Verfahren zum Verbinden von Enden thermoplastischer Garne
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Enden thermoplastischer Garne, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Enden der zu verbindenden Garne, die nahe aneinander und parallel zueinander gehalten werden, so dass sich beide Teile der Garne in der gleichen Richtung erstrecken, im Bereich ihrer Enden derart erhitzt werden, dass sie zum Schmelzen kommen, und dass an der Stelle, an der die Enden aneinander gehalten werden und die vom erhitzten Bereich entfernt ist, Wärme abgeführt wird, so dass die Enden im erhitzten Bereich durch Schmelzen abgetrennt werden, wobei das geschmolzene Garnmaterial gegen die Stelle zurückläuft, an welcher die Enden aneinander gehalten werden, dort erstarrt und eine Verbindung der beiden Enden bewirkt.
Die Erfindung wird anhand von zwei in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungen einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung erläutert. Es zeigen :
Fig. I eine Ansicht einer ersten Vorrichtung,
Fig. 2 einen Grundriss zur Fig. 1.
Fig. 3 eine räumliche Darstellung, teilweise im Schnitt, der Vorrichtung nach den Fig. I und 2, und die
Fig. 4 und 5 Schnitte nach der Linie X-X in der Fig. 2 mit offenen und geschlossenen Backen, wobei einige Teile aus Gründen der Anschaulichkeit weggelas- sen wurden,
Fig. 6 eine Ansicht der zweiten Ausführung der Vorrichtung,
Fig. 7 einen Grundriss der zweiten Vorrichtung,
Fig. 8 eine der Fig. 6 entsprechende Ansicht, jedoch mit entfernten Gehäuseteilen,
Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX in der Fig. 8,
Fig. 10 ein Detail im Schnitt, zur Erklärung der Funktion des Auslöse-Mechanismus,
Fig. I I eine räumliche Ansicht des festen Teiles einer funktionellen Einheit der Vorrichtung,
Fig.
12 eine räumliche Ansicht des beweglichen Teiles der funktioncllen Einheit der Vorrichtung, und
Fig. 13 einen Grundriss der gesamten funktionellen Einheit.
Die Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 5 der Zeichnung enthält als wesentliche Teile Backen zum Fassen der zu verbindenden Enden des Garns, ein Heizelement zur Erhitzung der Enden des Garns, sowie Organe zur Betätigung der Backen und des Heizelements.
Zur Führung des Garns ist ein mit einem V-förmigen Einschnitt versehener Block 10 vorgesehen, der in einem metallischen U-Profil 12 angeordnet ist.
Zum Fassen des Garns sind zwei Backen 14,16 vorgesehen. Die Backe 14 ist fest angeordnet und befindet sich in einem quer verlaufenden Schlitz im Block 10 und im Profil 12. Die Backe 16 ist beweglich und ist um eine Stellvorrichtung 18 schwenkbar, deren Funktion später beschrieben wird. Die Backen haben eine sich ergänzende V-Form. In ihrer geöffneten Stellung (Fig. 4) ist ein Zugang zum V-f6rmic, n Einschnitt der festen Backe 14 gewährleistet. Tn geschlossener Stellung (Fig. 5) dienen die V-firmigen Einschnitte zum Fassen der Enden 20, 22 des Garns.
Neben der festen Backe 14 ist ein Heizelement 24 angeordnet. Das Heizelement befindet sich in einem Raum, welcher durch Zurücksetzung des Blocks 10 gegenüber der festen Backe 14 entstanden ist. Das Heizelement besteht aus einem geeigneten Stück von Widerstandsdraht, weiches durch keramische Isolatoren 26 durchgeführt und in seiner Stellung gehalten ist. Der Widerstandsdraht ist mit Anschlüssen 28 versehen und erstreckt sich horizontal zu den Ebenen der Backen 14, 16, und zwar auf die Höhe des tiefsten Punktes des Einschnittes in der festen Backe 14. Die in der festen Backe 14 gehaltenen Enden des Garns liegen somit auf dem Heizelement auf.
Zur Betätigung der Backen 14, 16 ist ein Hebei 30 vorgesehen. Wenn das Ende des Hebels 30 niedergedrückt gehalten wird, so sind die Backen 14, 16 geschlossen. Wenn der Hebel 30 gelöst ist und sich in seiner oberen Stellung befindet, so sind die Backen offen.
Dieser Zusammenhang ist durch eine geeignete Lagerung der Backen sowie durch eine Verbindung des Hebels 30 mit der Backe 16 miiglich. Die Befestigung der beiden Backen ist bereits erwähnt worden. Es ist in diesem Zusammenhang noch erforderlich, die Ausführung und die Funktion der Stellvorrichtung 18 zu beschreiben.
Diese besteht aus drei Teilen. Zwei davon sind mit einem Aussengewinde versehene Bolzen 32,34, die in entsprechenden Bohrungen mit Innengewinde in Stützen 36,38 befestigt sind. Die benachbarten Enden der Bolzen 32. 34 sind hohl und dienen der Lagerung der Enden eines Zapfens (der in der Zeichnung nicht dargestellt ist) an welchem die Backe 16 schwenkbar gelagert ist. Die Bolzen 32. 34 dienen einer Einstellung der Backe 16 in Längsrichtung der Vorrichtung sowie relativ zur festen Backe 14, und zwar auf die Weise, dass deren Lage in den Stützen 6, 38 eingestellt wird. Der Hebel 30 ist in einem Block 40 schwenkbar gelagert, welcher einen verstellbaren Anschlag 42 enthält. durch welchen die Bewegung des Hebels 30 nach unten begrenzt ist.
Zwi schen dem freien Ende des Hebels 30 und einem festen Teil der Vorrichtung befindet sich ein eine Druckfeder 44, welche den Hebel nach oben drückt. Ungefähr in der Mitte des Hebels 30 sind zwei weitere Federn vorgesehen, welche den Hebel mit der Backe 16 serbinden. Beide Federn sind Zugfedern. Die eine davon, 46, erstreckt sich zwischen der Backe 16 und einem festen Teil der Vorrichtung derart, dass durch sie die Backe 16 in ihre offene Stellung gezogen wird. Die andere Feder, 48, erstreckt sich zwischen der Backe 16 und dem Hebel 30 in einer derartigen Lage, dass durch sie die Backe 16 in die geschlossene Stellung gezogen wird.
Die Federn 44, 46,48 sind so gewählt, dass nach einem Niederdrücken des Hebels 30 die Backe 16 in ihre geschlossene Stellung geschwen ! ct wird, wodurch das Garn zwischen der beweglichen Backe 16 und der festen Backe 14 gehalten wird.
Gleichzeitig ist die Kraft jedoch so gewählt, dass bei einem weiteren Niederdrücken des Hebels 30 keine übermässige Kraft auf die Enden des Garns ausgeübt werden kann, die zu dessen Beschädigung führen würde und dass nach einem Loslassen des Hebels 30 die feste Backe 16 rasch in ihre offene Stellung gelangt und dort verbleibt.
Zur Betätigung des Heizelements ist ein Druckschalter 50 mit einem zugeordneten Signatticht 52 vorgesehen, welches eingeschaltet wird. wenn das Heizelement an die Stromquetie angeschlossen ist Diese Teile sind in einem Kreis zwischen einer Hauptleitung 54 und dem Heizete- ment 24 vorgesehen, wobei der elektrische Strom dem Heizelement solangc zugeführt wird, wie der Druckschal- ter niedergedrückt wird.
Bei der Betätigung werden die Enden 20. 22 des Garns nebeneinander in den Ausschnitt des BJocks) 0 bei offenen Backen 4,) 6 einge) egl. Die Enden des Garns erstrecken sich über den horizonta) en Tci ! des Heizelements 24 (Fig. 2). Darauf wird der Hebe niedergedrückt, wodurch die Backe 16 in ihre g eschloss2ne Stellung geschwenkt wird und die Enden des Garns durch leichten Druck in ihrer Stellung hält (Fig. 5).
Darauf wird der Druckschaitcr betätigt, wodurch das Heizelement 24 aufgehest wird und rasch die Enden des Garns schmilzt und miteinander verbindet. Das gesclimolzene Garn läuft zu den Backen 14, 1F, zuriick, welche als ein Kühlorgan wirken und rasch das geschmolzene Materia ! des Garns abkühlen, sobald es sich den Backen nähert, wodurch eine feste Verbindung der Enden entsteht. Nach dem Schweissvorgang wird der Druckschalter 50 gel (ist, wodurch das Heizelement 24 von der Stromzufuhr getrennt wird.
L'nmittetbar nach der Herstellung der Verbindung kann auch der Hebel 30 gelöst werden, wodurch die Backen geöffnet werden und worauf die verbundenen Enden des Garns aus der Vorrichtung entfernt werden können.
Die Fig. 6 bis 12 zeigen eine weitere Ausführunas- form einer geeigneten Vorrichtung. Wie am besten aus den Fig. 6 und 7 ersichtlich ist, hat die Vorrichtung ein äusseres Gehäuse in der Form einer Pistole, und ist zum Halten in der Hand während der Betätigung bestimmt.
Das Gehäuse enthält einen Teil 100, welcher die eine Seite des Gehäuses bildet sowie Teile 101 und 10', die mit dem Teil 100 durch Schrauben 103 verbunden sind und die andere Seite des Gehäuses bilden, Zwischen den Teilen 101 und 10'befindet sich ein Schlitz 104, in welchen ein Paar zu verbindender Stränge des Garns Y eingelegt werden kann, derart, dass sich diese parallel zueinander und quer zum orderen Teil des Gehäuses erstrecken. Zur Betätigung der Vorrichtung ist ein nach innen ins Gehäuse beweglicher Auslöser 105 vorgesehen.
Wenn der Auslöser) 105 nach innen gedrückt w ird, so gelangt er in eine verriegelte Stellung, aus welcher er durch einen Entriege) ungsknopf frei gegeben werden kann, welcher sich aus dem Teil 101 des Gehäuses nach aussen erstreckt.
Wie es am besten aus den Fig. 8 und 9 ersichtlich ist, enthält der Auslaser 105, der die Form eines Blocks hat, eine Bohrung 107, die sich von seiner hinteren Stirnfläche nach orne erstreckt. In der Bohrung 107 befindet sich eine Druckfeder 108, welche sich gegen die hintere Wand des Gehäuses stiitzt und dabei einen Bolzen 109 umfasst, welches sich teilsveise in die Bohrung 107 erstreckt, wenn sich der Austöser in der entriegelten Stellung befindet (wie in der Fig. 8 dargestellt). In der Seitenfläche des Auslösers, die dem Gehäuseteil 100 abgewandt ist, befindet sich eine Nut HO.
In der Nut HO ist ein Hebel MI mittels eines Zapfens 112 schwenkbar befestigt. Der Zapfen 112 befindet sich am vorderen Ende des Hebels 111. Der Hebel wird durch eine kleine Druckfeder 113 nach aussen gedrückt, welche sich in einer blinden Bohrung im Block des Auslösers 105 befindet.
Das hintere Ende des Hebel. 111 ist mit einem Kopf I l la verschen, wclcher mit einer Stufe 114 zusammen- wirkt, die auf der Tnnenseite des Gehäuseteile, 101 ausgebildet ist und dem Festhalten des Austösers in seiner inneren Stc ! ! ung dient, wenn dieser gegen die Kraft der Feder 108 nach innen gedrückt wird. Der Knopf 106 stützt sich gegen eine Blattfeder 115, welche dem Abhe- ben des Kopfes ! a von der Stufe 114 dient (siehe Fig. 10), wenn der Kopf 106 niedergedrückt wird. Darauf brin, die Feder 108 den Auslöser 105 in sein vordere Stellung zurück.
tm vorderen Ende des Gehäuses 10 () ist eine funktionelle Einheit 116 angeordnet. Dieses enthält ein Gleitstück 117, welches sich aus der Einheit nach hinten erstreckt. Das Gleitstfick 117 ist mit einem Einschnitt I 7a versehen, welcher sich an dessen hinterem Ende befindet uncl mit einem Teil 118 zusammenwirkt, der am Austöser) 05 befestigt ist und sich von diesem nach oben erstreckt.
Wenn der Austöscr ! 05 nach innen gedrückt wird, so iibt er eine doppelte Funktion aus. In der ersten Phase wirkt der Teil 118 mit dem Gleitstück 117 zusammen und zieht dieses nach hinten. In der zweiten Phase wirkt die untere Fläche des Austösers 105 mit einer Blattfeder 119 zusammen und schliesst auf diese Weise einen Schalter 120, wobei der Ausföscr in seine verriegelte Stellung gedrückt wird.
Durch den Griffteil des Gehäuses ist ein elektrisches Kabel 121 mittels einer Durchführung 122 eingeführt.
Das Kabel 121 hat zwei Leiter, von denen der eine an das Gehäuse angeschlossen ist, das aus einem elektrisch leitfähigen Metall hergestellt ist. Der zweite Leiter ist an einen Pol des Schalters 120 angeschlossen. Der andere Pol des Schalters ist mit einer Signallampe 123 am hinteren Ende des Gehäuses sowie einem elektrischen Widerstands-Heizelement 124 verbunden. Das Heizelement 124 befindet sich in der funktionellen Einheit 116.
Daraus folgt, dass, wenn der Auslöser 105 sich in seiner innersten Stellung befindet, die Lampe 1'3 aufleuchtet und das Heizelement 124 eingeschahet ist.
Die Fig. 11 und) 2 zeigen die funktionelle Einheit 116. Diese enthält einen Körpertei) 12. 5 mit im wesentlichen H-förmigem Querschnitt, mit Führungen 126 und ) 27 an entgegengesetzten Seiten eines mittleren Steges 125a. Ein mittlerer Teil eines der scitlichen Flanschen 12' und des Stems 25a des Körperteiles 125 ist entfernt, wodurch eine Ausnehmung 128 gebildet wird.
Die Ausnehmung 128 befindet sich im Schlitz 104 des Gehäuses, so dass in das Gehäuse durch den Schlitz 104 eingeführte Stränge von Garn in die Ausnehmung 128 zu liegen kommen.
Im Körperteil 125 sind'metallische Streifen 129 und i 30 angeordnet, welche V-förmige Einschnitte aufweisen, die Backen bilden. Die Streifen befinden sich im Abstand voneinander auf einer Seite der Führung 126. Die Vförmigen Einschnitte befinden sich nebeneinander und liegen auf der hinteren Seite der Ausnehmung 128.
In der Führung 126 ist ein Gleitteil 117 beweglich, zusammen mit einem metallischen Streifen 131. In der Führung 127 ist ein metallischer Streifen 132 beweglich.
Die Streifen 131 und 132 sind miteinander durch einen Zapfen 133 verbunden, der sich zwischen beiden auf der hinteren Seite des Körperteiles 125 erstreckt.
Zwischen dem hinteren Ende des Streifens 131 und dem Glcitstück 117 erstreckt sich eine kleine Zugfeder 134, wobei die Bewegung der Streifen 131 und 132 im Gleitstück 117 durch das vordere Ende des Streifens 131 bcgrenzt ist. Dieses Ende ist gebogen und schlägt gegen das vordere Ende des Gleitstückes 117 an.
Die Streifen 131 und 132 sind mit Einschnitten 131a und 132a versehen, in welche das Garn einfiihrbar ist.
Der entsprechende Teil des Gleitstücks 117, welcher ein Einlegen de Garns durch die Ausnehmung 128 verhindern würde, ist entfernt.
Bei der Betätigung bewegt sich der Streifen 131 zwischen den Streifen) 29 und 130. Der vordere Teil des
Einschnittes 131a hat dabei eine V-Form, durch welche eine Backe gebildet, welche mit den V-förmigen Backen der Streifen 129 und 130 zusammenwirkt und dem
Fassen der Enden des Garns dient.
Um einen geringen Abstand von den Streifen 129 und
130 entfernt befindet sich ein Widcrstands-Heizdement
124. Das Heizetemcnt 124 befindet sich um ein geringes
Mass vor den tiefsten Punkten der V-förmiacn Einschnit te der Streifen 129 und 130.
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Ver fahrens werden z. B. die Enden der zu verbindenden Garne nebeneinander durch den Schlitz 104 eingeführt, derart, dass sie sich parallel in der gleichen Richtung erstrecken. Die Enden srnd dabei xo angeordnet, dass Teile, welche an entgegengesetzten Seiten der Verbin dungsstelle liegen sollen, sich vom oberen Ende des Schlitzes I04 im vorderen Teil des Gehäuses nach aussen erstrecken. Darauf wird der Auslöser 105 nach innen gedrückt, wodurch die Streifen 131 und 132 nach hinten bewegt werden.
Die Streifen 131 und 132 bewegen die Enden des Garns mit sich, wodurch das Garn von den Backen erfasst wird, welche durch die Einschnitte der Streifen 128, 129 und 131 gebildet werden. Dabei gelangt das Garn in den Bereich des Heizelements 124.
Die Backen werden durch die Feder 134 in geschlossener Stellung gehalten, wobei die Feder eine weitere Bewegung des Gleitstiickes 117 gegenüber clem Streifen 131 und 132 gestattet. Soba ! d der Ausiöser 105 in seine verriegelte Stellung gelant, wird das Heizelement 124 eingeschaltet, wodurch die Enden des Garns geschmolzen und mitein- ander verschweisst werden. Das geschmolzene Garn läuft zurück zu den Backen, welche dureh die Streifen 130 und 131 gebildet werden. Die Backen wirken als kühlendes Organ und haben eine rasche Abkühlung des geschmol- zenen Materials wie sich dieses den Backen nähert, zur Fo) ge.
Auf diese Weise wird eine feste Verbindung des Garns gebildet. Nachdem der Schmelzvorgang abge- schfossen ist, wird der Ausliiser losgelassen, bleibt jedoch verriegelt. Dadurch wird das Heizelement zusammen mit dem Signallicht abgeschaltet, das Garn bleibt jedoch weiter in den Backen eingeklemmt. Es folgt eine Abküh- lullg der gebildeten Schweissverbindung, welche einen Zeitraum von 2 bis 3 Sekunden erfordert. Nach diesem Zeitraum wird der Entriegelungsknopf 106 niederge drückt, wodurch der Aus ! öser freigegeben wird. Der Austöser bewegt sich unter der Einwirkung der Feder 108 nach vorne, was eine Öffnung der Backen zur Folge hat.
Die miteinander verbundenen Enden der Garne können nun aus der Vorrichtung entfernt werden.
Die gegenseitigen Dimensionen der verschiedenen Teile der als Beispiele angeführten Vorrichtungen sind nicht näher beschrieben worden, da ein Fachmann, eventuell nach einigen Versuchen diese selbst entspre- chend den konkreten Bediirfnissen mit Rücksicht auf die Eigenschaften des zu verbindenden Garns wählen kann.
Das als Garn bezziehnele Material kann ein beliebiges fadenförmiges Gebilde aus thermoplastischem Kunststoff sein. Die Erfindung ist insbesondere zur Bildung von Verbindungen von schweren Garnen, wie z. B. für Teppiche, geeignet, bei welchen eine Verbindung durch Kno- ten nicht zu ! ässig ist. Es hat sich erwiesen, dass eine ausgezeichnete Verbindung zwischen zwei Enden eine- ; -on 1050 Denier in annähernd) 2 Sekunden hergestellt werden kann.
Eine nähere Untersuchung der Schwcissvcrbindung zeigte, dass, während die Fe > tigkeit cles Materials genau gleich war wie im unverschweissten Teil, der Querschnitt an der SchweisssteHe um ein wenig kleiner war als der duurchschnittiiche Querschnitt des Garns. Fin. vielleicht überraschendes Resultat war auch das, dass die Enden des Garns leicht nach der Bildung der Schwessverbindung in einer Geraden ausgerichtet werden konnten und auch nachher germa blieben.
Es versteht sich, dass die beschriebenen Ausführungen der Erfindung nur als Beispiele dienen sollen und dass weitere Ausführungen im Rahmen der folgenden Ansprüche möglich sind. Es ist dabei allerdings mit \'orteil darauf zu achten, dass das Heizelement das Garn rasch zum Schmelzen bringt, dass dabei die Entfernung zwi schen dem Heizetemcnt und den Backen richtig gewählt wird und dass für eine rasche Öffnung der Backen nach der Ausbildung der Verbindung gesorgt wird.