DE19604410C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von textilen Fäden aus Glasfasern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Trennen von Glasfasern, vorzugsweise bei der Herstellung textiler Erzeugnisse, wobei im Querschnitt der Glasfasern unterschiedliche Zug- und Druckspannungen erzeugt werden. Mit dem Ziel, auch gebündelte Fasern zuverlässig mit geringstem Aufwand zu trennen, wird vorgeschlagen, daß die Fasern über eine spitzwinklige Biegekante geführt werden und daß beide Enden der über die Biegekante geführten Glasfasern, etwa parallel zu den Keilflächen des spitzwinkeligen Biegewerkzeuges gespannt werden. Die Vorrichtung, bestehend aus relativ unbeweglichen Führungselementen (2, 3) mit stark gerundeten Führungskanten und einem beweglichen, spitzwinkeligen Biegeelement (4) mit einer Biegekante (41), gewährleistet eine zuverlässige Arbeitsweise mit einfachsten Mitteln.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Trennen von textilen Fäden aus Glasfasern, vorzugsweise bei der Herstellung textiler Erzeugnisse, wobei im Querschnitt der gespannten Glasfasern durch unterschiedlich bewegbare Werkzeuge unterschiedliche Zug- und Druckspannungen erzeugt werden.

Verfahren der genannten Art zum Trennen von Glasfasern sind in vielseitig modifizierter Form bekannt.

Allen bekannten Verfahren (z. B. US 4 565 310, EP 0 117 649 A1) ist gemeinsam, daß die Oberfläche der geradli­ nig gespannten Fasern im zu trennenden Bereich durch ein mit Diamanten besetztes Ritzwerkzeug angeritzt wird und die Fasern anschließend durch in Längsrichtung der Fasern aufgebrachte Zugkräfte getrennt werden. Dabei geht der Trennvorgang jeweils von dem angebrach­ tem Ritz aus. Die Trennfläche ist glatt und weist in der Regel keine Spuren eines Trennelementes auf.

Ein derartiger Trennvorgang ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Lage und die Form der Trennfläche im Verhältnis zur Längsachse der Faser sehr genau positioniert werden muß. Das ist in der Regel bei Fasern der Fall, die als Lichtleiter eingesetzt werden.

Die Anwendung eines derartigen Trennvorganges für Fäden aus einer Vielzahl von Glasfasern mit sehr kleinem Durchmesser ist unter ökonomisch vertretbaren Bedingun­ gen praktisch kaum realisierbar.

Das gezielte Anritzen der Fasern an einer genau defi­ nierten Postion ist unter den Bedingungen der Textil­ industrie mit einem extremen Aufwand verbunden.

Bei der Herstellung textiler Flächengebilde werden im zunehmenden Maße Stränge von Glasfasern in gestreckter Form eingebunden, um die Festigkeit in bestimmten Ebenen zu erhöhen und die Brennbarkeit des Flächenge­ bildes zu begrenzen.

Für die Herstellung derartiger Flächengebilde wird sowohl die Web- als auch die Wirktechnik eingesetzt. Die gestreckt eingebundenen Fäden oder Faserstränge aus endlosen Glasfasern werden am Geweberand, vor allem bei Anwendung der Nähwirktechnik, abgeschnitten.

Die Arbeitsgeschwindigkeit der Nähwirkmaschine mit Schußeintrag liegt bei etwa 1000-1200 Schußeinträgen pro Minute. Mit der gleichen Frequenz müssen daher an beiden Seiten des Gewirkes die eingebundenen Fäden aus bis zu 200 Glasfasern zuverlässig getrennt werden.

An die Lage der Trennfläche, bezogen auf die Längsachse der Fasern, werden keine besonders extremen Anforderun­ gen gestellt. Entscheidend ist die Zuverlässigkeit des Schneidvorganges an sich.

Für das Trennen dieser Faserstränge ist die eingangs beschriebene Verfahrensweise nicht geeignet. Ein Ritz­ werkzeug erreicht regelmäßig nicht alle Faseren eines Fadens oder eines Faserstranges. Die nicht angeritzten Fasern können durch die aufbringbaren Zugkräfte nicht getrennt werden. Die notwendige 100-prozentige Zuver­ lässigkeit, die an Textilmaschinen unabdingbar ist, kann mit einer derartigen Verfahrensweise und mit einer solchen Vorrichtung nicht gewährleistet werden.

In der DE 26 39 785 C2 wird zum Zerkleinern von in einer Ebene parallel zueinander geführten Glasfasern vorgeschlagen, eine Messerwalze und eine Amboßwalze zu verwenden. Die Messerwalze hat an ihrem Umfang entlang von Mantellinien eine Vielzahl radial gerichteter Messer. Die Amboßwalze ist an ihrem Umfang mit einer elastischen Schicht versehen. Die Glasfaserschar wird zwischen beiden, einander tangierenden Walzen hindurch­ geführt. Die Messer trennen dabei die Glasfasern durch einen einleitenden Ritzvorgang und ein anschließendes Auseinanderdrücken durch die Keilflächen der Messer. Auch eine solche Arbeitsweise ist für das Trennen von Fasersträngen oder Fäden aus Glasfasern an Textilma­ schinen nicht geeignet.

Einerseits erreichen die Schneidkanten der Messer nicht alle Fasern des Faserstranges um den Trennvorgang einleiten zu können. Andererseits stumpfen diese Mes­ serkannten sehr schnell ab, so dass der notwendige Anritzvorgang vollständig entfällt. Das Trennen der Fäden oder Faserstränge findet dann überhaupt nicht mehr statt.

Die Anwendung einer derartigen Arbeitsweise ist damit an Textilmaschinen nicht möglich.

Zur Gewährleistung der notwendigen hohen Trennsicher­ heit hat man in jüngster Zeit zum Trennen dieser Fäden aus Glasfasern rotierende Schneidelemente eingesetzt.

Diese Schneidelemente besitzen an ihrem Umfang Mikro­ schneiden aus Korund- oder Diamantkörnern. Diese ritzen die Fasern an und zerreißen dieselben. Derartige Werkzeuge führten aber dazu, daß im Bereich der Trennebene die Fasern nicht nur an einer Stelle sondern oft an mehreren Stellen getrennt werden. Es entsteht Glasstaub, der sich im Bereich bewegter Maschinenelemente oft willkürlich verteilte. Beschädi­ gungen an Getriebeelementen und Havarien waren nicht auszuschließen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren vorzuschlagen, bei dem die Fasern unter Vermeidung des Anritzens der Oberfläche der Einzelfa­ sern zuverlässig, auch bei Vorlage von Faserscharen - in Form von Fäden oder Fasersträngen - sauber und zuverlässig getrennt werden können.

Die Trennwerkzeuge sollen eine hohe Lebensdauer besit­ zen. Das Entstehen von Faserstaub soll vermieden wer­ den.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das im Anspruch 1 definierte Verfahren auf überraschend einfa­ che Art gelöst.

Das Führen der Fasern im gespannten Zustand über eine spitzwinklige Biegekante führt dazu, daß alle Fasern eines Fadens oder eines Faserstranges - auch ohne das definierte Anritzen am Umfang - allein durch die aufge­ brachten inneren Spannungen zuverlässig getrennt wer­ den.

Die Trennfläche ist glatt und ist für die in der Tex­ tilindustrie üblichen Forderungen geeignet.

Die notwendigerweise hohe Zuverlässigkeit des Trennvor­ ganges ist auch an hochtourig arbeitetenden Textilma­ schinen gegeben.

Die in Anspruch 2 definierte Vorrichtung ermöglicht die Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einfachen technischen Elementen. Die notwendige Zugspannung im Bereich der Biegekante wird unmittelbar durch das Biegewerkzeug aufgebracht. An das Klemmen des Fadens oder Faserstranges werden außerhalb der Führungselemen­ te keine besonderen Anforderungen gestellt.

Der Winkel der Biegekante nach Anspruch 3 sorgt einer­ seits für eine hohe Zuverlässigkeit des Trennvorganges und ermöglicht außerdem die Unterbringung der Vorrich­ tung auf sehr engem Raum.

An Kettenwirkmaschinen mit scharenweisem Schußeintrag können - gemäß Anspruch 4 - Hubbewegungen benachbarter Barren von Maschenbildungselementen für den Trennvor­ gang genutzt werden. Zusätzliche Antriebe entfallen.

Es hat sich bewährt, die Schließdrahtbarre für den Trennvorgang zu nutzen. Sie befindet sich nahe dem Ort der Trennung und führt dann eine nutzbare Bewegung aus, wenn der Schußfaden von der benachbarten Nadel voll­ ständig abgebunden ist.

Mit der Beschichtung der Oberfläche der Biegekante nach Anspruch 6 erhöht man deren Standzeit. Auch dann, wenn die für die Biegung notwendige Form der Biegekante geringere Anforderungen stellt, macht es sich erforder­ lich, die Kante an sich gegen die abrasiven Wirkungen der Glasfasern zu schützen.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen,

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Trenn­ verfahrens in drei aufeinanderfolgenden Positionen a), b), c) der Arbeitselemente,

Fig. 2 eine Anordnung der Schneidvorrichtung an einer Kettenwirkmaschine mit Schußeintrag unmittelbar seitlich der Maschenbildungs­ ebene und

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2.

Das Verfahren zum Trennen der Fäden aus Glasfasern wird schematisch in Fig. 1 dargestellt.

In der Position a) dieser Skizze sind die Führungsele­ mente 2, 3 und das Biegeelement 4 in ihrer Ausgangslage dargestellt.

Der Faden 1 aus Glasfasern 11 wird vorzugsweise von oben im gespanntem Zustand zwischen die Führungs­ elemente 2, 3 und das Biegeelement 4 eingeführt.

In der, in Position b) dargestellten Phase, beginnt die Bewegung des Biegeelementes 4 unter Einschluß des Fadens 1 zwischen die Führungselemente 2 und 3. Die ersten Fasern an der Biegekante 41 erreichen be­ reits die Grenze ihrer Biegefestigkeit und spreizen nacheinander auseinander.

Sind die ersten Fasern getrennt, machen sie unter der Wirkung der Zugkräfte der Fasern und dem Vermögen der Fasern, sich zu strecken, den nächsten Fasern 11 Platz an der Biegekante 41.

Der Biegewinkel 42 von kleiner 20° hat sich bewährt. Die Trennung der Glasfasern 11 erfolgt mit hoher Zuver­ lässigkeit.

Hat auch die letzte Glasfaser 11 die Biegekante 41 unter Spannung erreicht, ist der komplette Faden 1 an der vorgeschriebenen Stelle getrennt. Das Biegeelement 4 bewegt sich wieder aus dem Spalt aus den Führungsele­ menten 2, 3 heraus und gibt die beiden Enden des Fadens 1 frei.

Zur Vermeidung von Faserbrüchen an den Führungskanten der Führungselemente 2, 3 ist es sinnvoll, die Führungs­ elemente im Bereich ihrer Berührung mit dem Faden mit Radien zu versehen. Diese Radien sollten mindestens eine Größe von 0,5 mm besitzen.

Die Fig. 2 stellt die Anordnung der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung in einer Ansicht von der Bedienseite auf die Maschenbildungsstelle einer Kettenwirkmaschine dar.

Die feststehenden Führungskanten der Führungselemente 2, 3 sind an der vorzugsweise festen Abschlagbarre 5 befestigt.

Die Führungskanten befinden sich in der Abschlagebene unmittelbar unterhalb der Nadelreihe 6. Sie können mit einer Kehle versehen sein, die dem seitlichen Auswei­ chen des Fadens 1 entgegenwirkt.

Die über eine Transportkette geführten Schußfäden 1 werden nach ihrer Einbindung in die Maschen des Gewir­ kes, seitlich der letzten Nadel 6, vor die Führungskan­ ten der Führungselemente 2, 3 bewegt.

Vorzugsweise an der Schiebebarre 62 der Maschenbil­ dungsstelle ist ein Halter 43 befestigt, der sich unterhalb der Nadelebene bis in die Abschlagebene erstreckt.

Am vorderen Ende des Halters befindet sich das Biege­ element 4.

Im Rhythmus der Maschenbildung gelangt der eben abge­ bundene Schußfaden 1 in den Bereich der Führungskanten der Führungselemente 2, 3.

Durch die Bewegung der Schließdrahtbarre 62 wird das Biegeelement 4 mit seiner Biegekante 41 gegen die Führungselemente 2, 3 und zwischen diese bewegt. Die Glasfasern 11 des Schußfadens 1 werden durch die extremen Biegevorgänge getrennt. Das Gewirke wird abgezogen. Die abgetrennten Fadenschleifen werden aus der Maschine entfernt.

Ohne von der Erfindung abzuweichen, kann man auch das Biegeelement 4 mit der Biegekante an der Abschlagbarre 5 befestigen und die Führungselemente 2, 3 am Halter 43 der Schließdrahtbarre 62 anordnen.

Im Sinne der Erfindung ist es auch, ortsfeste Führungs­ elemente von der Einschließseite her anzuordnen. Die Biegekante 41 wäre dann in Austriebsrichtung der Schließdrahtbarre 62 gerichtet. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß der Trennvorgang dann erfolgt, wenn die Schußfäden 1 vollständig und fest in die Maschen des Gewirkes eingebunden sind.

Zum Zwecke der Erhöhung der Standzeiten, insbesondere der Biegekante 41 des Biegeelementes 4, ist es möglich und zweckmäßig, eine entsprechend harte Schicht auf deren Oberfläche aufzubringen.

Es hat sich bewährt, mit an sich bekannten Verfahren eine Oberflächenschicht aus Korund- oder Kohlenstoff­ kristallen aufzutragen.

In gleicher Weise kann man hier insbesondere die Füh­ rungskanten der Führungselemente 2, 3 gegen Verschleiß schützen, weil auch hier ein Gleiten der Glasfasern unter Spannung nicht vermieden werden kann.

Das Anwendungsgebiet der Erfindung beschränkt sich jedoch nicht nur auf das Trennen von Glasfasern allein. Einsetzbar ist dieses Verfahren auch für das Trennen von Fasern ähnlicher oder gleicher Struktur, z. B. Kohlenstoffasern.

Es hat sich gezeigt, daß die Trennkanten der Glasfasern auch bei dieser Form der Trennung sowohl hinsichtlich ihrer Lage als auch hinsichtlich ihrer Gestalt höchsten Anforderungen gerecht werden.

Die Anwendung des Verfahrens für das Anpassen von Lichtleitern ist durchaus gegeben.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1

Schußfaden

11

Glasfaser

2

Führungselement

3

Führungselement

4

Biegeelement

41

Biegekante

42

Winkel

43

Halter

5

Abschlag

6

Nadel

61

Schließdraht

62

Schließdrahtbarre

7

Transportkette

71

Haken

Claims (7)

1. Verfahren zum Trennen von textilen Fäden aus Glasfa­ sern, vorzugsweise bei der Herstellung textiler Erzeu­ gnisse, wobei im Querschnitt der gespannten Glasfasern durch gegeneinander bewegbare Werkzeuge unterschiedli­ che Zug- und Druckspannungen erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Glasfasern im spitzen Winkel über eine spitzwinkelige Biegekante geführt werden und
daß beide Enden der über die Biegekante geführten Glasfasern in Längsrichtung der Glasfasern, etwa parallel zu den Keilflächen des spitzwinkeligen Biegewerkzeuges gespannt werden.

2. Vorrichtung zum Trennen von textilen Fäden aus Glasfasern, bestehend aus Führungselementen zur Stüt­ zung der Fäden und aus einem gegen Führungselemente bewegbaren winkeligen Trennwerkzeug, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß unmittelbar neben der Vorlageposition des gespann­ ten Fadens (1) zwei Führungselemente (2, 3) in geringem gegenseitigen Abstand voneinander, mit zum Zwischenraum hin stark abgerundeten Führungskanten angeordnet sind und
daß auf der anderen Seite des Fadens (1) vor dem Zwi­ schenraum zwischen den beiden Führungselementen (2, 3) als Trennwerkzeug ein Biegeelement (4) mit einer gegen den Faden gerichteten, spitzwinkeligen Biege­ kante (41) positioniert ist und
daß das Biegeelement (4) im freien Abstand von den Führungselementen (2, 3) in den Zwischenraum zwischen den Führungselementen (2, 3) bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekante (41) des Biegeelementes (4) einen Winkel (42) kleiner 20° einschließt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß an einer Kettenwirkmaschine mit scharenweisem Schußeintrag in der verlängerten Abschlagebene die Führungselemente (2, 3) und das Biegeelement (4) angeordnet sind und
mindestens eines dieser Elemente (2, 3, 4) mit einer angetriebenen Barre von Maschenbildungselementen verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Barre die Schließdrahtbarre (62) ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Führungskanten oder die Biegekante (41) mit einer Kehle für den Faden (1) versehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegeelement (4) und/oder die Führungselemente (2, 3) mindestens im Bereich der Biege- (41) oder Führungskante mit einer Korund- und/oder Kohlen­ stoffbeschichtung versehen ist.