DE69911214T2

DE69911214T2 - Verschlingungsschutz für einen fadenlieferspeicher

Info

Publication number: DE69911214T2
Application number: DE69911214T
Authority: DE
Inventors: Peder Jönsson
Original assignee: APLICATOR SYSTEM MOELNLYCKE AB; Applicator System AB
Current assignee: APLICATOR SYSTEM MOELNLYCKE AB; Applicator System AB
Priority date: 1998-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2019-03-04
Also published as: NO314449B1; ATE249388T1; NO20004321L; BG63660B1; HUP0101091A2; CA2322259A1; DE69911214D1; HUP0101091A3; DK1098832T3; CA2322259C; AU741911C; ES2207933T3; KR100585974B1; BG104806A; KR20010041462A; AU741911B2; PT1098832E; EP1098832B1; EP1098832A1; JP4208416B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fadenzuführungspuffer für die Zuführung eines Faserfadens aus einer Magazinrolle zu einer Zuführungsvorrichtung an einem Roboterarm, der im Raum frei bewegbar und von der Art ist, die in EP 0 745 055 und WO 95/21787 oder in US Patent 5.906.330 beschrieben wird.
Der Erfindung zugrundeliegender allgemeiner Stand der Technik
Die Herstellung von faserverstärkten duroplastischen Kunststofferzeugnissen kann durch den Einsatz eines Industrieroboters automatisiert werden, mittels dem eine Faserzuführungsvorrichtung so gesteuert werden kann, dass genaue Mengen der Fasern für eine maximale Stärke ausgegeben werden, ohne dass die Fasern durch die äußere Kunststoffschicht des Erzeugnisses hervorstehen. Aufgrund der Wiederholbarkeit des Robotereinsatzes kann die Qualität dieser Erzeugnisse wesentlich erhöht werden, in gleichem Maße, wie Probleme in Bezug auf ein schlechtes Arbeitsumfeld und Ermüdung von Arbeitskräften gelöst werden können.
Die Faserzuführungsvorrichtung befindet sich vorzugsweise in einem Ausgabekopf, der auf einem beweglichen Roboterarm montiert werden kann. Eine oder mehrere Faserfäden werden dem Ausgabekopf zugeführt, der die Fäden in geeignete Längen schneidet. Die Zuführungsgeschwindigkeit des Faserfadens kann sich im Bereich von zirka 10 Meter pro Sekunde bewegen. Bei einer solchen Zuführungsgeschwindigkeit ist es schwierig, die Zuführung des Fadens zu stoppen, ohne dass das Risiko auftritt, dass sich der Faden verwirrt.
Die Merkmale, die in der oben erwähnten älteren Anmeldung angegeben werden, lösen das oben angegebene Problem in wirksamer Weise. Es hat sich jedoch erwiesen, dass dennoch ein Risiko des Verwirrens auftreten kann, wenn sich das Spulengestell tragende Gusskreuz, das mit dem beweglichen Fadenführer versehen ist, mit hoher Geschwindigkeit nach unten bewegt. Wenn das das Spulengestell tragende Gusskreuz dann seine niedrigere Position erreicht, könnte es einen Aufprall geben, wodurch der zugeführte Faserfaden durchhängt und sich verwirrt.
Das technische Problem
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung an einem Fadenzuführungspuffer zu schaffen, welche das oben beschriebene Problem löst.
Die Lösung
Zu diesem Zweck wird die Vorrichtung zum Schutz gegen Fadenverwirrung für einen Fadenführungspuffer für einen Faserfaden, der aus einem Vorrat zugeführt und entlang einer Bahn geführt wird, die einen ersten Fadenführer für die Aufnahme des Fadens aus dem Vorrat umfasst, eine in Eingriff bringbare Bremsfläche, über die der aus dem ersten Fadenführer kommende Faden geführt wird, ein Bremsglied, das mit der Bremsfläche in Eingriff bringbar ist, um den Faden nach der Bremsfläche abzubremsen, einen beweglichen Fadenführer in der Bahn des Fadens nach der Bremsfläche, einen Ständer, aufweisend zwei im wesentlichen senkrecht angeordnete Führungsstangen, die den beweglichen Fadenführer während seiner Bewegung tragen, einen weiteren Fadenführer, der dem beweglichen Fadenführer in der Bahn des Fadens folgt und an dem der Faden vorbei gezogen wird,. wobei der Ständer die Aufwärtsbewegung des beweglichen Fadenführers durch die Wirkung des Fadens ermöglicht, um die Länge der Bahn des Fadens zwischen der Bremsfläche und dem weiteren Fadenführer beim Eingriff des Bremsglieds in die Bremsfläche zu reduzieren, und auch die Abwärtsbewegung des beweglichen Fadenführers gestattet, um den Abstand zwischen der Bremsfläche und dem weiteren Fadenführer zu vergrößern, um ein Durchhängen des Fadens in der Bahn zwischen der Bremsfläche und dem weiteren Fadenführer aufzufangen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Führungsstangen eine Vorrichtung aufweist, die so angeordnet ist, dass sie eine Bremswirkung auf die Abwärtsbewegung des beweglichen Fadenführers bewirkt, um eine Verwirrung des durch den beweglichen weiteren Fadenführer zugeführten Fadens nach dem schnellen Fall des beweglichen Fadenführers zu verhindern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform beschrieben, die schematisch in den zugehörigen Zeichnungen gezeigt wird, bei denen
1 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Fadenzuführungspuffers mit dem sich nach oben bewegenden beweglichen Fadenführer ist, und
2 eine entsprechende Ansicht ist, welche den beweglichen Fadenführer gemäß 1 in der Bewegung nach unten zeigt.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Der Fadenzuführungspuffer gemäß der Zeichnung umfasst einen Ständer 10 mit zwei senkrechten Führungsstangen 11. Der Ständer 10 trägt einen Knickfinger 12 mit einer Fadenöse 13 für einen Faden 15, der von einer Rolle 14 abgewickelt wird. Der Faden kann aus einem Mehrfach-Faserfaden aus Glasfaser, Kohlenstofffaser oder synthetischer Faser bestehen. Die Fadenöse 13 sorgt für einen im wesentlichen reibungsfreien Durchgang des Fadens.
Der Faden verläuft nach oben von der Rolle 14 aus, die sich in Bodenhöhe befindet, durch die Fadenöse 13 und weiter über einen Träger 16, welcher die Richtung des Rückzugs senkrecht nach unten zwischen den Führungsstangen 11 ändert. Ein Fadenführer 17 wird beweglich geführt durch die Führungsstangen und weist weitere Fadenösen 13 auf, durch welche der Faden 15 läuft. Dann läuft der Faden weiter vom Fadenführer 17 in Richtung nach oben zu einem Fadenführungskanal 18, welcher den Faden weiter zu einem nicht gezeigten Roboterarm führt.
Eine Fadenbremse wirkt zusammen mit dem Träger 16 und besteht aus einer Klemmplatte 19, welche am äußeren Ende eines pneumatischen Zylinders 20 montiert ist, der mit dem Ständer 10 verbunden ist. Die Klemmplatte kann in Eingriff mit dem Träger 16 und aus dem Eingriff mit diesem gebracht werden durch die Wirkung des Zylinders 20, wodurch die Zuführung des Fadens gestoppt wird.
Der Fadenzuführungspuffer arbeitet auf folgende Weise: Während der normalen Fadenzuführung bewirkt das Ziehen des Fadens über die Fadenösen 13, 13' und den Träger 16 einen gleichmäßigen Widerstand im Faden, der zu einer vorteilhaften gleichmäßigen Ausgabe führt. Wenn sich der Roboterarm im Raum bewegt, so dass mehr oder weniger Faden für den Augenblick ausgegeben werden muss, ist der Fadenführer 17 in der Lage, sich jeweils nach oden und nach unten entlang den Führungsstangen 11 zu bewegen, wobei der Faden einen schnellen Längenausgleich erhält.
Wenn die Zuführung des Fadens gestoppt werden soll, geschieht dies durch die Aktivierung des pneumatischen Zylinders 20, der dann die Klemmplatte 19 gegen den Träger 16 drückt. Jetzt wird die Zuführung des Fadens am Ende des Roboterarms für einen kurzen Moment fortgesetzt, während sich der Fadenführer 17 nach oben entlang der Führungsstangen 11 bewegt, bis der Zug im Faden gestoppt ist. Wenn die Zeit für die Wiederaufnahme der Zuführung gekommen ist, wird diese mit einem korrekt vorgespannten Faden begonnen, ohne die Gefahr von Schlingen oder Kinks auf dem Faden.
Eine erste der senkrechten Führungsstangen 11 des Ständers 10 an dessen unteren Ende ist dadurch bewegbar, dass sie in einer Richtung zur gegenüber liegenden vertikalen Führungsstange und von dieser weg gestützt wird durch eine Kugel 21 oder dergleichen, die beweglich in einer diagonalen Rille 22 platziert ist. Bei normalem Betrieb ist das untere Ende der ersten senkrechten Führungsstange 11 in ihrer Nullstellung, wie in 1 gezeigt, wo sich das das Spulengestell tragende Gusskreuz 13', das den beweglichen Fadenführer 17 aufweist, nach oben bewegt.
Eine Vorrichtung, welche die Bewegung des beweglich gelagerten unteren Endes der ersten Führungsstange bewirkt, vorzugsweise ein Druckkolben 23, wird bereitgestellt, um diese diagonale Bewegung bei einer schnellen Abwärtsbewegung des das Spulengestell tragenden Gusskreuzes zu bewirken, ein Druckkolben 23, der den Raum zwischen den zwei senkrechten Führungsstangen 11 so verringern soll, dass das das Spulengestell tragende Gusskreuz 13 mit dem beweglichen Fadenführer 17 keilförmig festgestellt wird und dadurch keinen Aufprall zuläßt.
Die Bewegung des das Spulengestell tragenden Gusskreuzes 13' wird vorzugsweise durch einen Sensor 24 so überwacht, dass eine schnelle Abwärtsbewegung des das Spulengestell tragenden Gusskreuzes 13' den Sensor dazu bringt, dass er ein Signal für die Aktivierung des Druckkolbens 23 aussendet. Dieser Sensor ist vorzugsweise mit einer Zentraleinheit 25 verbunden, die ein Signal vom Sensor 24 empfängt, welches die aktuelle Geschwindigkeit des das Spulengestell tragenden Gusskreuzes darstellt, wobei das Signal mit einem Schwellenwert in dieser Zentraleinheit verglichen wird, wobei die Zentraleinheit so angeordnet ist, dass sie ein Ausgangssignal aussendet, welches den Druckkolben 23 aktiviert, wenn die erfasste Abwärtsgeschwindigkeit des das Spulengestell tragenden Gusskreuzes den Schwellenwert überschreitet. Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die oben beschriebene Ausführungsform, sondern mehrere Variationen sind innerhalb des Rahmens der zugehörigen Ansprüche möglich. Zum Beispiel können die Führungsstangen durch andere Vorrichtungen für die Steuerung eines Fadenzuführungspuffers ersetzt werden. Des Weiteren kann eine Federvorrichtung an die Stelle der Wirkung der Schwerkraft auf die Fadenführungsvorrichtung 17 treten.

Claims

Vorrichtung zum Schutz gegen Fadenverwirrung für einen Fadenzuführungspuffer für einen Faserfaden (15), der aus einem Vorrat (14) zugeführt und entlang einer Bahn geführt wird, aufweisend einen ersten Fadenführer (13) zur Aufnahme des Fadens aus dem Vorrat, eine in Eingriff bringbare Bremsfläche (16), über die der aus dem ersten Fadenführer kommende Faden geführt wird, ein Bremsglied (19), das mit der Bremsfläche in Eingriff bringbar ist, um den Faden nach der Bremsfläche abzubremsen, einen beweglichen Fadenführer (17) in der Bahn des Fadens nach der Bremsfläche, einen Ständer (10), aufweisend zwei im Wesentlichen senkrecht angeordnete Führungsstangen (11), die den beweglichen Fadenführer während seiner Bewegung tragen, einen weiteren Fadenführer (13'), der dem beweglichen Fadenführer (17) in der Bahn des Fadens folgt und nach dem der Faden gestreckt wird, wobei der Ständer die Aufwärtsbewegung des beweglichen Fadenführers (17) durch die Wirkung des Fadens ermöglicht, um die Länge der Bahn des Fadens zwischen der Bremsfläche und dem weiteren Fadenführer (13') beim Eingriff des Bremsglieds in die Bremsfläche zu reduzieren, und auch die Abwärtsbewegung des beweglichen Fadenführers (17) gestattet, um den Abstand zwischen der Bremsfläche und dem weiteren Fadenführer (13') zu vergrößern, um ein Durchhängen des Fadens in der Bahn zwischen der Bremsfläche (16) und dem weiteren Fadenführer (13') auszugleichen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Führungsstangen (11) ein Mittel zur Ausübung einer Bremswirkung auf die Abwärtsbewegung des beweglichen Fadenführers (17) hat, um nach einem schnellen Fall des beweglichen Fadenführers (17) eine Verwirrung des durch den beweglichen weiteren Fadenführer (13') geführten Fadens zu verhindern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Ausübung einer Bremswirkung auf den beweglichen Fadenführer (17) aus einer Bewegungsbahn (22) für das untere Ende einer ersten senkrechten Führungsstange (11) besteht, wodurch eine geringfügige Bewegung des unteren Endes dieser Führungsstange (11) in Richtung der anderen Führungsstange ermöglicht wird, in deren Ergebnis der Abstand zwischen den beiden Führungsstangen an ihren unteren Enden verringert und durch Klemmfeststellung eine Bremswirkung auf den beweglichen Fadenführer (17) ausgeübt wird, wenn dieser sich nach unten bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsbahn für das untere Ende der ersten der beiden senkrechten Führungsstangen (11) aus einer Kugellaufrille (22) besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem unteren Ende der ersten senkrechten Führungsstange (11) ein Druckkolben (23) vorhanden ist, um das Schieben des unteren Endes der ersten Führungsstange in Richtung der anderen Führungsstange zu ermöglichen und dadurch durch Klemmfeststellung eine Bremswirkung auf den beweglichen Fadenführer (17) auszuüben.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (24) zur Erfassung einer schnellen Abwärtsbewegung des beweglichen Fadenführers (17) vorhanden ist, wobei der Sensor den Druckkolben (23) zu einem Stoß veranlassen kann, woraufhin sich das untere Ende der ersten senkrechten Führungsstange (11) in Richtung der anderen Führungsstange bewegt, wenn der Sensor (24) eine schnelle Abwärtsbewegung des beweglichen Fadenführers erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zentraleinheit (25) zum Empfang eines Signals vom Sensor (24), das die Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des beweglichen Fadenführers (17) anzeigt, vorhanden ist, wobei die Zentraleinheit das Signal mit einem Schwellenwert vergleicht und ein Ausgangssignal zur Aktivierung des Druckkolbens (23) erzeugt, wenn die erfasste Geschwindigkeit den Schwellenwert überschreitet.