DE7335645U - Vorrichtung zum Führen von fadenartigen Körpern - Google Patents

Description

United Kingdom Atomic Energy Authority,

11, Charles II Street, London SW1, England

Vorrichtung zum Führen von fadenartigen Körpern

Die Neuerung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Führen von fadenartigen Körpern, z.B. Kohlenstoffasern, und betrifft insbesondere Vorrichtungen zum Führen von Kohlefaeern auf einen rotierenden Dorn.

■·■ "x

Bestimmte Formen von kohlefaserverstärkten Aufbauten werden dadurch hergestellt, daß die Kohlenstoffasern, die mit Harz tiberzogen sind, auf einen sich drehenden Dofn gewickelt werden, wobei das Harz nachfolgend ausgehärtet wird, um starke Aufbauten zu schaffen.

ic β * »estte β

it it ····· · ■·

Ein Problem besteht jedoch in der Führung der Kohlefasern auf einen Dorn, Eine herkömmliche Führungsvorrichtung von ringförmiger Gestalt„ allgemein als "öee" bekannt, wurde verwendet, erwiea sich aber als unzufriedenstellend. Dies kommt daher, weil Reibungskräfte, die sich aus dem Kontakt zwischen, der Wand der "öse" und den zerbrechlichen Kohlenstoffasern ergeben, zu häufig zu einem Bruch der Fasern führen. Diese Reibungskräfte sind, wie sich herausgestellt hat, dann besonders groß, wenn der Winkel zwischen dem Tau von Kohlenstoffasern und der zentralen Aohse der "öse" ein Maximum ist, was dann der Fall ist, wenn sich das Tau von der "öse" nach einem der Enden des Wickele erstreckt.

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung zum Führen von fadenartigen Körpern geschaffen, die eine Faden-Führungseinriohtung aufweist, welche durch eine Halterung eo getragen wird, daß sie relativ zur Halterung drehbar ist, wobei die Halterung ihrerseits um eine Achse in einem Winkel zur Drehachse der Führungseinrichtung drehbar gelagert ist.

Vorzugsweise enthält die Führungseinrichtung eine Führungsscheibe oder -rolle, die um eine Achse drehbar ist, welche im wesentlichen senkrecht zur Drehachse der Führungseinrichtung ver-

₍ läuft.

Zweckmäßig wird die Vorrichtung so ausbalanciert, daß im ■ wesentlichen keinerlei Tendenz für eine Drehung unter der Einwirkung der Schwerkraft besteht, und zwar weder um die Drehachse I der Führungseinrichtung noch um die Drehachse der Halterung. i

Vorzugsweise ist die Vorrichtung so ausbalanciert, daß unter j

der Einwirkung der Schwerkraft die Vorrichtung das Bestreben hat, '

eine Stellung einzunehmen, in welcher die Drehachse der Scheibe oder Rolle horizontal liegt, wobei dasjenige Teilstück der Scheibe oder Rolle, über welches der fadenartige Körper beim'Betrieb der Vorrichtung läuft, zuunterst liegt.

Vorzugsweise ist der unterste !Teil dieses Teilstücks der Scheibe oder Holle, über welches der fadenartige Körper laufen soll, mit der Drehachse der Halterung fluchtend ausgerichtet.

Die Drehachse der Halterung verläuft vorzugsweise senkrecht zur !Drehachse der Führungseinrichtung.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung beschrieben, und zwar zeigt

Pig. 1 eine perspektivische laicht der Vorrichtung, während die

Fign. 2 und 3 weitere perspektivische Aneichten der Vorrichtung wiedergeben, wobei diese in den Wickel- ! kopf einer Wickelmaschine eingebaut ist. ;

Wie insbesondere aus Pig. 1 hervorgeht, weist eine Vorrica- ^; tung 1 zum Führen eines fadenartigen Körpers in Form eines Taues 2 aus Kohlenstoffasern eine Faden-Führungseinrichtung 3 auf, die von einer Halterung 4- getragen wird, und zwar so, daß sie relativ zur Halterung 4 drehbar ist, wobei die Halterung 4 ihrerseits um eine Achse 5 in einem Winkel zur Drehachse 6 der Führungseinrichtung 3 drehbar gelagert ist.

Im einseinen weist dis Faden-Führungseinrichtung 3 eine genutete Führungsrolle oder -scheibe 7 auf, die um eine Achse S

im wesentli(5hen senkrecht zur Drehachse 6 der Führungseinrichtung 3 drehbar gelagert ist.

Die Führungsscheibe 7 besteht aus einem reibungsarmen Material (PTFE bei diesem Ausführungsbeispiel) und wird von einer Spindel 9 getragen, die zwischen den gemeinsamen Enden eines Paaren von Halteplatten 10 sitzt, welche von einem Grundblock getragen werden. Ein Distanzstück 12, welches zwischen den dem Block 11 abgelegenen Enden der Platter? 10 angeordnet ist, trägt ein Gegengewicht 13, welches auf einem Bolzen 14 verschiebbar sitzt, der in das Distanzstuck 12 eingeschraubt ist. Die axiale Stellung des Gegengewichtes 13 wir'' durch Lookern der Gegenmuttern 13a und Bewegen des Gegengewichtes entlang dem Bolzen H vor dem Wiederfestziehen der Muttern 13a verändert.

Die Halterung 4 ist eine zweiteilige Konstruktion. Der Teil 4a trägt die Führungseinrichtung 3, und der Block 11 lokalisiert eine Spindel 15 (siehe Fig. 2), um welche di<5 Führungseinrichtung

3 rotiert. Das äußere Ende der Spindel 15 ist so geformt, daß die Spindel nicht aus de.-a Teil 4a herausfallen kann. Der Teil 4b weist ein Bodenteilstück 16 auf, von welchem sich ein Hebel 17 erstreckt. Der Hebel trägt eine Welle 18, um welche die Halterung

4 sich dreht. Die Welle 18 wird von einer Lager-Bauteilgruppe ( Fig. 2) drehbar gehalten, die am Wickelkopf 20 einer Wickelmaschine sitzt. Eine Säule 21 von quadratischem Querschnitt erstreckt sich außerdem vom Bodenteilstück 16 aus und ist durch eine im Querschnitt quadratische Aussparung im Teil 4a verschiebbar gehalten. Eine Feststellschraube (nicht dargestellt) dient dazu, den Teil 4a und die Säule 21 aneinander zu befestigen. Diese Feststellschraube bzw. Verriegelungsschraube wird gelockert, um die Relativstellungan der Teile 4a, 4b der Halterung 4 einzustellen, und wird danach wieder festgezogen.

•»«•«fit

Eine lange Schraube 22 ist in die Seite öes Bodenteilatücks 16. eingeschraubt und dient als ein weiteres Gegengewicht, Wenn | ein weiteres Gewicht benötigt wird, so kann dies an der Schraube 22 befestigt werden.

Wie am besten aus Pig. 2 hervorgeht, wird die Führungsvorrichtung 1 durch den Wickelkopf 20 einer Wickelmaschine getragen. Die Maschine ist eine solche vom Modell Kr. WSH 65/30, welches von der deutschen Firma Joseph Baer hergestellt wird. Ein Dorn 30 wird zwischen einem Paar von einander zugewandten Drehbankfuttern 31 (von denen nur eines dargestellt ist) gehalten, und das Tau 2 aus Kohlenstoffasern wird auf den Dorn in dem Maße aufgewickelt, wie dieser gedreht wird, um auf diese Weise einen rohrförmigen Aufbau zu bilden.

Das Kohlefaserntau 2, das vorher mit Harz versehen und gespannt ist, wird durch die Torrichtung 1 auf den rotierenden Dorn 30 geführt. Die Kohlefasern werden auf den Dorn 30 in einem Muster aufgewickelt, welches entsprechend den beim endgültig gebildeten rohrförmigen Aufbau gewünschten Eigenschaften, bestimmt wird.

Wenn das Tau 2 von der Führungsvorrichtung I wegläuft, kann sich die Führungseinrichtung 3 frei um die Achse 6 drehen, und die Halterung 4 kann sich frei um die Achse 5 drehen, so daß die Rolle oder Scheibe 7 selbsttätig die beste Ausrichtung einnimmt, und zwar zwischen der Linie des Taues 2 auf der Eingangsseite der ScHeibe oder Rolle 7 und der Linie des Taues 2 auf der Ausgangsseite der Scheibe oder Rolle 7. Die Vorrichtung ?cann so aufgebaut werden, daß für einen Bereich von Aufnahmestellungen auf dem Dorn 30 die Scheibe oder Rolle 7 eine Stellung einnimmt, in welcher das Tau 2 die Scheibe 7 im wesentlichen senkrecht zur Achse 8 der Scheibe oder Rolle " erreicht und verläßt.

·■>· 1414

einige Stellen oder Stellungen aber, beispielsweise wenn
das Tau 2 gerade über die Enden des Doms gewickelt wird, ist
die Verlaufslinie des Taus 2, welches sich der Scheibe 7 nähert
und diese verläßt, etwas winklig zur !formalen verlagert. In
diesen Fällen entsteht ein gewisses Schleifen des l'aues 2 an den
Seiten der Scheibe 7, aber die durch die Vorrichtung vorgesehene
Ausrichtungsfreiheit stellt sicher, daß dieses Schleifen auf ein
Mindestmaß herabgesetzt wird.

Die Vorrichtung kann so ausbalanciert werden, daß praktisch
keinerlei Tendenz für eine Drehung unter der Einwirkung der
Schwerkraft um beide Achsen 5 und 6 vorhanden ist. Es hat sich
jedoch herausgestellt, daß die Vorrichtung dann gut arbeitet,
wenn der Ausgleich po eingestellt ist, daß das Ende der Halterung
4 das Bestreben hat, unter Schwerkraft die unterste Lage einzunehmen. Es ist für einen statilen Betrieb wichtig, daß die unter- « ste Bertihrungsstelle des Taues 2 mit der Scheibe 7 im wesentlichen in einer Linie mit der Achse 5 oder leicht oberhalb der i Linie der Achse 5 liegt. >

Nachdem genügend harzbeladene Kohlenstoffaser auf den Dorn
30 aufgewickelt ist, um den rohrförmigen Aufbau zu bilden, wird i dieser nach dem Aushärten "vom Dorn entfernt. ^!

Bei einer Abänderungsform der Vorrichtung zua Erleichtern
des Reinigens wird das Distanz?tuck 12 mit dem Bolzen H und dem
Gegengewicht 13 von den Scheiben-Halteplatten 10 abgenommen, so '■ daß die Scheibe 7 in einem an den Enden offenen Spalt zwlsohe/i I

den Platten 10 sitzt. Ein Gegengewichtausgleich ist bei der Ab- |

änderungsform durch e inen Arm vorgesehen, der auf der Welle 18 i auf der dem Hebel 17 abgelegenen Seite der Lager-Bauteilgruppe j

19 festgeklemmt ist. Der Arm ragt etwa um 180° zum Hebel 17 vor '■

i und ist an seinem Ende mit Schraubengewinde versehen, damit ein

I * r-i · · » ι ι ι ι ι

I· Aft·«· _t

Gegengewicht lokalisiert und befestigt werden kann. Der Arm kann gekröpft sein, damit er die Führungsscheibe nicht stört, die oben rechts in Fig. 2 dargestellt ist. Alternativ kann diese Führungsscheibe auch an einer anderen Stelle gehalten werden, und zwar etwas mehr von der Vorrichtung 1 entfernt. Bei der Abänderungsform kann das zusätzliche Gegengewicht 22 eingespart werden, da die Wirkung desselben durch Einregelung der Winkelstellung, in welcher der Gegengewichtarm auf der Welle 18 festgeklemmt ist, reproduziert werden kann.

S chut zans prüohe

■< 'ι

Claims (6)

I ■ ■ · * · - 8'-" 049 Kü/Sehm ' . ■ · S chut gans prüche

1. Vorrichtung zum Führen von fadenartigen Körpern mit einer Faden-Führungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (3) von einer Halterung (4) so getragen ist, daß sie relativ zur Halterung (4) drehbar ist, und daß die Halterung (4) ihrerseits um eine Achse (5) in einem Winkel zur Drehachse (6) der Führungseinrichtung (3) drehbar gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (3) eine Führungsscheibe oder -rolle (7) enthält, welche um eine Achse (8) drehbar gelagert ist, die im wesentlichen senkrecht zur Drehachse (6) der Führungseinrichtung (3) verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) so ausbalanciert ist, daß im wesentlichen keinerlei Tendenz für eine Drehung unter der Einwirkung der Schwerkraft um entweder die Drehachse (6) der führungseinrichtung (3) oder die Drehachse (5) der Halterung (4) vorhanden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) so ausbalanciert ist, daß unter der linwirkung der Schwerkraft die Vorrichtung (1) das Bestreben hat, eine Stellung einzunehmen, in welcher die Drehachse (8) der Scheibp oder Rolle (7) horizontal liegt, wobei dasjenige Teilstück der Scheibe oder Rolle 0), über welches der fadenartige Körper (2) beim Betrieb der Vorrichtung (1) läuft, sich zuunterst befindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der unterste Teil dieses Teilstücks der Rolle oder Scheibe (7), über welchep der fadenartige Körper (2) laufen soll, in einer Linie mit der Drehachse (5) der Halterung (4) ausgerichtet ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (5) der Halterung (4) senkrecht zur Drehachse (6) der Führungseinrichtung verläuft.