-
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Garnen aus endlosen
Glasfäden oder ähnlichen künstlich erzeugten Fäden Die Erfindung bezieht sich auf
Verbesserungen und weitere Durchbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung zur
Herstellung von Garnen aus endlosen Glasfäden oder ähnlichen künstlich erzeugten
Fäden gemäß dem Patent 721 505.
-
Nach dem Hauptpatent werden die von der Erzeugungsstelle kommenden
Fäden in Kreuzwindungen auf der äußeren oder inneren Umfangsfläche eines zylindrischen,
nach einem Ende vorzugsweise sich verjüngenden Körpers aufgewickelt und der entstandene
Wickel in der Achsrichtung des Wickelkörpers an einem seiner Enden, und zwar bei
sich verjüngendem Wickelkörper an dem Ende kleineren Durchmessers, fortlaufend durch
mechanische oder pneumatische Ziehmittel abgezogen und gestreckt, so daß ein aufspulbares
schlauchförmiges Garn nach Art eines Schlauchgeflechtes entsteht, dessen Fäden durch
das Strecken zwar bis zu einem gewissen Grade eine Parallellegung erfahren, aber
durch die Bildung des Wickels in Kreuzwindung die sich kreuzende regelmäßige Lage
mehr oder weniger beibehalten
haben. Dabei kann während der Bildung
des Fadenwickels und des Ziehens des Garnes aus diesem axial durch den Wickel und
in das Garn fortlaufend eine Seele aus irgendeinem gewünschten Stoff, beispielsweise
ein fertiger oder während der Einführung sich bildender, als elektrischer Leiter
geeigneter Metalldraht eingeführt werden, der eine Isolierhülle besitzt oder während
der Einführung mit einer solchen Hülle versehen werden kann.
-
Ein nach diesem Verfahren hergestelltes Garn ist gleichmäßiger als
die bisher bekannten Garne, und die Einzelfäden halten infolge der gekreuzten Lage
besser zusammen.
-
Gemäß der Erfindung wird die an und für sich schwache regelmäßige
Kreuzung der auf die Wickeltrommel aufgewickelten Fadenwindungen nicht dadurch erhalten,
daß der Schmelzofen mit dem Düsenkörper gegenüber der axial unverschiebbaren Wickeltrommel
hin und her bewegt wird, sondern die Kreuzung der auf die Wickeltrommel aufgewickelten
Glasfadenwindungen wird bei ortsfestem Schmelzofen mit Düsenkörper und ebenfalls
ortsfester Wickeltrommel durch das fortlaufend gleichmäßige Abziehen des gebildeten
Fadenschlauches nach dem freien Ende der Wickeltrommel zu erzielt. Es ergibt sich
dies ganz automatisch daraus, daß infolge des Abziehens des Fadenschlauches die
nach dem Abziehende der Wickeltrommel zu liegenden Öffnungen des Düsenkörpers ihre
Glasfäden auf die schon von den übrigen Öffnungen aufgewickelten Glasfadenwindungen
auflegen, also auf einem größeren Durchmesser des Fadenschlauches aufwickeln. Infolgedessen
wird der sich bildende Fadenschlauch nicht zylindrisch, sondern kegelstumpfförmig
mit einem nach dem Abzugsende der Wickeltrommel zu liegenden größten Durchmesser.
Dabei ist vorausgesetzt, daß der Umfang der Wickeltrommel selbst zylindrisch oder
auch prismatisch ist. Tede Öffnung des Düsenkörpers wickelt also auf den sich bildenden
kegelstumpfförmigen Fadenschlauch des Wickelzylinders eine Glasfadenwindung auf,
deren mittlerer Durchmesser immer größer als derjenige der vorhergehenden Windung
in der Abzugsrichtung des Fadenschlauches ist (welche durch die vorhergehende angrenzende
Öffnung des Düsenkörpers aufgetragen wurde). In ähnlicher Weise ergibt sich, daß
der mittlere Durchmesser der durch die erste Öffnung des Düsenkörpers aufgewickelten
Windung kleiner als derjenige der Windung ist, welche durch die folgende angrenzende
Öffnung aufgewickelt wurde.
-
Der von der Wickeltrommel hergestellte Fadenschlauch wird wie bei
dem Hauptpatent in Achsrichtung der Trommel abgezogen. Dabei kann das Abziehen pneumatisch
oder mechanisch erfolgen. In weiterer Ausbildung des Gegenstandes des Hauptpatentes
wird jedoch das Garn oder Vorgarn bzw. Kabel aus dem schlauchförmigen Fadenmantel
nicht durch Strecken und Drehen des abgezogenen Fadenschlauches hergestellt, sondern
entsprechend dem früheren Patent 691 ogo der Patentinhaberin durch Aufschneiden
des Fadenmantels oder -schlauchen mittels eines oder mehrerer fester Messer in Streifen,
die darauf zu dem Vor- oder Fertiggarn zusammengedreht werden. Das Drehen oder Ausziehen
des Garnes erfolgt entweder durch ejektorartige Gebläse oder mittels Ziehwalzen,
worauf es auf ein Rohr aufgewickelt werden kann, das am Umfang mit Transporteinrichtungen
versehen ist, welche das Fertiggarn fortlaufend abführen.
-
Im besonderen sieht die Erfindung vor, aus dem Fadenschlauch einen
einzigen Streifen mittels eines Messers, zwei Streifen mittels zweier um i8o'°'
gegeneinander stehender Messer und mehr als zwei Streifen durch eine entsprechende
Anzahl von Messern zu schneiden, die gleichmäßig verteilt um den Umfang der Wickeltrommel
und in deren Längsrichtung versetzt zueinander liegen. Zweckmäßig werden vier aus
dem Fadenschlauch erhaltene Streifen um einen Fadenkern aus dem gleichen oder einem
anderen Stoff, beispielsweise einen Metalldraht oder einen elektrischen Leiter,
in derselben Weise gewickelt, wie es im Hauptpatent beschrieben ist. Die in den
geschnittenen Streifen enthaltenen Fäden besitzen eine ununterbrochene Länge, und
ihre Lagen weisen regelmäßige Kreuzungen auf. Die geschnittenen Streifen lassen
sich daher sehr gut riehen und drehen. Auch sind sie zur Aufnahme einer Faden- oder
Drahtseele besonders geeignet.
-
Weiter ist erfindungsgemäß eine automatische Regelung der auf die
Fadenstreifen ausgeübten Zugwirkung entsprechend der auf die Wickeltrommel aufgewickelten
Garnmenge vorgesehen.
-
Das fertig gezogene und gedrehte Garn bzw. Kabel wird zweckmäßig mittels
eines durch die Rückwirkung des aus dem Gebläse kommenden Luftstromes sich drehenden,
gekröpften Armes auf einen ortsfesten Rohrkrümmei# aufgewickelt und der Wickel auf
dem Umfang des Krümmers durch ein aus endlosen Bändern bestehendes Transportsystem
weitergeleitet.
-
In ähnlicher Weise kann erfindungsgemäß auf der Wickeltrommel ein
Transportsystem für den gebildeten Fadenschlauch vorgesehen werden, welches aus
endlosen Schraubenfedern oder Ketten besteht. Diese endlosen Spiralfedern stehen
aus Schlitzen des Trommelmantels zwecks Eingriffs mit dem Fadenschlauch etwas vor
und sind in an der Innenseite des Trommelmantels befestigten halbrunden und runden
Gleitbahnen geführt. Die Schraubenfedern werden durch ihnen gemeinsame Schneckenräder,
die auf einer durch die Trommellagerung gehenden Achse befestigt sind, angetrieben.
Zwischen dem vor- und dem zurücklaufenden Trum jeder Schraubenfeder sind Abstandsschraubenräder
angeordnet, die den Eingriff des antreibenden Schneckenrades und die Bewegung sowie
Führung der Federn unterstützen. Um den Einbau aller dieser Teile innerhalb der
Wickeltrommel zu erleichtern, wird diese vorteilhaft aus zwei Teilen hergestellt.
Das Transportsystem ist sehr dazu geeignet, den gebildeten Fadenschlauch nach dem
Abgabeende der Wickeltrommel hin zu bewezen. da die in uleichmäßigen Abständen am
Trommelumfang
angeordneten Schraubenfedern mit ihren geschlossenen Windungen eine gute Auflage
für den gewickelten Fadenschlauch bilden und diesen, ohne den Einzelfäden zu schaden,
leicht erfassen.
-
Die in dem Düsenkörper des Schmelzofens vorgesehenen Spinnöffnungen
können erfindungsgemäß nach dem Abgabeende der Wickeltrommel zu mit fortschreitend
zunehmenden Durchmesser ausgeführt werden, um die Zunahme des Durchmessers der aufgewickelten
Fadenwindungen etwas auszugleichen.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung in beispielsweisen Ausführungen
dargestellt.
-
Abb. i zeigt eine Vorderansicht des ortsfesten Schmelzofens mit ortsfestem
Spinndüsenkörper, aus dem die Fäden ausgezogen und auf einer zylindrischen Trommel
aufgewickelt werden, wobei die gebildete Fadenlage gleichförmig in axialer Richtung
abgeführt wird, so daß regelmäßige Kreuzwindungen entstehen.
-
Abb.2 zeigt eine schaubildliche Ansicht des Schmelzofens mit der Wickeltrommel,
aus der das Anwachsen des Durchmessers der Windungen des gebildeten Fadenschlauches
ersichtlich ist.
-
Abb. 3 stellt schematisch die Bildung der Winkel zwischen den Windungen
auf der Wickeltrommel dar.
-
Abb. q. ist eine Seitenansicht des Schmelzofens und der Wickeltrommel,
aus welcher der Anfangs-und Enddurchmesser des gebildeten Fadenschlauches ersichtlich
ist.
-
Abb. 5 ist ein Längsschnitt durch eine Wickeltrommel mit endlosen
Schraubenfedern für die axiale Längsbewegung des Fadenschlauches.
-
Abb. 6 ist ein Schnitt nach der Linie A-ß der Abb. 5.
-
Abb.7 zeigt eine schaubildliche Ansicht des Wickeltrommelantriebes.
-
Abb.8 zeigt eine Teilansicht des Spinndüsenkörpers im vergrößerten
Maßstab mit den im Durchmesser fortschreitend zunehmenden Spinnöffnungen.
-
Abb. 9 zeigt eine Ansicht einer zur Bewegung des Fadenschlauches dienenden
endlosen Schraubenfeder, zwischen deren beiden waagerechten Trumen Abstandsrollen
angebracht sind.
-
Abb. io ist ein Querschnitt der aus zwei Hälften bestehenden Wickeltrommel,
welcher die regelmäßige Verteilung der Transportfedern am Trommelumfang zeigt.
-
Abb. i i zeigt im größeren Maßstab den Eingriff des Schneckenrades
in das zurücklaufende Trum einer Transportfeder.
-
Abb. 12 ist ein Querschnitt durch die beiden waagerechten Trume einer
der Schraubenfedern und der ihnen als Gleitbahn dienenden halbrunden und runden
Unterstützungen.
-
Abb. 13 zeigt die Befestigung einer Schraubenfederführung an der Innenfläche
der Wickeltrommel.
-
Abb. 14 ist eine Seitenansicht eines Teiles der Schraubenfederführung
nach Abb.13. Abb.15 zeigt den Eingriff des Schneckenrades mit dem zurücklaufenden
Trum einer Transportfeder und eine zwischen den beiden Transportfedertrumen vorgesehene
Übertragungsrolle.
-
Abb. 16 zeigt die Art der Herstellung des Garnes durch Aufschneiden
des gebildeten Fadenschlauches mittels eines Messers.
-
Abb. 17 ist eine Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung endloser
umsponnener oder umwickelter Kabel gemäß der Erfindung.
-
Abb. i8 zeigt eine Aufschneidevorrichtung für den gebildeten Fadenschlauch
mittels mehrerer an der Seite der Wickeltrommel befestigter Messer parallel zu der
Bewegungsrichtung des Fadenschlauches.
-
Abb. i9 zeigt ein an der Seite der sich drehenden Wickeltrommel entsprechend
der Abb. i8 befestigtes Messer.
-
Abb. 20 ist ein Querschnitt und Abb. 21 eine Ansicht einer Vorrichtung,
die gleichzeitig vier Streifen aus dem gebildeten Fadenschlauch schneidet und diese
um eine Metalleinlage, elektrischen Leiter od. dgl. wickelt.
-
In Abb. i sind i", 1b, 1" lx, iy, 1, die Glasfäden, die aus
den Öffnungen 6a, 6b, 6, 6, 6y, 6Z des dem Schmelzofen q. vorgelagerten Düsenkörpers
5 austreten und auf eine sich drehende zylindrische Trommel.2 derart aufgewickelt
werden, daß sie einen konischen Fadenschlauch 3 bilden, welcher fortlaufend mit
regelbarer Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles F von einer mechanischen Vorrichtung,
die beispielsweise aus endlosen Schraubenfedern (Abb.5, 6 und 9 bis 15) bestehen
kann, abgeführt wird.
-
Obschon der Schmelzofen q. und der Düsenkörper 5 ortsfest sind, erfolgt
dadurch, daß der auf dem Wickelzylinder gebildete Fadenschlauch fortlaufend in axialer
Richtung abgeleitet wird, eine fortlaufende Relativbewegung zwischen den ortsfesten
Ausgangsstellen der Glasfäden, den Öffnungen 6Q, 6b, 6, 6, 6y,
6, und dem aufgewickelten Fadenschlauch, so daß letzterer nicht zylindrisch,
sondern konisch wird, also einen abgestumpften Kegel bildet. Die Fadenwindungen
dieses abgestumpften Kegels liegen fortlaufend übereinander, und zwar liegen die
von den aus den Öffnungen 6d, 6b, 6, herauskommenden Fäden gebildeten Windungen
unten und die von den aus den Öffnungen 6x, 6" 6, herauskommenden Fäden gebildeten
Windungen oben. Diese unten- und obenliegenden Windungen kreuzen sich, da sie auf
verschiedenen Durchmessern liegen. Die Konizität des gebildeten Fadenschlauches
und damit die Kreuzlage der Windungen hängt unter Voraussetzung einer gleichförmigen
Drehgeschwindigkeit der Wickeltrommel von dem jeweiligen, einer Öffnung des Düsenkörpers
gegenüberliegenden Durchmesser des Fadenschlauches und von der Geschwindigkeit der
Axialbewegung des gebildeten Fadenschlauches ab.
-
In Abb.3 ist schematisch veranschaulicht, in welcher Weise die Kreuzung
der Fadenwindungen auf der Wickeltrommel zustande kommt. In dieser Abbildung sind
6ä einige von der linken Öffnung 6a
gebildete Fadenwindungen, die
mit von der rechten Öffnung 6, gebildeten Fadenwindungen i, einen bestimmten
(maximalen) Kreuzungswinkel bilden, der durch ß bezeichnet ist. An den Stellen 7,
7', 7" sind die Winkel aufeinanderfolgender Windungen ersichtlich. In der Praxis
sind diese Winkel allerdings viel kleiner als dargestellt.
-
Der Grund dieses Ergebnisses ergibt sich auch aus folgendem: Die Steigung
der Windungen mit kleinerem Durchmesser (diejenigen, welche vorhergehen und sich
unten befinden) ist größer als die der Windungen mit größerem Durchmesser (Windungen,
welche folgen und sich oben befinden), denn während einer vollen Umdrehung der Wickeltrommel
findet eine bestimmte axiale Verschiebung des gebildeten Fadenwickels gleichzeitig
auf Umfängen verschiedener Länge statt. Dadurch wird auch die Steigung der Fadenwindungen
verschieden, wodurch sich die gewünschte Kreuzung ergibt.
-
Bisher wurde die Kreuzung der Fadenwindungen auf der Wickeltrommel
durch eine axiale Hinundherbewegung zwischen dem Düsenkörper und der Wickeltrommel,
insbesondere durch eine axiale Hinundherbewegung des Düsenkörpers, erhalten.
-
In Abb. 5 ist eine einfache mechanische Vorrichtung gezeigt, welche
das Vorrücken der kegelstumpfförmigen Fadenlage 3 bewirkt. Diese Fadenlage bildet
sich über umlaufenden Schraubenfederbändern 8, 8a, 8b usw., deren inneres, leer
zurücklaufendes Trum 8', 8", 8b von einem Schneckenrad io, dessen Zähne i i mit
den Spiralwindungen im Eingriff stehen, angetrieben wird.
-
Das Schneckenrad io ist auf einer durch die Lagerung der Wickeltrommel
2 gehenden Welle 13 befestigt, welche ihre Drehbewegung von einer Riemenscheibe
14 (Abb. 7) über einen Riemen 15 erhält, welcher von der Scheibe 16 eines Geschwindigkeitswechselgetriebes
17 angetrieben wird. Das Geschwindigkeitswechselgetriebe 17 ist an einen Elektromotor
18 angeschlossen, dessen Hauptwelle i9 über Riemen 2o, 21 und ein Svstem von Geschwindigkeitsänderungsrädern
mit der Antriebsscheibe 22 der Wickeltrommel 2a verbunden ist. Aus Abb. 6 ist ersichtlich,
daß die einen abgestumpften Kegel bildende Fadenlage 3 leicht durch die biegsamen
Schraubenfederbänder 8a, 81,
usw. (Abb. 6) angetrieben wird.
-
Die einzelnen Schraubenfederbänder sind in von dem Trommelmantel gebildeten,
mit Schlitzen versehenen Hohlrinnen 25, in halbrunden Rohren 23 und in mit diesen
parallelen Rohren 23' geführt. Die Führungen 23, 23' bilden ein Stück und sind durch
Stützen 26, 26' und Bolzen an der Innenwand des Trommelmantels befestigt.
-
Um den Einbau der Teile 23, 23' mit den zugehörigen Transportfedern
leicht durchführen zu können, wird die Wickeltrommel aus zwei Teilen 2b, 2, zusammengesetzt,
die mittels nach innen geführter Winkellaschen 2b, 2,', 2b;' und 2,' und
Schraubenbolzen 27 miteinander verbunden sind. Die Teile 23, 23', 8 und 8' werden
in Serienfabrikation hergestellt, sie sind daher billig anzufertigen. Infolge der
guten Führung der Transportfedern in den halbrunden und runden Gleitbahnen 23, 23'
erfolgt die Bewegung aller Federn mit gleichförmiger Geschwindigkeit. Diese Geschwindigkeit
ist durch das Geschwindigkeitswechselgetriebe 17 regelbar, durch das auch die Nummer
des herzustellenden Garnes eingestellt wird.
-
Um auch die Bewegung der beiden Trume der Federn gleichförmig zu gestalten,
sind auf Bügeln 29, 29' gelagerte Schraubenräder 28, 28' (Abb. 9) vorgesehen, die
in die durch die Windungen der Federn gebildeten Zähne eingreifen, wobei die Federn
8, 8' selbst die Wirkung von Zahnstangen haben. Um einen möglichst guten Eingriff
des Schneckenrades io mit den Schraubenfedern 8 zu erhalten, werden die Gänge ii
des Schneckenrades möglichst hoch und spitz ausgeführt.
-
Die sich in dem Düsenkörper 5 des Schmelzofens q. befindenden Spinnöffnungen
werden zweckmäßig im Durchmesser nach rechts fortlaufend größer gewählt, um der
mit größerem Durchmesser der Fadenwindungen zunehmenden Ziehgeschwindigkeit der
Glasfäden Rechnung zu tragen. In Abb. 8 hat beispielsweise die Öffnung 6e einen
kleineren Durchmesser als die Öffnung 6h und diese einen kleineren Durchmesser als
die Öffnung 6,a.
-
In Abb. 17 ist eine Vorrichtung dargestellt, mit welcher das Spinnen
und Zwirnen des erfindungsgemäßen Garnes fortlaufend durchgeführt werden kann. Die
Fadenlage 3 wird in Richtung des Pfeiles F gleichförmig mittels Ketten 30, 30a,
30b bewegt, die in der Wickeltrommel 2b geführt sind. 32 ist ein glatter Konus,
über dessen Fläche der gebildete Fadenschlauch bei 3b sich verjüngend abgezogen
und mittels zweier in einem Winkel von i8d" gegeneinander stehender, axial der Trommel
etwas versetzter, feststehender Messer 31, 31" aufgeschnitten wird. Diese Streifen
wickeln sich ähnlich wie im Hauptpatent um einen Metalldraht 33a. Das Ziehen der
geschnittenen Streifen wird durch ein Druckluftgebläse 34. bewirkt. Dieses Gebläse
kann nach Abb. 16 durch ein Paar Zugrollen ersetzt werden. 35 ist ein Abgaberohr
für das umsponnene Kabel, das sich auf das feste Rohr 37 in Längsrichtung aufwickelt.
Die aufgewickelten Lagen werden von endlosen Bändern 38, 38' in Richtung des Pfeiles
G abgeführt. Die Aufwicklung des Kabels kann auch durch Kreuzung der Fadenlagen
erfolgen. In diesem Fall wird die Muffe 39 auf und ab bewegt und gleichzeitig um
das feste Rohr 4o gedreht. Die Zugwirkung auf das Kabel wird durch einen Schieber
4.1 geregelt, der zu diesem Zweck mit einem Handgriff 42 versehen ist. Die Aufwickelung
des fertiggestellten Kabels erfolgt durch Reaktion der aus dem Rohr 35 ausgestoßenen
Luft, die eine Drehbewegung dieses Rohres verursacht.
-
Nach Abb. 16 wird ein festes Messer 31b verwendet, das den Fadenmantel
zu einem Band 32b schneidet, welches von Rollen 39' abgezogen, hierbei gestreckt
und gezwirnt wird.
-
Bei der Spinnvorrichtung nach Abb. 17 kann zur Regelung des Saugzuges
durch das Gebläse 3.4 mit Rücksicht auf die durch dasselbe erzeugte
Fadenmasse
eine Vorrichtung verwendet werden. wie sie in Abb.18 dargestellt ist. Diese Vorrichtung
weist einen Ring 4o auf, der mittels eines Stabes 41 in einer Kulisse 42 geführt
ist und in dieser gleiten kann. Die Kulisse 42 überträgt einen Druck des Ringes
4o auf eine Ventilhülse 43, die dabei eine Feder 44 zusammendrückt. Jedesmal, wenn
die aus dem Fadenschlauch geschnittenen Streifen durch den Saugzug des Gebläses
übermäßig gespannt werden, drücken sie den Ring 4o nach rechts, so daß durch die
Ventilhülse die Zufuhr von Druckluft zu dem Gebläse gedrosselt wird. Diese pneumatische
Regelvorrichtung wird unnötig, wenn man ein mechanisches Ziehrollensystem 39', 39'
nach Abb. 16 verwendet, bei dem ein gewisses Gleiten der Rollen bei übermäßiger
Fadenspannung möglich ist.
-
Auf ähnliche Weise kann auch das Aufwickeln des umsponnenen Kabels
auf einer Abfuhrtrommel durch Vermittlung einer regelbaren Friktion bewirkt werden,
um ein fortlaufendes Arbeiten des ganzen Herstellungsverfahrens des Fadens bis zur
Aufwicklung auf die Spulen zu erhalten.
-
Nach Abb. 18 werden die Streifen 32, durch Schnitte in Richtung der
Erzeugenden der Trommel erhalten, die durch eine Anzahl gleicher, an der Seite der
Trommel 2, mittels Stützen 46 befestigter Messer45, 45', 45" ... ausgeführt
werden (Abb. i9).
-
Bei den Abb. 20, 21 sind die vier Messer 47, 47', 47" und 47"' am
Umfang der Trommel in gleichen Abständen verteilt angeordnet und in der Längsrichtung
der Trommel etwas zueinander versetzt.
-
. Man erhält auf diese Weise vier ausziehbare Streifen 48, 48', 48",
48"', welche um einen elektrischen Leiter oder anderen Draht oder Faden
33,
(Abb. 21) gewickelt werden. Mit 2, ist die Wickeltrommel bezeichnet, und
36' ist das sich ergebende fertige Kabel, welches durch Ziehen beim Aufwickeln erhalten
wird.