geteilten Schuhe 52A und 52B aus der oberen in die untere Position hervorgerufen, die Anordnungen 50A und 50B ohne Eingriff von Hand in die langgestreckten Schlitze 146 der Strangführungen 102A und 102B eingefädelt.
Zu diesem Zeitpunkt sind das Einfädeln und der Start der Wickelvorrichtung 10 abgeschlossen, und das Wickeln der Spulen 94A und 94B dauert an, bis ein gewünschter Durchmesser erreicht ist. In dieser Zeit läuft die hin und her laufende Zwillingsführungsanordnung 44 in radialer Richtung vom aktiven Futter 90A weg, wenn der Durchmesser der Spulen 94A und 94B zunimmt, wie oben angegeben.
Wenn die Spulen 94A und 94B fertiggestellt sind, läuft die hin und her laufende Zwillingsführungsanordnung 44 zu einer Position, die vom aktiven Futter 90A am weitesten entfernt ist, die geteilten Schuhe 52A und 52B laufen zu ihrer oberen Position und die Stecherführungsanordnung 46 wird ausgefahren. Erneut werden die Anordnungen 50A und 50B in die Klemmung 98A des aktiven Futters 90A gewickelt. Dabei dreht sich der Drehtisch 92 um 180º und das aktive Futter 90B wird gegen das aktive Futter 90A ausgetauscht und wird zum aktiven Futter. Der oben beschriebene Startzyklus wird dann wiederholt. So ist es ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Wikkelvorrichtung 10 automatisches und kontinuierliches Spulenwickeln erleichtert.
Es ist zu beachten, daß die Drehzahl des Futters 90A proportional zur Hin- und Herlaufgeschwindigkeit der Strangführungen 102A und 102B ist. Demgemäß beginnen die Strangführungen 102A und 102B hin und her zu laufen, wenn sich das Futter 90A zu drehen beginnt. Die Drehzahl, bei der diese Bauteile arbeiten, bestimmt das Ausmaß der Abdünnung der Filamente 16, wie es leicht erkennbar ist. An der Grenze des Hin- und Herlaufs der Strangführungen 102A und 102B nach rechts und links greift ein Strang oder Bündel 26 oder greifen mehrere an den Fangstiften 128A, 128B, 130A und 130B an. Das Ausmaß des Eingriffs zwischen den Stranganordnungen 50A und 50B und den zugehörigen Fangstiften 128A, 128B, 130A und 130B kann durch axiales Verstellen der Fangstifte 128A, 128B, 130A und 130B eingestellt werden.
Die vorstehende Beschreibung offenbarte und beschrieb die Wickelvorrichtung 10 in Verbindung mit der Herstellung von Glasfilamenten und der Herstellung von Glasfilamentspulen. Dennoch findet die Erfindung Anwendung bei ähnlichen Prozessen, die die Herstellung anderer Filamentmaterialien betreffen, wie von Fasern aus anorganischem Material, Kunststoff oder verschiedenen Synthesematerialien. Demgemäß soll die vorstehende Beschreibung als veranschaulichend und für die Erfindung erläuternd angesehen werden, jedoch soll sie nicht so angesehen werden, daß durch die Zusammensetzung der damit hergestellten und bearbeiteten speziellen Fasern beschränkt ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Wickeln von Spulen aus mehreren mehrfädigen Strängen, die in Kombination folgendes aufweist:

- eine Einrichtung (20) zum Bereitstellen mehrerer mehrfädiger Stränge (26) als beabstandete, ausgerichtete Anordnung (50A) mit einem Paar Randkanten;

- eine Stranganordnungsführung (102A), die für Hin- und Herlauf entlang einer ersten Achse angeordnet ist und einen langgestreckten Schlitz (146) festlegt, der unter einem schrägen Winkel zu dieser ersten Achse ausgerichtet ist;

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung auch folgendes aufweist:

- ein Futter (90A), das um eine Achse parallel zur ersten Achse drehbar ist und benachbart zur Stranganordnungsführung (102A) liegt, um die beabstandete, ausgerichtete Stranganordnung aufzunehmen;

- ein Paar Stifte (128A, 130A), die benachbart zu den Grenzen der Hin- und Herbewegung der Stranganordnungsführung (102A) angeordnet ist, wobei jeder Stift (128A; 130A) dazu dient, an einem jeweiligen des Paars Randkanten der Stranganordnung (50A) so anzugreifen, daß die beabstandete Stranganordnung (50A) innerhalb des langgestreckten Schlitzes (146) aufgenommen wird und das Paar Randkanten abwechselnd mit einem jeweiligen Stift des Paars Stifte (128A, 130A) in Eingriff kommt, wenn die Stranganordnungsführung (102A) hin und her läuft.

2. Vorrichtungnach Anspruch 1, ferner mit einer Ziehdüse (12) zum Herstellen mehrerer Glasfilamente.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der die Einrichtung (20) zum Bereitstellen mehrerer Stränge (26) einen Schuh (50A) aufweist, der zwischen einer ersten, oberen Ladeposition und einer zweiten, unteren Betriebsposition verstellbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit einem Paar Montageteile (118A, 120A), von denen jedes dazu dient, einen der Stifte aufzunehmen, und mit einer Einrichtung (122A, 124A) zum Einstellen der Montageteile entlang einer Achse parallel zur Achse der Hin- und Herbewegung der Stranganordnungsführung.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Stifte (128A, 130A) parallel sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Stifte (128A, 130A) parallel zur Stranganordnungsführung (102A) sind und unter einem spitzen Winkel zum langgestreckten Schlitz (146) in der Stranganordnungsführung (102A) stehen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit einem zweiten rotierenden Futter (90B), wobei die Futter (90A, 90B) so angeordnet sind, daß sie sich um parallele, beabstandete Achsen sowie um ein drehbares Teil (52) drehen, dessen Drehachse parallel zur Drehachse der Futter (90A, 90B) ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Einrichtung zum Bereitstellen mehrerer Stränge (26) ein Paar Schuhe (52A, 52B) aufweist, die die Stränge zu einem Paar beabstandeter, ebenen Anordnungen (50A, 50B) ausrichten, und die Vorrichtung auch eine zweite Stranganordnungsführung (102B) und ein zweites Paar Stifte (128B, 130B) aufweist, damit zwei Spulen (94A, 94B) auf das Futter (90A) gewickelt werden können.