DE2050739A1

DE2050739A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Ab trennen fadenförmigen auf eine Spule aufgewickelten Materials

Info

Publication number: DE2050739A1
Application number: DE19702050739
Authority: DE
Inventors: Dante S Da\ton Preston George A Xenia Roney Richard N Dayton Ohio Giardim (V St A )
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1969-10-15
Filing date: 1970-10-15
Publication date: 1971-04-22
Also published as: FR2066005A5; US3640163A; GB1315395A

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Abtrennen fadenförmigen, auf eine Spule aufgewickelten Materials

Es gibt vielfältige industrielle Anwendungszwecke für Glasfasern bzw. Glasseidengarne, welche auf wiederholt verwendbaren Spulen oder Haspeln aus harten Materialien, so aus Kunststoffmaterialien j geliefert werden. Wenn das Glasseidengarn von der Spule abgewickel wird kann eine Verwicklung des Garns auftreten, insbesondere dann, wenn lediglich einige Lagen des Garns auf der Spule verblieben sin3. Das Garn verwickelt sich dabei in Form einer hülsenförmigen Masse, einer sogenannten Wickelhülse, welche es unmöglich macht, das Garn nunmehr vollständig abzuwickeln. Als Folge davon ist es erforderlich, die Spule durch eine neue zu ersetzen. Um die abgenommene Spule wieder der Verwendung zuzuführen, ist es erforderlich, die hülsenförmige Masse aus Glasseidengarn abzunehmen. Bislang wurde die hülsenförmige Masse manuell von der Spule unter Verwendung einer scharfen Schneidklinge, _so unter Verwendung einer Rasierklinge abgetrennt'. Es ist gewöhnlich sehr schwierig und zeitaufwendig, Glasseidengarn unter Verwendung einer Schneidkante von der zugehörigen Spule abzutrennen; darüber hinaus wird beim Schnei den die Spule öfters ernsthaft zerkratzt und/oder schartig, was

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natürlich in hohem Ausmaß unerwünscht ist.

Um diesen Nachteilen gerecht zu werden wurden mit der vorliegenden-Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren geschaffen, um eine verwickelte, hülsenförmige Masse, so aus Glasseidengarn bestehend, von der zugehörigen Spule abzutrennen. Zu diesem Zweck wird ein mit hoher Geschwindigkeit strömender Strahl verwendet, welcher entweder ^durch eine Flüssigkeit oder durch ein Abriebteilchen - enthaltendes Gas gebildet iift. Der mit hoher Geschwindigkeit austretende Strahl schlägt auf die hülsenförmige Masse auf, während die Spule relativ zum Strahl bewegt wird, um eine wirksame Abtrennung der Wickelhülse entlang der gesamten Spulenlänge herbeizuführen. ·

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Schnittansicht einer beispielhaft dargestellten, aus Kunststoff bestehenden Spule,auf welcher Glasseidengarn in Form einer Hülse verwickelt angeordnet ist. Die Spule ist auf ihrer Halterung befestigt dargestellt. :

Fig. 2 ist eine Perspektivansicht der in Fig. 1 dargestellten j Spule in von ihrer Halterung abgenommener Lage. Die Spule ist in nach dem Abtrennen der aus Glasseidengarn bestehenden Wickelhülse befindlicher Lage dargestellt. j

Fig. 3 1st eine teilweise gebrochene Perspektivansicht einer

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beispielhaft dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht von Linie 4-4 in Fig.3 Fig. 4A stellt in Fig. 4 vergleichbarerweise eine weitere Ausführungsform eines Strahlkopfes dar.

Fig. 5 ist eine der Fig. 3 vergleichbare Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und

Fig. 6 ist eine Schnittansicht von Linie 6-6 in Fig. 5·

In Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Haspel bzw. eine Spule 10 dargestellt, auf welcher sich fadenförmiges Material, so Glasseidengarn 11 befindet. Das Garn ist auf der Spule verwickelt und bildet eine hülsenförmige Masse. Die Spule 10 kann aus einem geeigneten Material, so aus einem harten Kunststoff, aus Metall oder dergleichen ^! gefertigt sein und ist wieder verwendbar, wenn das verwickelte Glasseidengarn abgenommen ist.

Wie sich aus Fig. 2 der Zeichnungen ergibt ist die Spule 10 mit

einem kreiszylindrischen Mittelteil 12, mit einem an einem Ende be-

j findlichen Teil IJ eines vergleichsweise großen Durchmessers und

mit einem am gegenüberliegenden Ende befindlichen Teil 14 kleineren j Durchmessers ausgestattet. Auf den zylindrischen Mittelteil 12 der Spule ίο ist normalerweise konzentrisch Glasseidengarn bzw. Glas- ! fasergarn aufgewickelt. Während des Abwickeins des Garns werden die letzten Lagen oft miteinander verwickelt und bilden eine

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hUlsenförmige Masse bzw. Wickelhülse 11.

Die Spule 10 weist eine Halterung 15 auf. Diese ist durch eine Kappe 16 gebildet, welche den im Durehmesser großen Teil 13 umgibt, ferner durch eine Kappe 17, welche den am entgegengesetzten Ende befindlichen Teil 14 umgibt und durch eine Welle 18, welche sich : durch den Hohlteil bzw. die axiale öffnung 1OA der Spule 10 erstreckt und die Kappen 16 und 17 zusammenhält. Die an den Enden betfindlichen Teile I3 und 14 der Spule 10 sind demgemäß in ge- : schützter Lage befindlich. ' i

Die Welle 18 ist an einem Ende durch Schweißverbindungbeispiels-

weise an der Kappe befestigt und weist am gegenüberliegenden Ende : ein Außengewinde 19 von bestimmter Axiallänge auf. Eine Mutter 20 ; hält die Kappe 17 auf der Welle. Durch die bestimmte Axiallänge dejs Außengewindes können Spulen 10 verschiedener Länge durch die Haltterung 15 getragen werden. ^ ■

Die Kappe 16 ist mit einem mit Innengewinde ausgestatteten, zylindirischen Plansch 2.1 versehen, welcher sich von der Kappe nach außen erstreckend eine Tragwelle zur Aufnahme der Halterung 15 aufweist.·

In Pig. 3 der Zeichnungen 1st in beispielhafter Weise die Vorrichtung 22 erfindungsgemäßer Ausgestaltung und das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung, ersichtlich. Die Vorrichtung 22 wird verwendet, um die verwickelte, hülsenförmige Masse aus Glasseidengarn vom zylindrischen Mittelteil 12. der Spule 10 abzunehmen. Die Vorrichitung 22 ist mit einer Halterung in Form einer Tragwelle 25 versehen> diese weist einen Endteil 24 mit Außengewinde auf, welcher in den Plansch 21 eingeschraubt ist, um die Halterung 15 und damit die

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Spule 10 an ihrem Ende zu halten.

Ein Gerät 25 der Vorrichtung 22 dient dazu, ein Medium mit hoher Geschwindigkeit gegen die aus Glasseidengarn bestehende Wickelhülse 11 zu sprühen oder spritzen, so da.ß eine Abtrennung der Hülse in im einzelnen zu beschreibender Weise möglich ist. Eine Bewegungsvorrichtung 26 bewegt die Tragwelle 23 und das Strahlgerät 25 relativ zueinander. In dieser AusfUhrungsform der vorliegenden Erfinr* dung wird das Strahlgerät 25 stationär gehalten, während die Tragwelle 23 mit der Halterung 25 und der Spule 10 relativ dazu bewegt werden. Die Vorrichtung 22 weist einen Behälter 27 mit einem Paar ; von an den Enden befindlichen Wänden 28 und 29 auf. Die am einen Ende befindliche wand 28 ist mit einem Gleitlager. 30 versehen, weir ches zur Aufnahme der Tragwelle 23 dient. Die Tragwelle ist axial j innerhalb des Lagers verschiebbar, um dadurch die Spule 10 entlang! des Strahlgeräts 25 bewegen zu können. ^!

Die Bewegungsvorrichtung 26 ist mit einem Druckluftzylinder 31 ver-'

sehen, innerhalb welchem ein in bekannter Weise axial bewegbarer

Kolben 32 angeordnet ist. Die Tragwelle 23 ist in geeigneter Weisei am Kolben 32 befestigt, so beispielsweise durch Schraubverbindung,' und erstreckt sich vonfeinem Ende des Kolbens durch eine Endwandung' des Zylinders 31. An der gegenüberliegenden Seite des Kolbens 32 ist eine weitere Welle 33 befestigt, welche sich durch die gegenüberliegende Endwandung des Zylinders 3I erstreckt. Die Schäfte bzw. Wellen 23 und 33 sind in Axialrichtung frei durch ihre zügehörigen Zylinderwandungen verschiebbar. Zwischen diesen Wellen und der Zylinderwandung sind Abdichtungen vorgesehen.

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Die Vorrichtung 22 ist fernerhin mit einem tragenden Gehäuse 34 ausgestattet, welches mit einem Ende an der Endwandung 28 des Behälters 27 befestigt ist. Eine Endwandung 35 des Gehäuses 34 ist mit einem' geeigneten Lager 36 zur Halterung der Welle 33 versehen. Die Welle 33 ist innerhalb des Lagers 36 axial verschiebbar. Dem Druckluftzylinder 31 ist ein Paar von Druckluftleitungen 37 und 38 zugeordnet. Die Leitungen sind in geeigneter Weise am Zylinder angeordnet,, um unter Druck befindliche Luft an den einander gegenüberliegenden Flächen des Kolbens 31 anzulegen. Wenn Druckluft über die Druckluftleitung 37 eingeführt wird, während die Druckluftleitung 38 in wirksamer Weise in die Außenluft lüftet, werden der Kolben 32 und die Spule 10 in Richtung der Endwandung 29 bewegt. Wenn bei gelüfteter Leitung 37 Druckluft durch die Druckluftleitung 38 eingespeist wird, wird die Spule 10 in von der Endwandung 29 abgewandter Richtung verlagert.

Die Vorrichtung 22 kann mit einer Welle 40 versehen sein, welche einen mit Innengewinde ausgestatteten Verbindungskörper 4l aufweist. Der Verbindungskörper 41 steht mit der Welle 4θ in Verbindung und ist so dimensioniert, daß er über das Gewindeende 19 der der Halterung 15 zugehörigen Welle 18 geschraubt werden kann, wie sich aus den Pign. 1 und 3 der Zeichnungen ergibt. Ein geeignetes Lager 42 kann in der Endwandung 29 des Behälters 27 vorgesehen sein, um den Schaft bzw. die Welle 4θ axial verschiebbar zu führen. Wenn deshalb in den Druckluftzylinder 3I unter Druck befindliche Luft eingespeist wird verschiebt sich die Tragwelle 23 im wesentlichen rei-Qungslos durch ihr zugehöriges Gleitlager 30, während die Welle 40 in vergleichbarer Weise durch das zugehörige Lager 42 verschoben wird. Auf diese Weise wird die Abstützung der gegenüberliegenden ; _: -T-

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jEnden der Halterung 15 und der Spule 10 zur Durchführung geradlinijger Bewegungen erleichtert. Der Schaft bzw. die Welle 40 ist wahlweise eingesetzt und muß nicht notwendigerweise verwendet werden. Wenn die Welle nicht zum Einsatz gebracht wird werden die Halterung 15 und die spule 10 einfach frei vorstehend am Ende der Tragwelle 23 geführt.

Die. Haspel oder Spule 10 und die Wickelhülse 11 aus Glasseidengarn, welche sich auf dem zylindrischen Mittelteil 12 dieser Spule befindet, werden in geradliniger Bahn entlang des Strahlgeräts 25 geführt, so daß ein strahl 44 hoher Geschwindigkeit vom Strahlgerät ^austretend gegen die Wickelhülse 11 aus Glasseidengarn auftrifft.

'Dabei wird in Längsrichtung eine Abtrennung an der mit Bezugsnummör 45 dargestellten stelle vorgenommen. Wenn die Wickelhülse 11 entlang ihrer gesamten Länge aufgetrennt ist, kann sie leicht ergriffen und von der Spule 10 abgehoben werden.

Das Strahlgerät 25 ist mit einer . das zu versprühende bzw. zu ver-ίε· trahlende Medium zuführenden Leitung 50 ausgestattet, welche im !vorliegenden Beispiel die Form einer Wasserleitung aufweist. Diese !steht mit einem gewöhnlichen Wasseranschluß in Verbindung. Eine Hochidruckpumpe 51 1st in der Leitung 50 angeordnet, um einen Druck im (Bereich von 840 kp/cm strömungsabwärts der Pumpe zu erzeugen. Die !Leitung 50 endet in einem Strahlkopf 52, welcher mittels einer Halterung, d.h. mit einer Strebe 58 am Behälter 27 angebracht ist (Fig. 3 und 4). Im Sprüh- bzw. Strahlkopf 52 befindet sich ein Öffnungskörper. Dieser ist durch eine Platte 54 gebildet, innerhalb welchem in geeigneter Weise ein Einsatz 55 angebracht ist. Durch den

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Einsatz 55 verläuft eine öffnung 56, welche vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt aufweist. Der Durchmesser dieser öffnung ist genau bestimmt. ^:

Unter hohem Druck befindliches Wasser wird dem Strahlkopf 52 zugeführt und wird durch die öffnung 56 gedrückt. Das Wasser tritt infolgedessen mit einem Strahl 44 von äußerst hoher Geschwindigkeit aus. Mit Hilfe des Strahls ist es möglich, das Glasseidengarn abzutrennen. Der Strahl 44 zerstört dennoch nicht die Spule 10. Falls die Wickelhülse 11 nicht vollständig während eines Durchgangs des mit hoher Geschwindigkeit austretenden Strahls 44 abgetrennt ist, können mehrere Durchgänge vorgenommen werden, um die vollständige ■ Abtrennung der Wücelhülse herbeizuführen. '

Die Querschnittsfläche der öffnung 56 steht in einem bestimmten Ver>hältnis zu dem durch die Hochdruckpumpe 51 erzeugten Druck, wodurch die Geschwindigkeit und damit die Trenn- oder Schneidwirkung des mit hoher Geschwindigkeit durch die öffnung austretenden Mediums gesteuert wird. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin-

dung wird ein Wasserdruck von 840 kp/cm angelegt, während die kreisförmigen Querschnitt aufweisende öffnung 56 einen Durchmesser von 0,4 mm besitzt. Bei Einsatz der genannten Größe wurde eine optimale Trennwirkung erzielt.

Es hat sich herausgestellt, daß eine verbesserte Abtrennung oder Schnittwirkung an der Wickelhülse 11 erzielt werden kann, wenn der Strahlkopf 52 so ausgerichtet ist, daß der mit hoher Geschwindigkeit von der öffnung 56 austretende Strahl 44 unter einem eingeschlossenen Winkel zwischen 75 und 90° zur Längsachse 60 der

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Spule 10 verläuft. Eine Trennung mit ausreichender wirkung wird indessen erzielt, wenn der Strahl 44 im wesentlichen quer zur Längs-i achse 60 unter praktisch allen Winkeln gerichtet wird, welche sehr kleine, spitze Winkel bis zu 9O°-Winkel mit der Längsachse 6o bil-; den. Es hat sich auch als zweckmäßig erwiesen, den Strahl 44 entwe'-der radial nach innen in Richtung der Längsachse 60 zu richten oder

i etwas darüber oder darunter (gewöhnlich nicht mehr als 3 mm bei j einer spule, deren zylindrischer Mittelteil etwa 50 mm Durchmesser· besitzt). I

Wie bereits erwähnt wurde,werden die Halterung 15 und die Spule 10 durch den Druckluftzylinder 31 bewegt, welcher entweder durch die Druckluftleitung 57 oder durch die Druckluftleitung 38 mit Druckluf eingespeist wird. Dies hängt von der Richtung ab, in welcher die Spule 10 bewegt werden soll. Dem Druckluftzylinder 3I ist ein SchafLthahn 6l betrieblich zugeordnet. .Dem Schalthahn 61 wird über eine Leitung 59 unter einem geregelten Druck befindliche Luft zugeleitet.

An dem Schalthahn öl mündet eine Leitung 62, welche an das strömun aufwärts liegende Ende der Druckluftleitung 37 angeschlossen ist. Ein Steuerventil 63 befindet sich in der Leitung 62. Wenn die Spul 10 in Richtung der Endwandung 29 bewegt werden soll wird der Schal hahn betätigt, so daß unter Druck befindliche Luft durch die Leitung 62, durch das Steuerventil 63 und durch die Druckluftleitung j 37 strömt, um einen Druck an einer Fläche 64 des Kolbens 32 auszuüben. Der Kolben 32 wird entsprechend bewegt, so daß die Tragwelle 23 nach außen gefahren wird.

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Der Schalthahn 6l ist mit einer weiteren Leitung 65 versehen,welohe an das strömungsaufwärts liegende Ende der Druckluftleitung 38 angeschlossen ist. Ein Steuerventil 66 befindet sich in der Leitung Wenn die Tragwelle 93 zurückgezogen werden soll, d.h. wenn die Spule 10 in von der Endwandung 29 abgewandter Richtung verlagert werden soll, wird der Schalthahn Öl so betätigt, daß Luft unter Drude durch die Leitung 65, das Steuerventil 66 und die Druckluftleitung 38 strömt, um einen Druck an der Fläche 67 des Kolbens 32 auszuüben. Der Kolben 32 wird entsprechend in von der Endwandung 29 angewandter Richtung verlagert. Die Steuerventile 63 und 66 sind-verstellbare, die Strömung steuernde Ventilorgane und können so eingestellt werden, daß sie jede gewünschte Bewegung der Spule 10 hervorrufen. Nach Wunsch kann die Bewegung der Spule 10 in einer Richtung mit einer bestimmten Geschwindigkeit geschehen, während die Bewegung der Spule in der entgegengesetzten Richtung unter einer unterschiedlichen Geschwindigkeit vorgenommen wird.

Die Vorrichtung 22 ist mit einem Meßgerät 70 versehen, welches das Bewegungsmaß oder die Geschwindigkeit der Spule 10 entlang des mit hoher Geschwindigkeit austretenden Stroms 44 mißt. Der Meßvorrichtung 70 ist ein Permanentmagnet 71 zugeordnet, welcher am äußeren Endteil der Welle 33 angebracht ist. Der Permanentmagnet 71 wirkt mit einem Paar im Abstand zueinander befindlicher, normalerweise offener, elektrischer Schalter 72 und 73 zusammen, welche in geeigneter Weise in fixierten Positionen gelagert sind. Die Schalter 72 und 73 sind betrieblich einem elektronischenzeitmeßgerät 74 züge- ■ ordnet. Der Permanentmagnet 71 ist wirksam und schließt jeden der Schalter 72 und 73, wenn er sich nahe dazu vorbeibewegt.

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Wenn der Druckluftzylinder 3I mit Luft gespeist wird, um die Tragwelle 23 auszufahren bewegt sich der Permanentmagnet Jl von der mit

Bezugsnummer· 75 durch ausgezogene Linien dargestellten Lage zu der mit Bezugsnummer 76 und gestrichelten Linien dargestellten Positi.oii. Das elektronische Zeitmeßgerät 74 dient zur Bestimmung und Anzeige_; der Gesamtzeit, welche verstreicht, wenn der Schalter 72 durch den; sich fortgerichtet bewegenden Dauermagneten 71 entregt bzw. abge- ;

schaltet,und bis der Schalter 75 erregt, d.h. eingeschaltet ist. ₍

• f

Da die Gesamtbewegung der Spule 10 und damit des Dauermagneten 71 ; in jeder Richtung durch eine vorbestimmte, fixierte Entfernung ge-j geben ist, ist es einfach, die Geschwindigkeit der Spule 10 entlang des Strahls 44 festzulegen. ·

Wie bereits erwähnt wurde können die Steuerventile 63 und 66 verstellt werden, um Druckluft unter Steuerung am Kolben 32 anzulegen.* Wenn das elektronische Zeitmeßgerät 74 zusammen mit den Steuerventilen 63 und 66 eingesetzt wird kann eine optimale.Geschwindigkeit der Spule 10 und ihrer Wickelhülse 11 entlang des Strahls 44 erzielt werden, um zur wirkungsvollsten Abtrennung der Wickelhülse 11 zu gelangen. Wenn die optimale Geschwindigkeit einmal festgelegt ist,isti es nicht notwendigerweise erforderlich das elektronische Zeitmeßgejrät 74 zur Messung dieser optimalen Geschwindigkeit einzusetzen.

In der vorliegenden Beschreibung wurde bereits auf eine öffnung 56 im Einsatz 55 Bezug genommen; diese öffnung hatte einen effektiven Durchmesser von 0,40 mm. Es ist jedoch offensichtlich, daß der effektive Durchmesser der öffnung, 56 etwa zwischen 0,05 mm und Ο,'ό mm betragen kann, was von dem durch die zugehörige Pumpe

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stromungsaufwarts erzeugten Druck des Mediums abhängt.

Es wurde bereits in der Beschreibung darauf Bezug genommen, gewöhnliches Leitungswasser an der öffnung 56 unter einem Druck von

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840 kp/cm anzulegen. Es ist jedoch auch in diesem Fall Offensicht-

2 ■ lieh, daß der tatsächliche Wasserdruck etwa zwischen 280 kp/cm

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und 1.400 kp/cm betragen kann, was von der Querschnittsfläche der öffnung 56 abhängt.

Der effektive, d.h. lichte Durchmesser der öffnung 56 kann in etwa zwischen 0,05 mm und O,8o mm betragen; der Ausdruck "im Bereich von 0,40 mm" wird verwendet, um diesen Bereich zu umschreiben. In ver- ! gleichbarer Weise kann der Druck stromungsaufwarts der öffnung 56 '·.

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etwa innerhalb des Bereichs von 280 kp/cm und 1.400 kp/cm liegen.:

2'¹ Die Bezeichnung "im Bereich von 840 kp/cm wird verwendet, um diesen Druckbereich zu umfassen. Die jeweilige, besondere Öffnungsgröße und der angelegte Druck des Mediums werden innerhalb der erwähnten Grenzen aufeinander so angepaßt, daß der Strahl 44 die erforderliche Geschwindigkeit und Energie besitzt, um die wickelhülse 11 in optimaler Weise abzutrennen oder zu schneiden. i

Wie bereits erwähnt wurde kann die Geschwindigkeit der Spule 10 un4 der Wickelhülse 11 entlang des mit hoher Geschwindigkeit austretenden Strahls 44 unter Verwendung der verstellbaren Steuerventile 6j5 und 66 zusammen mit dem elektronischen Zeitmeßgerät 74 genau bestimmt werden. Gute Ergebnisse wurden unter Bedingungen erzielt, bei welchen zwischen 140-150 Millisekunden beansprucht wurden,um die Spule 10 30 cm zu bewegen. Bei dieser Geschwindigkeit entlang des Strahls 44 wurde die Wickelhülse 11· bei jedem Durchgang bis

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zu einer Tiefe von etwa zwischen 0,50 mm und 0,75 mm aufgeschnitten.

Dabei wurde gewöhnliches Leitungswasser bei einem Druck von 840 kp/

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cm durch eine öffnung 56 eines lichten Durchmessers von 0,40 mm ;

gedrückt. * ■

Anstelle eines einzelnen Flüssigkeitsstrahles hoher Geschwindigkeit}, welcher aus einem Strahlkopf, so aus dem Kopf 52 ausgesprüht wird, : kann es sich bei gewissen Anwendungsfällen zweckmäßig erweisen, eina|n Strahlkopf zu verwenden, welcher mehrere im Abstand zueinander be- I findliche öffnungen aufweist. In Fig. 4A der Zeichnungen ist ein derartiger Kopf, mit Bezugsnummer 52M bezeichnet, dargestellt. Der Strahlkopf 52M ist mit einer Platte 54M versehen, in welcher sich

ein Einsatz 55M befindet. Der in geeigneter Weise befestigte Ein- I satz 55M ist mit drei Öffnungen 56M versehen, von welchen jede einejn

t lichten Durchmesser von 0,20 mm besitzt. !

Derjstrahlkopf 52M kann abwechselnd mit dem Strahlkopf 52 in der Vorrichtung 22 verwendet werden. Wenn dem Strahlkopf 52M Flüssigkeit mit hohem Druck zugeführt wird, entstehen drei Strahle hoher Geschwindigkeit, welche je von der zugehörigen öffnung 5βΜ austreten^ Der Strahlkopf 52M kann auf geeignete Weise in fixierter Lage so·' befestigt werden, daß die drei Strahle hoher Geschwindigkeit zusammenwirkend eine wirksame Abtrennung und Durchschneidung der Wickelhülse aus Glasseidengarn in einer gemeinsamen Ebene bewirken, wenn, die Bewegungsvorrichtung 26 die Spule 10 entlang des Strahlkopfes ^:

! 52M bewegt. !

Die Verwendung eines Strahlkopfes mit einem Einsatz, in welchem mehrere öffnungen kleineren Durchmessers vorgesehen sind, gestattet

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die Anlage mit geringerer Kraft zu fahren. Die bei Verwendung dreier Öffnungen mit einer lichten Weite von 0,2 mm erforderliche Antriebskraft ist etwa 30% geringer als diejenige Antriebskraft, welche bei einer einzelnen Öffnung einer lichten Weite von 0,40 mm benötigt wird.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung wird gewöhnliches Wasser durch die Leitung 50 und durch die Hochdruckpumpe 51 hindurchgeführtj nachdem das Wasser vom Strahlkopf 52 ausgetreten ist., wird es einem Ablaß" zugeführt. Indessen kann ein Zirkulationssystem nach Wunsch eingesetzt werden, d.h. ein System, bei welchem das Wasser von neuem zur Anwendung gebracht wird. Es ist in jedem Falle zweckmäßig einen Filter 77 genügend kleiner Abmessung einzusetzen,; um zu gewährleisten, daß die Öffnung 56 nicht durch Partikel oder Verunreinigungen in der Flüssigkeit verstopft wird. Darüber hinaus wird der Einsatz 55 aus einem harten Material, so aus Saphir z.B. gefertigt, um zu gewährleisten, .daß die Größe der Öffnung 56 durch die abnutzende Wirkung von Wasser und kleiner, ungefilteter und hindurchfließender Teilchen nicht zu stark zunimmt.

Die in beispielhafter Weise wiedergegebene Pumpe 51 kann regelbar sein und einebder mehrere Stufen aufweisen. Eine derartige Pumpe kann auch durch eine geeignete Pumpenanlage ersetzt werden, welche die Form eines Hochdruckzylinders oder dergleichen besitzt.

Es kann auch ein geeigneter Hochdruckspeicher in der Anlage verwendet werden, um Druckschwankungen oder Druckstöße strömungsaufwärts des Strahlkopfes 52 zu vermeiden, oder um diese Stöße nicht größer

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als 55 kp/cm werden zu lassen.

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I In Pig. 5 der Zeichnungen ist eine weitere Ausführungsform der Er- ■■ findung in beispielhafter Weise wiedergegeben. Die in Fig. 5 der ■ Zeichnungen dargestellte Vorrichtung ist der Vorrichtung 22 im wesentlichen vergleichbar; die Vorrichtung trägt deshalb die Bezugsnummer 22A und Teile der Vorrichtung, welche entsprechenden Teilen der Vorrichtung 20 vergleichbar sind, weisen die entsprechenden Be+ zugszeichen mit dem Nachsatz A auf. Eine ins einzelne gehende Beschreibung dieser Teile entfällt. Nur diejenigen Bauteile der Vorrichtung 22A, welche sich von den entsprechenden Teilen der Vorrichtung 22 unterscheiden, tragen eine neue Bezugszahl, gleichfalls durch den Zusatz A gefolgt. Diese neuen Bauteile werden im einzelnen ausführlicher erläutert. ;

Der Hauptunterschied zwischen der Vorrichtung 22 und der Vorrichtung 22A ist darin zu sehen, daß die Vorrichtung 22A mit Gas in Form ge j wohnlicher Luft arbeitet, welche mit hoher Geschwindigkeit gegen j die Spule 10 und damit gegen die Wickelhülse 11 aus Glasfasern bzw.| aus Glasseidengarn gerichtet wird. In der Luft sind Abriebteilchen j 79A verteilt, welche gegen die Wickelhülse 11 aufschlagen und auf diese Weise den Schneid- oder Trennvorgang hervorrufen. So arbeitet die Vorrichtung 22A mit im einzelnen zu beschreibenden Bauteilenj durch welche Abriebteilchen enthaltende Luft mit hoher Geschwindigkeit gegen die Wickelhülse 11 gestrahlt werden kann.

Der Vorrichtung 22A ist eine Luftleitung 80A zugeordnet, deren Ein-

laß an eine Druckluftquelle angeschlossen ist. Der Auslaß dieser ^] Leitung ist an ein Verteilergerät 8lA für Abriebteilchen angeschloäsen. Das Verteilergerät 8lA weist einen die Abrriebteilchen ent- ^! haltenden Behälter 87A auf. Die in diesem Behälter befindlichen

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Abriebteilchen 79A können 'unregelmäßige Formen besitzen oäer die Form von Glaskugeln oder Kügelchen z.B. aufweisen. Das Verteilergerät 8lA ist mit einem Tangentialbeschleuniger 88A ausgestattet,welcher unterhalb des Behälters 8JA vorgesehen ist. Ein Vibrator 89A ist unterhalb des Beschleunigers 88A angebracht. Der Schwingkörper bzw. Vibrator 89A erzeugt einen steten Strom von Abriebteilchen durch geeignete öffnungen in dem die Teilchen enthaltenden Behälter, so daß die Teilchen in den Beschleuniger 88A gelangen. Dieser beschleunigt die Abriebteilchen so, daß sie mit hoher Geschwindigkeit durch die unter hohem Druck befindliche Luft fortgetragen werden. Die Teilchen werden zusammen mit der Luft durch die öffnung 85A getrieben und bilden den strahl 86A hoher Geschwindigkeit.

Die durch den Abriebteilchen enthaltenden Luftstrahl 86A erzeugte Trennwirkung ist derjenigen vergleichbar, welche innerhalb der Vorrichtung 22 durch den Strahl 44 ' mit hoher Geschwindigkeit strömenden Wasser erzielt wird. Die Spule 10 wird auch in diesem Falle entlang des mit hoher Geschwindigkeit strömenden Luftstrahls 8βΑ bewegt. Dies geschieht mit Hilfe einer Bewegungsvorrichtung 2βΑ in der Wirkungsweise der Bewegungsvorrichtung 2β der Vorrichtung 22 vergleichbarer Art.

Der Vorrichtung 22A ist ein Auslaß 90A zugeordnet, welcher in leitender Verbindung mit einer Vakuumleitung 9IA steht. Diese ist konzentrisch um die Spule 10 an einem Ende derselben angeordnet. Der Auslaß 90A gewährleistet, daß die Abriebteilchen enthaltende Luft aus dem den Behälter 27A umgebenden Bereich abgeführt wird. Der Auslaß 90A kann auch mit einem geeigneten Luftfilter 92A versehen sein. Dieser befindet sich in einem Leitungsteil 9^A strömung -

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abwärts des Auslasses 9OA, um die Abriebteilchen aus der Luft abzuführen, so daß die gealterte Luft nunmehr sicher in die Außenluft abgelassen werden kann.

Die Leitung 80A kann an jede geeignete Druckluftquelle angeschlossen werden, so an Betriebs- oder Werkstattleitungen, an einen ein-" zelnen Kompressor und dergleichen. Es wurden gute Ergebnisse er-

o zielt, wenn Außenluft auf einen Druck von 4 kp/cm gebracht wurde.^:

Es hat sich indessen durch Untersuchungen gezeigt, daß zufriedenstellende Ergebnisse auch erzielt werden können, wenn ein Luftdruck im Bereich zwischen 1,5 kp/cm und 8,5 kp/cm angelegt wird. Im j Falle einer Untersuchung der dargestellten Ausführungsform wurden

gute Ergebnisse bei Verwendung einer öffnung erzielt, deren lichte^¹ Durchmesser 0,50 mm beträgt, wobei ein Luftdruck von 4,2 kp/cm ani gelegt wurde. Es hat sich darüber hinaus herausgestellt, daß auch ^; zufriedenstellende Ergebnisse erzielbar sind, wenn der lichte Durchmesser der öffnung 85A etwa im Bereich zwischen 0,125 mm und 1,6 mm

liegt.

Je vom lichten Querschnitt der öffnung 85A kann die Größe der Ab- ( riebteilchen im Bereich von einem Mikron bis zu 250 Mikron liegen. Die Größe der Abriebteilchen, der Durchmesser der öffnung und der Luftdruck sollten aufeinander abgestimmt werden, um optimale Ergebnisse zuerzielen.

Aus der vorangehenden Beschreibung ist zu ersehen, daß der lichte Durchmesser der Öffnung 85A etwa im Bereich zwischen 0,125 mm und -■ 1,6 mm liegen sollte. Der Ausdruck "gewöhnlich im Bereich von 0,50n|m" deckt diese Weiten-Angaben. Auch der Druck strömungsaufwärts der

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Düse 83A kann innerhalb des Bereiches von 1,5 kp/cm und 8,5 kp/cm

verändert werden. Der Ausdruck "gewöhnlich im Bereich von 4,2 kp/cm " wird verwendet, um diesen Druckbereich zu umfassen.

Die, Behälter 27 und 27A der Vorrichtungen 22 und 22A sind an ihrer Oberseite geöffnet dargestellt; die Behälter als auch die gesamten Vorrichtungen können aus Sicherheitsgründen während des normalen Betriebes abgedeckt werden.

Die für jede der dargestellten Vorrichtungen dienende Bewegungsvor-s richtung ist inbeispielshafter Weise als Druckluftzylinder 30 wiedergegeben. Es kann natürlich jeder geeignete Betätigungs- oder An^ triebskörper zu diesem Zweck verwendet werden,· so ein elektromotorisch betriebener Antriebskörper oder ein hydraulischer Antriebskörper z.B.

Die im Strahlkopf bzw* in der Düse jeden Geräts befindliche,öffnung kann entweder kreisförmigen oder nicht-kreisförmigen Querschnitt besitzen. Eine öffnung von nicht kreisförmigem Querschnitt würde in ihrer Fläche einer öffnung kreisförmigen Querschnitts entsprechen. Um die Weite bzw. Größe einer öffnung linear und ungeachtet der Querschnittsgestalt zu bestimmen, werden die Worte "effektiver oder lichter Durchmesser" verwendet, um die Größe einer derartigen öffnung in Werten des Durchmessers einer öffnung entsprechenden kreisförmigen Querschnitts wiederzugeben.

ie Dicke der Wickelhülse 11 aus Glasseidengarn auf jeder Spule 10· verändert sich von einigen Millimetern bis 12 mm und mehr, was von

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jden Bedingungen abhängt, unter welchen die Spule verwendet wurde. Es hat sich indessen herausgestellt, da'ß der größte Anteil der Spuleneine Wickelhülse von etwa 5 mm Dicke besitzt.

Im 'Rahmen der vorliegenden Erfindung sind keine besonderen Steuerungen zur Betätigimg jeder der Vorrichtungen 22 und 22A dargestellt worden. Es ist jedoch offensichtlich, daß jede geeignete Steuerung zu diesem Zweck verwendet werden kann.Die Steuerungsgeräte können so ausgestaltet sein, daß sie entweder manuell oder vollständig automatisch betätigbar sind. So kann beispielsweise ein automatisches Steuerungssystem zur Anwendung gebracht werden, bei welchem !nur ein Startschalter zu betätigen ist, wenn die Spule und die Halterung in geeigneter Weise in die Trennvorrichtung eingesetzt sind.. Das Steuerungssystem ist nach Betätigen des Startschalters wirksam, um die Strahlvorrichtung und um die Bewegungsvorrichtung in Gang zu setzen, so daß die Spule entlang des mit hoher Geschwindigkeit austretenden Strahls bewegbar ist. Dies geschieht für einen Durchgang '

oder für mehrere Durchgänge je nach Programm des Steuerungssystems.¹ Nachdem die Spule nach Bedarf entlangöes mit hoher Geschwindigkeit | austretenden Stromes bewegt wurde_;werden durch die Steuerung sowohl die Bewegungsvorrichtung als auch die Strahlvorrichtung automatisch !abgeschaltet. Das der Steuerungsvorrichtung ursprünglich eingegebene Programm der Anzahl der Durchgänge hängt gewöhnlich von der Dicke der Wickelhülse 11 ab. Das Steuerungssystem kann zusätzlich mit einem automatischen Spulen-Untersuchungsgerät versehen werden, um den Zeitpunkt zu bestimmen, an welchem die Wickelhülse abge-

trennt wurde. Indiesem Fall würde dem Steuerungssystem keine bestimmce Anzahl der Durchgänge einprogrammiert werden; die Vorrichtung arbeitet so lange, bis die Anzeigevorrichtung die abgetrennte

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Hülse aufgezeigt hat.

Da die Wickelhülse 11 in Längsrichtung abgetrennt wird besitzt der mit hoher Geschwindigkeit austretende Strahl die Neigung, die Hülse von der Spule abzustreifen, weshalb ein weiteres, zusätzliches Abstreifgerät oder ein manuelles Abstreifen gewöhnlich nicht erforderlich ist. Ein derartiges Gerät kann natürlich verwendet werden und kann jeden geeigneten Aufbau besitzen.

Wie bereits erwähnt wurde kann jede Spule 10 aus einem geeigneten Material gefertigt werden, so aus einem harten Kunststoff oder aus metallischem Material z.B. Es hat sich herausgestellt, daß die strukturellen Eigenschaften dieser Materialien genügend unterschiedlich von fadenförmigem Material, so gegenüber Glasfäden sind, daß , keine Gefahr der Zerstörung der Spule entweder durch den mit hoher Geschwindigkeit austretenden Flüssigkeitsstrahl oder durch den mit hoher Geschwindigkeit austretenden, Abriebteilchen enthaltenden Luftstrahl besteht. Wenn jede Spule 10 unter Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung gereinigt ist, kann sie mehrere Male erneut verwendet werden. Auch wenn anderes, fadenförmiges Material als Gasseidengarn verwendet wird, können die Vorrichtung und das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, um dieses fadenförmige Material tragende Spulen zu reinigen, indem entsprechend die Energie des Strahls mit hoher Geschwindigkeit strömenden Mediums so geregelt wird, daß ohne Zerstörung der Spule die erforderliche Abtrennung durchführbar ist.

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Claims

fl.: Vorrichtung zum Abtrennen fadenförmigen, auf eine Spule auf ge-· wickelten Materials, mit einer Halterung für die Spule, einer Abtrennvorrichtung und einem Antrieb, um die Halterung und di Abtrennvorrichtung relativ zueinander zu bewegen, so daß die Abtrennvorrichtung auf der Gesamtlänge der Spule wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennvorrichtung aus einer Strahlvorrichtung (52,8^A) besteht, welche ein Medium mit hoh^r Geschwindigkeit gegen das fadenförmige Material (11) strahlt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fadenförmige Material in Form von Glasfasermaterial auf dem zylindrischen Teil aufgewickelt ist und eine,eine entsprechende zylindrische Gestalt aufweisende Hülse (11) bildet, daß di^ das Medium ausstrahlende Vorrichtung einen Strahlkopf (52)mitl wenigstens einer Öffnung (56) aufweist, und daß die Öffnung I einen Strahl des Mediums erzeugt, welcher unter einem eingeschlossenen Winkel zwischen 75°und 90° zur Längsachse (60) der Spule (10) gegen die Hülse {11) gerichtet ist. _₂₂_

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j5· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlkopf (52M) mehrere, geradlinig ausgerichtete Öffnungen (56M) aufweist, welche eine entsprechende Anzahl von Strahlen des Mediums bilden, und daß die Antriebsvorrichtung (26A) eine geradlinige Relativbewegung herbeiführt, so daß die Strahlen des Mediums zusammenwirkend eine wirksame Abtrennung des fadenförmigen Materials (11) in einer gemeinsamen Ebene hervorrufen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgestrahlte Medium aus einer Flüssigkeit besteht, daß der Strahlkopf (52) eine einzelne Öffnung (56) mit einem lichten Durchmesser im Bereich von 0,40 mm aufweist, und daß die Flüssigkeit an der Öffnung (56) mit einem Druck angelegt wird, welcher strömungsaufwärts der Öffnung im. Bereich von 840 kp/cm liegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgestrahlte Medium Abriebteilchen enthaltendes Gas ist, daß der Strahlkopf (8j5A) eine Öffnung (85A) mit einem lichten Durchmesser im Bereich von 0,50 mm aufweist, daß die Strahlvorrichtung mit einer Vorrichtung versehen ist, um das Abriebteilchen enthaltende Gas an der Öffnung (85A) unter einem Druck im Bereich

von 4 kp/cm anzulegen, daß eine Ablaßvorrichtung (9IA...) das Abriebteilchen enthaltende Gas in von der Spule (10) abgewandter Richtung ableitet, und daß eine Vorrichtung (92A) das Gas von den Abriebteilchen filternd trennt.

6. Verfahren zum Abtrennen einer hülsenförmigen Masse aus faden- ; förmigetn Material von einer wiederverwendbaren Spule, welche

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während des Abtrennens unverletzt bleibt, unter Verwendung der Vorrichtung gemäß der vorangehenden -Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule auf einer zugehörigen Halterung so ausgerichtet wird, daß die hülsenförmige Masse vollständig frei •liegt, daß ein mit hoher Geschwindigkeit geführter strahl eines Mediums aus einem zugeordneten Strahlkopf gegen die hülsenförmige Masse gerichtet wird, so daß der Strahl hoher Geschwindigkeit in wirksamer Weise die hülsenförmige- Masse von der Spule abtrennt, ohne diese zu verletzen, und daß die Halterungen der Spule und des Strahlkopfes relativ zueinander bewegt werden, um die Abtrennung in Längsrichtung der hülsenförmigen Masser vorzunehmen. ;

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