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    • 专利摘要:
    Beschriebenwerden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bildung von Wendelnaus einem, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden, Faden (30).Ein rotierbarer Wickeldorn (12) und eine zugeordnete Fadenformgebungsvorrichtung(14, 16) sind zum Aufwickeln des Fadens (30) in Schraubenlinienformvorgesehen, wobei sich der Wickeldorn (12) in Vorschubrichtung des daraufaufzuwickelnden Fadens (30) überdie Fadenformgebungsvorrichtung (14, 16) hinaus erstreckt. In Vorschubrichtungdes auf den Wickeldorn (12) aufzuwickelnden Fadens (30) betrachtet,ist stromabwärtsvon der Fadenformgebungsvorrichtung (14, 16) eine Andrückvorrichtung(18a) vorgesehen, die den Faden (30) gegen den Wickeldorn (12) drückt undso ausgebildet ist, dass ein im Wesentlichen ausreichender Reibschlusszwischen dem Faden (30) und dem Wickeldorn (12) entsteht, damitder Wickeldorn (12) bei Rotation den Faden (30) in Wickelrichtungim Wesentlichen mitnimmt.
    公开号:DE102004021776A1
    申请号:DE200410021776
    申请日:2004-04-30
    公开日:2005-11-24
    发明作者:Hartmut Lehmann；Gunnar Vieth
    申请人:Kugler Womako GmbH；
    IPC主号:B21F3-02
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildung von Wendeln auseinem, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden, Faden, mit einemrotierbaren, vorzugsweise glatten, Wickeldorn und einer zugeordnetenFadenformgebungsvorrichtung zum Aufwickeln des Fadens in Schraubenlinienformauf den Wickeldorn, wobei sich der Wickeldorn in Vorschubrichtungdes darauf aufzuwickelnden Fadens über die Fadenformgebungsvorrichtunghinaus erstreckt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zurBildung von Wendeln aus einem, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden,Faden, vorzugsweise unter Verwendung einer Vorrichtung der zuvorgenannten Art.
    [0002] Einesolche Vorrichtung und ein solches Verfahren sind beispielsweisein der DE 1 944 371 offenbart,wobei ein Kunststofffaden auf einem glatten Wickeldorn aufgewickeltwird, um eine schraubenlinienförmigeWendel zu bilden. Bei dieser bekannten Vorrichtung weist die Fadenformgebungsvorrichtung einevom Wickeldorn durchsetzte konzentrische Muffe auf, die an ihrerInnenwandung mit einer schraubenförmigen Nut versehen ist, dieeine sogenannte Steigungsschnecke bildet. Am Ausgang der Fadenformgebungsvorrichtungist eine Fadenkühlvorrichtungangeordnet, durch die sich der Wickeldorn ebenfalls erstreckt. Ähnlich wiedie Fadenformgebungsvorrichtung weist auch die nachgeschaltete Fadenkühlvorrichtungeine Steigungsschnecke auf, um die Wendel weiterhin in ihrer Schraubenlinienformzu führen.Insbesondere aufgrund der in der Fadenkühlvorrichtung ausgebildetenSteigungsschnecke ist die Gesamtkonstruktion dieser bekannten Vorrichtungrecht aufwendig.
    [0003] Esist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und einVerfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass einevereinfachte Konstruktion verwendet werden kann.
    [0004] DieseAufgabe wird gelöstmit einer Vorrichtung zur Bildung von Wendeln aus einem, vorzugsweiseaus Kunststoff bestehenden, Faden, mit einem rotierbaren, vorzugsweiseglatten, Wickeldorn und einer zugeordneten Fadenformgebungsvorrichtung zumAufwickeln des Fadens in Schraubenlinienform auf den Wickeldorn,wobei sich der Wickeldorn in Vorschubrichtung des darauf aufzuwickelndenFadens überdie Fadenformgebungsvorrichtung hinaus erstreckt, dadurch gekennzeichnet,dass, in Vorschubrichtung des auf den Wickeldorn aufzuwickelndenFadens betrachtet, stromabwärtsvon der Fadenformgebungsvorrichtung eine Andrückvorrichtung vorgesehen ist,die den Faden gegen den Wickeldorn drückt und so ausgebildet ist,dass ein im Wesentlichen ausreichender Reibschluss zwischen demFaden und dem Wickeldorn entsteht, damit der Wickeldorn bei Rotationden Faden in Wickelrichtung im Wesentlichen mitnimmt.
    [0005] Beider erfindungsgemäßen Konstruktionreduziert sich die Funktion der Fadenformgebungsvorrichtung aufdas Einführenund die Formgebung des Fadens, währendder Transport der so hergestellten schraubenlinienförmigen Wendeldurch eine kombinierte Rotations- und Vorschubbewegung aufgrund desZusammenwirkens des Wickeldorns und der Andrückvorrichtung stattfindet.Letzteres wird erfindungsgemäß dadurcherzielt, dass ein im Wesentlichen ausreichender Reibschluss zwischendem Faden und dem Wickeldorn entsteht, wodurch der Wickeldorn beiRotation den Faden in Wickelrichtung im Wesentlichen mitnimmt. Demwiderspricht auch nicht die Möglichkeit,wonach der Wickeldorn vorzugsweise eine glatte Oberflächen aufweisenkann; denn „glatt" in diesem Zusammenhangbedeutet lediglich, dass die Oberfläche bzw. der Mantel des Wickeldorneskeine Unebenheiten aufweist. Die Erfindung macht sich dabei dieErkenntnis zu nutze, dass die Wendel ihre Schraubenlinienform nachBildung durch die Fadenformgebungsvorrichtung beibehält.
    [0006] DieErfindung ermöglichtdie Herstellung von schraubenlinienförmigen Wendeln von nahezu beliebigerLänge unterVerwendung eines Wickeldorns mit begrenzter Länge. Dadurch lässt sicheine besonders kleine Bauform der Vorrichtung realisieren.
    [0007] Dadurch,dass erfindungsgemäß eine nachgeschalteteAndrückvorrichtungverwendet wird, kann die in ihrer Konstruktion relativ aufwendigeFadenformgebungsvorrichtung verhältnismäßig kurz gehaltenwerden und somit nur eine relativ geringere bauliche Einheit bilden,währenddie Andrückvorrichtungin einer verhältnismäßig einfachenKonstruktion ausgeführtzu werden braucht. Auf diese Weise ist es möglich, den Aufwand für die Gesamtkonstruktion derVorrichtung gegenüberdem Stand der Technik zu reduzieren.
    [0008] Hinzukommt,dass die erfindungsgemäße Konstruktionsich mit geringerem Aufwand an unterschiedliche Steigungen und Durchmesserder herzustellenden Wendeln anpassen lässt. Zwar müssen für diesen Fall gewöhnlich weiterhinunterschiedliche Fadenformgebungsvorrichtungen bereitgehalten werden;da diese jedoch gegenüberdem Stand der Technik auf eine deutliche geringere Größe reduziert werdenkönnen,fallen die damit verbundenen Kosten nur noch relativ gering insGewicht.
    [0009] Inder DE 1 254 854 isteine ähnlicheVorrichtung zur Herstellung von schraubenlinienförmig gewundenen Fäden austhermoplastischem Kunststoff offenbart, welche u.a. auch eine Andruckwalzeaufweist. Allerdings wirkt diese Andruckwalze auf eine die Fadenformgebungsvorrichtungbildende, den Wickeldorn konzentrisch umgebende Muffe, die eine durchgängige undsomit auch nach außenoffene schraubenlinienförmigeNut als Steigungsschnecke aufweist. Dabei dient die Andruckwalzedazu, ein unbeabsichtigtes Herausspringen des Fadens aus der Steigungsschneckeder Muffe zu verhindern. Demnach befindet sich die Andruckwalzein Berührung mitder Außenfläche derMuffe, um die nach außen offeneschraubenlinienförmigeNut zu verschließen. Für die Herstellungeines Reibschlusses zwischen dem Faden und dem Wickeldorn ist dieseAndruckwalze dagegen nicht vorgesehen und auch nicht in der Lage.
    [0010] Inder CH 329 748 ist eine ähnlicheVorrichtung zur Herstellung schraubenlinienförmiger Drahtwindungen aus thermoplastischemMaterial gezeigt, bei welcher ausgangsseitig zwei Stützrollenvorgesehen sind. Diese Stützrollenbefinden sich jedoch stromabwärtsund somit außerhalbdes Wickeldornes und dienen, wie bereits der Name sagt, lediglichzur Stützungder dann bereits nicht mehr auf dem Wickeldorn befindlichen Wendel.Eine Andrückfunktion zurHerstellung eines Reibschlusses zwischen dem Faden und dem Wickeldornkönnendaher diese Stützrollennicht übernehmen.
    [0011] Zweckmäßigerweiseweist die Andruckvorrichtung mindestens ein in Richtung auf denWickeldorn, vorzugsweise im Wesentlichen radial, bewegbares Andrückelementauf. Ein solches Andrückelementlässt sichbesonders leicht austauschen, um die Vorrichtung an die Herstellungvon Wendeln mit unterschiedlichen Steigungen und Durchmessern entsprechendanpassen zu können.Vorzugsweise ist dieses mindestens eine Andrückelement in Richtung auf denWickeldorn vorgespannt, um in besonders wirkungsvoller Weise denReibschluss zwischen dem Faden und dem Wickeldorn herzustellen.Gewöhnlichwird die Vorspannung mit Hilfe von Federeinrichtungen erzeugt. Dabeimuss die Vorspannung so eingestellt werden, dass ein im Wesentlichenausreichender Reibschluss zwischen dem Faden und dem Wickeldornentsteht, damit der Wickeldorn bei Rotation den Faden in Wickelrichtungim Wesentlichen mitnimmt. Andererseits muss das Andrückelement soausgebildet sein, dass eine eventuell auftretende Reibung zwischendem Andrückelementund dem Faden geringer ist als zwischen dem Faden und der Oberfläche desWickeldornes, damit die zuvor erwähnte Bedingung erfüllt wird.
    [0012] Gewöhnlich solltedie Andrückvorrichtung mehrereAndrückelementeaufweisen, die in Umfangsrichtung des Wickeldornes herum verteiltangeordnet und vorzugsweise voneinander beabstandet sind. Der Abstandder Andrückelementesollte voneinander im Wesentlichen konstant sein. Für die meistenAnwendungsfälledürftees ausreichen, drei Andrückelementevorzusehen, deren Winkelabstand voneinander etwa 120° beträgt.
    [0013] Zweckmäßigerweisesollte das mindestens eine Andrückelementan seiner dem Wickeldorn zugewandten Seite mindestens eine Führungsnutzur Aufnahme des Fadens aufweisen.
    [0014] Sofernmehrere Andrückelementevorgesehen sind, sollten die Führungsnutender Andrückelementeentsprechend der Steigung der Schraubenlinienform versetzt zueinanderangeordnet sein, um der Schraubenlinienform der in der Formgebungsvorrichtunggebildeten Wendel Rechnung zu tragen.
    [0015] Esist aber auch denkbar, dass das mindestens eine Andrückelementan seiner dem Wickeldorn zugewandten Seite eine Reihe von im Wesentlichen parallelzueinander verlaufenden Führungsnutenaufweist, deren Abstand voneinander dem Abstand der einzelnen Windungender Schraubenlinienform entspricht. Bei dieser Ausführung solltendie Führungsnutenreihender Andrückelementeentsprechend der Steigung der Schraubenlinienform versetzt zueinanderangeordnet sein.
    [0016] Einebesonders bevorzugte Ausführungder Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eineAndrückelementals rotierbare Walze ausgebildet ist, deren Drehachse vorzugsweiseim Wesentlichen parallel zur Drehachse des Wickeldornes verläuft. Dabeisollte die rotierbare Walze frei drehbar gelagert sein; ein Antriebist nicht notwendig. Dadurch wird gewährleistet, dass die Reibungzwischen dem Andrückelementund dem Faden geringer als zwischen dem Faden und dem Wickeldornist, um den fürdie Fortbewegung erforderlichen Reibschluss mit dem Wickeldorn herzustellen.
    [0017] Gewöhnlich weistdie Fadenformgebungsvorrichtung eine den Wickeldorn konzentrischumgebende Muffe mit einer schraubenlinienförmigen Fadenführung auf.Dabei sollte die Wandung der Muffe eine Durchgangsöffnung für den Eintrittden Fadens in die schraubenlinienförmige Fadenführung aufweisen.
    [0018] Eineweitere besonders bevorzugte Ausführung zeichnet sich dadurchaus, dass der Wickeldorn ein Verankerungsmittel zur Befestigungdes aufzuwickelnden Fadens aufweist und in axialer Richtung zwischeneiner ersten Stellung, in der sich das Verankerungsmittel im, vorzugsweise,in Vorschubrichtung des auf den Wickeldorn aufzuwickelnden Fadensbetrachtet, stromaufwärtigen,Bereich der Fadenformgebungsvorrichtung befindet, und einer zweitenStellung, in der sich das Verankerungsmittel im Bereich der Andrückvorrichtungbefindet, verschiebbar ist. Diese Ausführung erlaubt eine besonderseinfache Einrichtung der Vorrichtung für eine anschließende kontinuierlicheHerstellung einer schraubenlinienförmigen Wendel, indem der Anfangdes Fadens mit Hilfe des Verankerungsmittels am Wickeldorn befestigt undanschließendder Wickeldorn einer kombinierten Vorschub- und Rotationsbewegungunterworfen wird, um den Faden in die Formgebungsvorrichtung gezielteinzuführenund durch diese hindurchzuführen, bevordann der kontinuierliche Herstellungsprozess beginnt. Zweckmäßigerweiseist bei dieser Ausführungdas Verankerungsmittel ein im Mantel des Wickeldorn ausgebildetesLoch, in das der Faden zur Befestigung am Wickeldorn gesteckt wird.
    [0019] Gewöhnlich isteine Antriebsvorrichtung zum kontinuierlichen rotierenden Antriebdes Wickeldorns vorgesehen. Eine vorteilhafte Weiterbildung derletztgenannten Ausführungzeichnet sich dadurch aus, dass die Antriebsvorrichtung wahlweisemit dem Wickeldorn koppelbar und vom Wickeldorn entkoppelbar ist,wenn sich der Wickeldorn in seiner ersten Stellung befindet, undvom Wickeldorn stets entkoppelt ist, wenn sich der Wickeldorn imWesentlichen außerhalbseiner ersten Stellung befindet.
    [0020] InZusammenhang mit dieser letztgenannten Ausführung wird deshalb ferner erfindungsgemäß ein Verfahrenzur Bildung von Wendeln aus einem, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden,Faden mit den Schritten vorgeschlagen, – den Anfangdes Fadens mit Hilfe des Verankerungsmittels am Wickeldorn zu befestigen,wenn sich der Wickeldorn in seiner ersten Stellung befindet, – denWickeldorn zu drehen und gleichzeitig aus der ersten Stellung inRichtung auf die zweite Stellung zu bewegen und dadurch den Faden durchdie Fadenformgebungsvorrichtung zu führen und in Schraubenlinienformauf den Wickeldorn aufzuwickeln, – beifortgesetzter Rotation und axialer Bewegung des Wickeldornes denschraubenlinienförmigauf den Wickeldorn aufgewickelten Faden in Eingriff mit der Andrückvorrichtungzu bringen, – dieBewegung des Wickeldornes zu stoppen, wenn der Wickeldorn seinezweite Stellung erreicht hat, – denFaden vom Verankerungsmittel am Wickeldorn zu trennen und – denWickeldorn ohne weitere axiale Bewegung kontinuierlich zu rotieren.
    [0021] Vorzugsweisesollte nach Trennung des Fadens vom Verankerungsmittel der Wickeldornzunächstvon seiner zweiten Stellung in seine erste Stellung oder zumindestin Richtung auf seine erste Stellung zurückbewegt werden, bevor er stationär und somitohne weitere axiale Bewegung einer fortgesetzten kontinuierlichenRotation unterworfen wird, wozu dann zweckmäßigerweise die zuvor erwähnte Antriebsvorrichtungmit dem Wickeldorn gekoppelt wird.
    [0022] Nachfolgendwird ein bevorzugtes Ausführungsbeispielder Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    [0023] 1 schematischim Längsschnittdie relevanten Komponenten einer Vorrichtung zur Bildung von Wendelngemäß einembevorzugten Ausführungsbeispielder Erfindung;
    [0024] 2 schematischim Querschnitt die Vorrichtung von 1;
    [0025] 3a bis 3c schematischin ausschnittsweiser Längsschnittansichtdie Anordnung von drei Nutwalzen in der Vorrichtung gemäß 1;und
    [0026] 4a bis 3c verschiedeneBetriebszuständeder Vorrichtung von 1.
    [0027] Wie 1 erkennenlässt,weist die dargestellte Vorrichtung ein festes Gehäuseteil 1 auf,in dem eine Hohlwelle 2 mittels Kugellager 4 drehbar gelagertund in bekannter Weise gegen Längsverschiebunggesichert ist. Innerhalb der Hohlwelle 2 ist konzentrischein Bolzen 6 angeordnet. Der freiliegende äußere Endabschnitt 2a derHohlwelle 2 ist als konzentrische Rolle ausgebildet, umdie ein Antriebsriemen 8 läuft, der von einer nicht dargestelltenAntriebseinrichtung angetrieben wird. Während die Hohlwelle 2 stationär gelagertist, lässtsich der innenliegende Bolzen 6 gegenüber der ihn umgebenden Hohlwelle 2 grundsätzlich freidrehen und auch in axialer Richtung frei verschieben. Mit Hilfeeiner Schraubverbindung 10 am freiliegenden äußeren Endelässt sichjedoch eine drehsichere und verschiebesichere Verbindung zwischendem Bolzen 6 und der Hohlwelle 2 herstellen.
    [0028] Ander gegenüberliegendenSeite ist am Bolzen 6 koaxial ein Wickeldorn 12 angeordnet.Gewöhnlichist der Wickeldorn 12 einstückig mit dem Bolzen 6 verbundenund bildet eine bauliche Einheit. Bei dem Wickeldorn 12 handeltes sich um einen zylindrischen Stab, der sich aus dem feststehenden Gehäuseteil 1 hinauserstreckt (gemäß 1 nach rechts).Gewöhnlichsind fürden Wickeldorn 12 weitere Lager vorgesehen, die in denbeiliegenden Figuren jedoch im Einzelnen nicht dargestellt sind.Da zwischen dem Wickeldorn 12 und dem Bolzen 6 eine drehfesteVerbindung besteht, wird der Wickeldorn 12 von der nichtdargestellten Antriebseinrichtung über den Antriebsriemen 8,die Hohlwelle 2 und den Bolzen 6 in Rotation versetzt,sofern mit Hilfe der Schraubverbindung 10 eine drehfesteVerbindung zwischen den Hohlwelle 2 und dem Bolzen 6 hergestelltworden ist.
    [0029] DerWickeldorn 12 erstreckt sich durch eine hülsenförmige Muffe 14,die an das feststehende Gehäuseteil 1 angeflanschtist, wie 1 ferner erkennen lässt. Indie die Bohrung der Muffe 14 begrenzenden Innenwandungist eine schraubenförmigeNut 16 eingeschnitten, die eine sogenannte Steigungsschneckebildet, deren Steigung im Wesentlichen der gewünschten Steigung der Schraubenlinienformder herzustellenden Wendel entspricht.
    [0030] Benachbartzu dem freiliegenden Abschnitt des Wickeldornes 12 außerhalbder Muffe 14 sind Nutwalzen angeordnet. Wie 2 erkennenlässt, sindim dargestellten Ausführungsbeispieldrei in einem Winkelabstand von 120° angeordnete Nutwalzen 18a, 18b und 18c vorgesehen.Es ist aber auch denkbar, eine andere Anzahl von Nutwalzen zu wählen. DieNutwalzen 18a, 18b und 18c erstreckensich achsparallel zum Wickeldorn 12. Wie insbesondere die 1 und 3 erkennenlassen, ist jede Nutwalze 18a, 18b und 18c stirnseitigan koaxialen Lagerstiften 20a und 20b drehbargelagert. Jeder Lagerstift 20a, 20b ist an einemHebel 22 befestigt, der sich im dargestellten Ausführungsbeispielquer zum jeweiligen Lagerstift 20a, 20b erstrecktund überein Scharnier 24 (vgl. 2) schwenkbaram feststehenden Gehäuseteil 1 gelagertist. Da jede Nutwalze 18a, 18b, 18c anzwei stirnseitigen Lagerstiften 20a, 20b gelagertist, sind dementsprechend jeder Nutwalze 18a, 18b, 18c zweiHebel 22 zugeordnet, die sich parallel zueinander erstrecken,wobei die Schwenkachsen der zugehörigen Scharniere 24 jeweilszusammenfallen und parallel zu den Drehachsen des Wickeldornes 12 sowieder Nutwalzen 18a, 18b, 18c und der Lagerstifte 20a, 20b gerichtetsind.
    [0031] DieLagerstifte 20a, 20b, die Hebel 22 und diezugehörigenScharniere 24 bilden eine Lagerung, die zum einen einefreie antriebslose Rotation der Nutwalzen 18a, 18b, 18c undzum anderen ein Verschwenken der Nutwalzen 18a, 18b, 18c querzu deren Drehachsen in Richtung auf den Wickeldorn 12 undvon diesem weg erlaubt. Dabei sind die Hebel 22 mit Hilfevon Federeinrichtungen 25, die in 2 dargestelltsind, in Richtung auf den Wickeldorn 12 federnd vorgespannt.Dies führtdazu, dass im normalen Betriebszustand die Nutwalzen am Wickeldorn 12 anliegen,wie am Beispiel der Nutwalze 18a in 1 gezeigtist.
    [0032] Wiedie 1 und 3 ferner erkennen lassen, istan der Außenfläche bzw.dem Mantel jeder Nutwalze 18a, 18b, 18c eineReihe von konzentrisch umlaufenden, in sich geschlossenen Nuten 26 ausgebildet.Dabei ist der Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten ringförmigen Nuten 26 konstantund entspricht der Steigung der Schraubenlinienform der herzustellendenWendel. Die Tiefe der Nuten 26 ist so bemessen, dass sieeinen Faden 30 zur Bildung einer schraubenlinienförmigen Wendelaufnehmen könnenund dabei aber der Faden 30 von der jeweiligen Nutwalze 18a, 18b, 18c gegendie Außenfläche bzw.den Mantel des Wickeldorns 12 gedrückt wird, wenn die Nutwalzen 18a, 18b, 18c inRichtung auf den Wickeldorn 12 federnd vorgespannt werden.
    [0033] Wiebereits erwähnt,sind im dargestellten Ausführungsbeispieldrei Nutwalzen 18a, 18b, 18c vorgesehen,die in einem Winkelabstand von 120° voneinander um den Wickeldorn 12 angeordnetsind, wie 2 erkennen lässt. Um die Steigung der Schraubenlinienformder Wendel, die aus dem von den Nuten 26 aufgenommen Faden 30 hergestellt wird,entsprechend zu berücksichtigen,sind die drei Nutwalzen 18a, 18b und 18c versetztzueinander angeordnet, und zwar jeweils um ein Drittel der Steigungder gewünschtenSchraubenlinienform. Diese versetzte Anordnung ist schematisch in 3a bis 3c dargestelltund lässtsich auch dadurch erkennen, dass bei jeder Nutwalze 18a, 18b, 18c dieLänge der zugeordnetenAchsstifte 20a und 20b entsprechend unterschiedlichist, da im dargestellten Ausführungsbeispieldie die Achsstifte 20a bzw. 20b tragenden Hebel 22 jeweilsin einer gemeinsamen Ebene liegen.
    [0034] Nachfolgendwird anhand von 4 das Einfädeln des Fadens 30 undder Beginn der daran anschließendenkontinuierlichen Herstellung einer Wendel beschrieben.
    [0035] Zunächst befindetsich der Wickeldorn 12 in einer zurückgezogenen ersten Stellung,wie sie in 4a in Übereinstimmung mit 1 gezeigtist. Allerdings ist im Gegensatz zu 1 die Schraubverbindung 10 gelöst, so dassder Bolzen 6 und der daran sitzende Wickeldorn 12 sowohlin Drehrichtung als auch in axialer Richtung frei beweglich ist.Anstelle der Schraubverbindung 10 ist am außenliegenden freienEnde des Bolzens 6 ein sogenanntes Hilfsdrehwerkzeug 40 angeschraubt,das einen Drehknopf 42 aufweist, wie 4a erkennenlässt.In dem in 4a gezeigten Betriebszustandist der Faden 30 durch eine in der Muffe 14 ausgebildeteDurchtrittsöffnung 32 indie Muffe 14 eingeführtund mit seinem Anfang in ein Loch 34 gesteckt, das im Manteldes Wickeldorns 12 ausgebildet ist und als Verankerungsmitteldes Fadens 30 am Wickeldorn 12 dient (siehe hierzu 1).Dabei ist der Faden 30 bereits so geführt, dass er in die schraubenförmige Nut 16 (vgl. 1)eingreift.
    [0036] Anschließend wirdmittels des Hilfsdrehwerkzeuges 40 der Wickeldorn 12 manuellgedreht und gleichzeitig in axialer Richtung bewegt. Durch eine solchekombinierte Dreh- und Vorschubbewegung des Wickeldornes 12 ziehtsich der Faden 30 durch die Steigungsschnecke der Muffe 14,während gleichzeitigder Wickeldorn 12 (gemäß 4 nach rechts)weiter wandert, so dass der Faden 30 entlang der schraubenförmigen Nut 16 durchdie Muffe 14 läuftund als schraubenlinienförmigeWendel 36 aus der Muffe 14 austritt und dann inEingriff mit den Nuten 26 der Nutwalzen 18a, 18b, 18c gelangt.Dieser Zustand ist in 4b gezeigt.
    [0037] SindgenügendWindungen der so hergestellten Wendel 36 vorhanden, wirdder Wickeldorn 12 angehalten, so dass er keiner weiterenkombinierten Dreh- und Vorschubbewegung mehr unterworfen wird. Dannhat der Wickeldorn 12 eine zweite Stellung erreicht, wiesie in 4b gezeigt ist.
    [0038] Indieser zweiten Stellung wird bei nunmehr angehaltenem Wickeldorn 12 derFaden 30 am Loch 34 abgeschnitten und somit vomWickeldorn 12 getrennt.
    [0039] Anschließend wirdder Wickeldorn 12 in seine erste Stellung mit Hilfe desHilfsdrehwerkzeuges 40 manuell zurückgezogen, ohne dass eine weitere Rotationdes Wickeldorns 12 erforderlich ist. Während dieser axialen Rückwärtsbewegungdes Wickeldornes 12 verbleibt die bislang hergestellteWendel 36 in ihrer in 4b gezeigtenPosition. Da der Wickeldorn 12 eine glatte Oberfläche bzw.Mantelfläche aufweist,ist die beschriebene axiale Bewegung gegenüber der den Wickeldorn 12 umgebendenWendel 36 möglich.
    [0040] Nachdemder Wickeldorn 12 wieder seine zurückgezogene erste Stellung erreichthat, wird das Hilfsdrehwerkzeug 40 entfernt und die Schraubverbindung 12 wiederangebracht, wodurch nun der Bolzen 6 und somit der Wickeldorn 12 drehfestmit der Hohlwelle 2 gekoppelt wird und eine axiale Bewegungnicht mehr durchführenkann. Auf diese Weise wird der Wickeldorn 12 über denAntriebsriemen 8, die Hohlwelle 2, die Schraubverbindung 10 undden Bolzen 6 mit der (nicht dargestellten) Antriebseinrichtunggekoppelt und einer kontinuierlichen Drehbewegung unterworfen. Dabeiverbleibt der Wickeldorn 12 stationär in seiner ersten Stellung.Da durch die federnde Vorspannung der Nutwalzen 18a, 18b, 18c einausreichender Reibschluss zwischen dem Faden 30 und demWickeldorn 12 erzeugt wird, wird der Faden 30 vomWickeldorn 12 bei dessen Rotation in Wickelrichtung mitgenommen,wodurch nun eine kontinuierliche Herstellung der Wendel 36 stattfindet.Dieser Betriebszustand ist in 4c gezeigt.
    [0041] Demnachdient die Muffe 14 mit ihrer schraubenlinienförmigen Nut 16 alsFadenformgebungsvorrichtung zur Bildung der gewünschten Schraubenlinienformder herzustellenden Wendel 36, während die Nutwalzen 18a, 18b, 18c inZusammenwirkung mit dem Wickeldorn 12 den Weitertransportder Wendel 36 fürderen kontinuierliche fortgesetzte Herstellung übernehmen.
    [0042] Dadie Nutwalzen 18a, 18b, 18c frei drehbar gelagertsind, werden sie beim Aufwickeln des Fadens 30 auf demWickeldorn 12 zur Bildung der Wendel 36 einerentsprechenden Rotation unterworfen. Dies führt dazu, dass die Reibungzwischen dem Faden 30 bzw. der daraus hergestellten Wendel 36 und den Nutwalzen 18a, 18b, 18c deutlichgeringer als zwischen dem Faden 30 bzw. der Wendel 36 und demWickeldorn 12 ist. Somit wird gewährleistet, dass nur der Reibschlusszwischen dem Faden 30 bzw. der daraus hergestellten Wendel 36 unddem Wickeldorn 12 zum Tragen kommt, damit der Wickeldorn 12 beiRotation den Faden 30 zur Bildung der Wendel 36 mitnehmenkann.
    [0043] Diezuvor beschriebene Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Bildungvon Wendeln aus einem Kunststofffaden, der vorzugsweise aus Thermoplastbesteht. Hierzu wird der Faden 30 vor Eintritt in die Muffe 14 gewöhnlich erwärmt. Dieskann beispielsweise dadurch stattfinden, dass eine (nicht dargestellte)Trommel, von der der Faden 30 abgezogen wird, erwärmt wird.Alternativ ist es auch denkbar, eine separate Erwärmungsvorrichtungfür denFaden 30 vorzusehen. Fürdie Abkühlungder hergestellten Wendel 36 kann eine Kühleinrichtung vorgesehen sein.Eine solche Abkühleinrichtungist aber nicht unbedingt notwendig, da es sich gezeigt hat, dassdie hergestellte Wendel 36 im Laufe ihrer weiteren Vorwärtsbewegungnach Abzug vom Wickeldorn 12 von allein ausreichend abkühlt.
    [0044] Grundsätzlich istes aber auch denkbar, die zuvor beschriebene Vorrichtung zur Herstellungeiner Wendel aus Metalldraht zu verwenden.
    [0045] Diemit Hilfe der zuvor beschriebenen Vorrichtung hergestellte Wendel 36 wirdzum Binden von Heften oder Büchernverwendet. Hierzu wird die Wendel 36 zu einer Bindestationtransportiert, dort auf die gewünschteLänge geschnittenund in eine entsprechend vorgestanzte Perforation eines Papierstapelseingedreht.
    [0046] Durchdie bewegliche Lagerung der Nutwalzen 18a, 18b, 18c gegenüber demWickeldorn 12 lassen sich grundsätzlich Wendeln mit unterschiedlichemDurchmesser herstellen. Allerdings bedarf es dann des Austauschesdes Wickeldornes 12 und der Muffe 14. Werden andereSteigungen gewünscht,so müssenauch die Nutwalzen 18a, 18b und 18c entsprechendausgewechselt werden.
    权利要求:
    Claims (19)
    [1] Vorrichtung zur Bildung von Wendeln (36)aus einem, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden, Faden (30),mit einem rotierbaren, vorzugsweise glatten, Wickeldorn (12)und einer zugeordneten Fadenformgebungsvorrichtung (14, 16)zum Aufwickeln des Fadens (30) in Schraubenlinienform aufden Wickeldorn (12), wobei sich der Wickeldorn (12)in Vorschubrichtung des darauf aufzuwickelnden Fadens (30) über dieFadenformgebungsvorrichtung (14, 16) hinaus erstreckt, dadurchgekennzeichnet, dass, in Vorschubrichtung des auf den Wickeldorn(12) aufzuwickelnden Fadens (30) betrachtet, stromabwärts vonder Fadenformgebungsvorrichtung (14, 16) eine Andrückvorrichtung(18a, 18b, 18c) vorgesehen ist, die denFaden (30) gegen den Wickeldorn (12) drückt undso ausgebildet ist, dass ein im Wesentlichen ausreichender Reibschlusszwischen dem Faden (30) und dem Wickeldorn (12)entsteht, damit der Wickeldorn (12) bei Rotation den Faden(30) in Wickelrichtung im Wesentlichen mitnimmt.
    [2] Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Andrückvorrichtung(18a, 18b, 18c) mindestens ein in Richtungauf den Wickeldorn (12), vorzugsweise im Wesentlichen radial,bewegbares Andrückelement(18a, 18b, 18c) aufweist.
    [3] Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass das mindestens eine Andrückelement(18a, 18b, 18c) in Richtung auf den Wickeldorn(12) vorgespannt (25) ist.
    [4] Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,dass die Andrückvorrichtung(18a, 18b, 18c) mehrere Andrückelemente(18a, 18b, 18c) aufweist, die in Umfangsrichtungdes Wickeldornes (12) herum verteilt angeordnet und vorzugsweise voneinanderbeabstandet sind.
    [5] Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass der Abstand der Andrückelemente(18a, 18b, 18c) voneinander im Wesentlichenkonstant ist.
    [6] Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass drei Andrückelemente(18a, 18b, 18c) vorgesehen sind, derenWinkelabstand voneinander etwa 120° beträgt.
    [7] Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Andrückelement(18a, 18b, 18c) an seiner dem Wickeldorn(12) zugewandten Seite mindestens eine Führungsnut(26) zur Aufnahme des Fadens (30) aufweist.
    [8] Vorrichtung nach Anspruch 7 sowie nach mindestenseinem der Ansprüche4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnuten (26) derAndrückelemente(18a, 18b, 18c) entsprechend der Steigungder Schraubenlinienform versetzt zueinander angeordnet sind.
    [9] Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,dass das mindestens eine Andrückelement(18a, 18b, 18c) an seiner dem Wickeldorn (12)zugewandten Seite eine Reihe von im Wesentlichen parallel zueinanderverlaufenden Führungsnuten(26) aufweist, deren Abstand voneinander dem Abstand dereinzelnen Windungen der Schraubenlinienform entspricht.
    [10] Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Führungsnutenreihen(26) der Andrückelemente(18a, 18b, 18c) entsprechend der Steigungder Schraubenlinienform versetzt zueinander angeordnet sind.
    [11] Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Andrückelement(18a, 18b, 18c) als rotierbare Walzeausgebildet ist, deren Drehachse vorzugsweise im Wesentlichen parallelzur Drehachse des Wickeldornes (12) verläuft.
    [12] Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenformgebungsvorrichtung (14, 16)eine den Wickeldorn (12) konzentrisch umgebende Muffe (14)mit einer schraubenlinienförmigenFadenführung(16) aufweist.
    [13] Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,dass die Wandung der Muffe (14) eine Durchgangsöffnung (32)für denEintritt des Fadens (30) in die schraubenlinienförmige Fadenführung (16)aufweist.
    [14] Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeldorn (12) ein Verankerungsmittel(34) zur Befestigung des aufzuwickelnden Fadens (30) aufweistund in axialer Richtung zwischen einer ersten Stellung, in der sichdas Verankerungsmittel (34) im, vorzugsweise, in Vorschubrichtungdes auf den Wickeldorn (12) aufzuwickelnden Fadens (30)betrachtet, stromaufwärtigen,Bereich der Fadenformgebungsvorrichtung (14, 16)befindet, und einer zweiten Stellung, in der sich das Verankerungsmittel (34)im Bereich der Andrückvorrichtung(18a, 18b, 18c) befindet, verschiebbarist.
    [15] Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,dass das Verankerungsmittel (34) ein im Mantel des Wickeldorns(12) ausgebildetes Loch ist.
    [16] Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, mit einerAntriebsvorrichtung zum kontinuierlichen rotierenden Antrieb desWickeldorns (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtungwahlweise mit dem Wickeldorn (12) koppelbar und vom Wickeldorn(12) entkoppelbar ist, wenn sich der Wickeldorn (12)in seiner ersten Stellung befindet, und vom Wickeldorn (12)stets entkoppelt ist, wenn sich der Wickeldorn (12) imWesentlichen außerhalbseiner ersten Stellung befindet.
    [17] Verfahren zur Bildung von Wendeln (36)aus einem, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden, Faden (30)unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 14 bis16, mit den Schritten, – denAnfang des Fadens (30) mit Hilfe des Verankerungsmittels(34) am Wickeldorn (12) zu befestigen, wenn sichder Wickeldorn (12) in seiner ersten Stellung befindet, – den Wickeldorn(12) zu drehen und gleichzeitig aus der ersten Stellungin Richtung auf die zweite Stellung zu bewegen und dadurch den Faden(30) durch die Fadenformgebungsvorrichtung (14, 16)zu führen undin Schraubenlinienform auf den Wickeldorn (12) aufzuwickeln, – bei fortgesetzterRotation und axialer Bewegung des Wickeldornes (12) denschraubenlinienförmig aufden Wickeldorn (12) aufgewickelten Faden (30)in Eingriff mit der Andrückvorrichtung(18a, 18b, 18c) zu bringen, – die Bewegungdes Wickeldornes (12) zu stoppen, wenn der Wickeldorn (12)seine zweite Stellung erreicht hat, – den Faden (30) vomVerankerungsmittel (34) am Wickeldorn (12) zutrennen und – denWickeldorn (12) ohne weitere axiale Bewegung kontinuierlichzu rotieren.
    [18] Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,dass nach Trennung des Fadens (30) vom Verankerungsmittel(34) der Wickeldorn (12) zunächst von seiner zweiten Stellungin Richtung auf seine erste Stellung zurück bewegt wird, bevor er ohneweitere axiale Bewegung einer fortgesetzten kontinuierlichen Rotationunterworfen wird.
    [19] Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,dass nach Trennung des Fadens (30) vom Verankerungsmittel(34) der Wickeldorn (12) in seine erste Stellungzurückbewegt wird.
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