DE2514072C2 - Vorrichtung zum Umlenken kontinuierlich angelieferter Fasern und Drähte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.

Räumlich oder eben gekrümmte Führungsrohre besitzen ein großes Anwendungsspektrum. Sie werden beispielsweise in kontinuierlich arbeitenden Spinnanlagen für Chemiefasern benutzt, um die Faserkabel in Kannen abzulegen. Dabei ist es notwendig, da die Faserkabel am Umfang der Kannen abgelegt werden, sie aus ihrer vertikalen Lieferrichtung auf eine Bahn umzulenken, deren Krümmung der der Kannen entspricht. Dies geschieht durch Rotation des Führungsrohres, wodurch das Faserkabel in Kontakt mit der Innenwand des Führungsrohres gelangt. Deshalb werden an ihre Innenwand hohe Anforderungen hinsichtlich der Oberflächenqualität und der Fertigungsgenauigkeit gestellt.

Gekrümmt^ Führungsrohre, die ähnlich wie im Rohrleitungsbau aus einzelnen, ineinandergeschobenen Krümmern bestehen, sind nicht geeignet, da durch die inneren Stoßkanten der einzelnen Segmente Kanten und Vorsprünge im Führungsrohr entstehen, die nach dem Zusammenbau nicht mehr zu beseitigen sind, insbesondere wegen der in Chemiefaseranlagen benötigten kleinen Durchmesser des Führungsrohres. Andererseits besitzen gebogene Führungsrohre den Nachteil, daß ihre innere Oberfläche nach dem Biegen — sei es nun räumlich oder eben — nicht mehr oder nur mit erheblichem Aufwand bearbeitet werden kann. Eine Bearbeitung mit engen Bearbeitungstoleranzen und hohen Qualitätsanforderungen vor dem Biegen ist deshalb nicht möglich, da durch das Biegen die Toleranzen verändert werden.

Es ist ferner bekannt, ein gekrümmtes Führungsrohr aus einzelnen geraden Rohrsegmenten mit abgeschrägten Stirnflächen zusammenzusetzen. Die Stirnflächen dieser Segmente sind als Flansche ausgebildet, durch die die einzelnen Segmente miteinander verbunden werden. Die Nahtstellen bilden dabei naturgemäß die Schwachstellen des Führungsrohres, besonders dann, wenn diese Führungsrohre in Rotation versetzt werden, wie dies bei der Ablage der Faserkabel in Kannen notwendig ist. Die dabei auftretenden Belastungen führen zu Deformation oder sogar zur Zerstörung der Vorrichtung. Weitere Schwierigkeiten treten auf, wenn die Segmente in ihren Außenabmessungen so gering werden, daß die üblicherweise verwendeten Schraubverbindungen der einzelnen Segmente nicht mehr möglich sind. Die sich als Alternative anbietenden nicht lösbaren Verbindungen — Löten, Kleben oder Schweißen — kommen nicht infrage, da nach dem Zusammenfügen keine eventuell erforderliche Nachbearbeitung der Nahtstellen von innen mehr möglich ist Ferner sind bei den geringen ίο Außenabmessungen de Segmente die Fügeflächen für diese Verbindungen nicht genügend groß, um einen ausreichenden Zusammenhalt zu gewährleisten, wenn eine zusätzliche Belastung durch Rotation auftritt

Des weiteren ist das DT-Gbm 66 03 843 bekannt, in dem ein in sich elastisch ausgeführtes Führungsrohr beschrieben wird. Dabei wird ausgeführt daß die innere Oberfläche keine glatte Führungsbahn aufweist und die Elastizität des Führungsrohres so groß ist daß während des Betriebes ein Verbiegen des Führungsrohres durchgeführt werden kann. Bei der Verwendung dieser Vorrichtung zur Kannenablage treten die Nachteile auf, daß aufgrund der Elastizität des Führungsrohres keine stabile Bauform bei Auftreten von Fliehkraftbelastung pufgrund von Rotation erreichbar ist und daß durch die

Kanten der nicht glatten Oberfläche das Faserkabel beschädigt werden kann.

Daraus ergibt sich die Aufgabe der Erfindung, eine gekrümmte, beim Einsatz bei hohen Drehzahlen genügend steife Führungsvorrichtung vorzuschlagen,

die aus einzelnen geraden Segmenten besteht die sich zu jeder gewünschten Raumkurve zusammensetzen lassen und die durch nicht lösbare Verbindungen zusammengefügt sind.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des ersten Anspruchs. Durch die Anordnung der einzelnen Segmente in einem Gehäuse und das Ausgießen des Gehäuseinneren mit dem Bindemittel wird gewährleistet, daß das Führungsrohr hohen Drohzahlen ausgesetzt werden kann. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß sie leicht ausgewuchtet werden kann.

Wird durch einen geraden Kreiszylinder eine Ebene gelegt, die die Zylinderachse unter einem Winkel schneidet so ist der Querschnitt an der Schnittfläche eine Ellipse. Daraus entsteht die Forderung, daß — da ein Führungsrohr aus verschiedenen Segmenten mit unterschiedlicher Neigung der Stirnflächen zur Zylinderachse zusammengesetzt ist — jedes Segment entsprechend seiner Lage innerhalb des Führungsrohres einzeln gefertigt werden muß und nur an der vorbestimmten Stelle eingebaut werden kann. Um diese Nachteile zu vermeiden, und das Führungsrohr nur aus wenigen Grundsegmenten aufzubauen, wird in einer vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, die Kanten der Segmentbohrung an den Stirnflächen zu runden. Um die einzelnen Segmente zueinander verdrehen zu können, ohne daß Überschneidungen der Ellipsen auftreten, ist es vorteilhaft, die Neigung der Stirnflächen der einzelnen Segmente nicht größer als 10° auszubilden. Aus dem gleichen Grunde sollte das Verhältnis Segmentlänge/Bohrungsdurchmesser kleiner 1 ausgeführt werden.

Um den bündigen Zusammenhalt des Führungsrohres zu gewährleisten, sind die Stirnflächen geplant. Dadurch

⁶S wird verhindert, daß beim Umgießen des Führungsrohres im Gehäuse mit einem Bindemittel dieses zwischen die einzelnen Segmente eindringen kann.
Zur Verminderung des Verschleißes durch Abrieb

zwischen den Fasern und Drähten an der Innenwand des Führungsrohres und zur Erhöhung der Lebensdauer des Führungsrohres wird ferner vorgeschlagen, daß Führungsrohr innen durch eine geeignete Oberflächenbehandlung zu schützen, beispielsweise zu mattieren und/oder den gesamten Segmcntkörper aus verschleißfestem Werkstoff herzustellen.

AJs Bindemittel im Sinne der Erfindung werden wegen ihrer Festigkeit und aus Gewichtsgründen Duroplaste, beispielsweise Epoxyharze, bevorzugt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert

Es stellt dar

Fig. 1 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig.2, 3 einen Längsschnitt der Segmente zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte V01 richtung wird zur Ablage von vertikal angelieferten Faserkabeln in Spinnkannen benutzt Die Vorrichtung besteht aus einem rotationssymmetrischen Gehäuse 1, das an einem hier nicht dargestellten vertikalen Zufuhrrohr drehbar befestigt ist und das sich in Laufrichtung des Faserkabels trichterförmig erweitert Das im Gehäuse 1 angeordnete Führungsrohr 2 verläuft von einer Bohrung in der Rotationsachse auf der oberen Stirnfläche des Gehäuses 1 spiralförmig zu der Austrittsöffnung am unteren Gehäuseumfang, an dem das Führungsrohr 2 im wesentlichen tangential nach außen mündet Das Führungsrohr 2 ist aus einzelnen, bündig aneinandergereihten Segmenten zusammengesetzt. Der im Gehäuse 1 verbleibende Hohlraum 3 ist mit einem Kunstharz ausgegossen.

Das in Fi g. 2 dargestellte Segment 4 wird von einem geraden Kreiszylinder mit der Mittelbohrung 5 gebildet. Die Innenwand der Bohrung 5 ist hierbei zur Verminderung der Reibung und des Verschleißes durch Abrieb mit einer Auftragsschicht versehen, oder das gesamte Segment 4 ist aus geeigneten verschleißfesten Werkstoffen hergestellt. Die Kanten der Bohrung 5 sind an den beiden Stirnseiten 6 des Segmentes 4 gerundet. Die Stirnseiten 6 weisen eine vollkommen poren- und riefenfreie Oberfläche auf. Am äußeren Umfang des Segmentes 4 sind kurz vor den beiden Stirnflächen 6 zwei umlaufende Dreiecksnuten 7 eingedreht.

In F i g. 3 wird ein weiteres Segment 8 dargestellt, das sich von dem Segment 4 durch die gegensinnige Neigung der beiden Stirnflächen 9 unterscheidet. Der Wert des Tangens «, d. h. die Neigung der Stirnfläche 9 zur Normalen auf der Segmentachse, beträgt bei den zur Herstellung des oben beschriebenen Führungsrohres 2 verwendeten Segmenten maximal 0,09, da sich schon damit ein geschlossenes Führungsrohr mit einem mittleren Durchmesser von rund 100 mm herstellen läßt. Größere Tangenswerte sind wegen der dabei auftretenden zu starken Krümmung des Führungsrohres 2 nicht zum Umlenken von Faserkabeln geeignet, da hierbei an d?n Stoßkanten der Segmente die einzelnen Fasern splittern oder sich Faserknäule bilden können. Durch vier Segmente, deren Neigungswinkel λ die Werte 0°, 1,5°, 2,5° und 5° annimmt läßt sich, wie ausführliche Versuche bestätigt haben, jede gewünschte Krümmung für das oben beschriebene Einsatzbeispiel erreichen.
Die Herstellung eines gekrümmten Führungsrohres aus einzelnen geraden oder gebogenen Segmenten geschieht nach folgender Arbeitsweise:

In dem Gehäuse 1 wird ein elastischer Dorn, der vorzugsweise als Schlauch gebildet ist an der Eintritts- bzw. Austrittsöffnung angebracht dessen Außendurchmesser dem Bohrungsdurchmesser der Segmente entspricht Auf dem freien Ende des Domes wird eine hinreichende Anzahl Segmente aufgereiht deren Reihenfolge so gewählt werden muß, daß die geforderte Raumkurve des Führungsrohres 2 erhalten wird. Nach Auffädeln der einzelnen Segmente wird das freie Dornende durch die Austritts- bzw. Eintrittsöffnung des Gehäuses 1 geführt, so daß die freie Stirnfläche des ersten und letzten Segmentes sich an der Innenfläche des Gehäuses 1 abstützen kann. Durch Einspannen des Domes zwischen der Eintritts- und Austrittsöffnung erhalten die einzelnen Segmente eine Vorspannung. Die endgültige Raumkurve wird durch ein gegenseitiges Verdrehen der einzelnen Segmente auf dem Dorn erhalten, da durch die unterschiedlichen Neigungen der Stirnflächen jede geforderte Krümmung bei vorteilhafter Anordnung der einzelnen Segmente zueinander hergestellt werden kann. Da der Dorn elastisch ist, leistet er keinen nennenswerten Widerstand gegen Verbiegung. Der Dorn wird nun aufgeweitet, beispielsweise dadurch, daß bei Verwendung eines Schlauches ein Ende luftdicht verschloßen wird und da:, andere an eine Druckquelle angeschlossen wird. Dadurch wird gewährleistet daß die einzelnen Segmente in ihrer Position gegen Verdrehen gesichert sind. DaE so gebildete, räumlich gekrümmte Führungsrohr 2 wird durch Ausgießen des Gehäuseinneren 3 mit einem bei Betriebstemperatur der Vorrichtung gehärteten Bindemittel, beispielsweise einem Kunstharz, in seiner Lage fixiert. Da die einzelnen Segmente durch die Vorspannung zusammengedrückt werden und ihre Stirnflächen 6 bündig aufeinanderliegen, kann kein Bindemittel zwischen die einzelnen Segmente eindringen. Durch die zusätzlich am Umfang der einzelnen Segmente angebrachten Dreiecksnuten 7 übt das erstarrte Bindemittel eine Klemmwirkung aus, so daß keine Axialbewegung der einzelnen Segmente auftreten kann. Nach der Aushärtung des Bindemittels wird die Aufweitung des Domes rückgängig gemacht, und der Dorn «us dem Führungsrohr 2 entfernt.

Die Herstellung eines gekrümmten Führungsrohres beschränkt sich nicht auf das oben beschriebene Beispiel, vielmehr läßt sich das Gehäuse 1 durch eine hohle Gießform ersetzen, die die Form des Führungsrohres besitzt, wobei ihr Innendurchmesser so bemessen ist, daß zwischen dem Außendurchmesser der Segmente und dem Innendurchmesser der Gießform ein Abstand vorhanden ist, der durch das Bindemittel ausgefüllt wird. Nach dem Aushärten des Bindemittels wird die Form entfernt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Umlenken kontinuierlich angelieferter Fasern und Drähte durch ein gekrümmtes Führungsrohr, das aus einzelnen bündig aneinandergefügten Segmenten mit vorzugsweiser gerader kreiszylindrischer Bohrung besteht, wobei zumindest eine Stirnfläche der Segmente unter einem Winkel zur Normalen auf der Segmentachse geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das aus den Segmenten zusammengesetzte gekrümmte Führungsrohr (2) in einem Gehäuse (1) angeordnet ist, wobei der Raum zwischen der Gehäuseinnenwand und dem Umfang der einzelnen Segmente durch ein Bindemittel ausgefüllt ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Segmentbohrungen (5) an den Stirnflächen (6) gerundet sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (2) innen mattiert ist