DD254170A1 - Verfahren zum thermischen verbinden von faden- bzw. bandenden aus synthetischen, schmelzbaren materialien - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum thermischen Verbinden von Faden- bzw. Bandenden aus synthetischen schmelzbaren Materialien mittels fokusierten Licht- oder Waermestrahlen, zur Anwendung in der Verpackungstechnik, beim Handhaben duenner oder fadenfoermiger Werkstoffe und insbesondere im Elektromaschinenbau bei mit Bandagen verfestigten Wickelkoepfen dynamoelektrischer Maschinen, wobei diese auf die mittels eines Luftsaugstromes ausgerichteten Faden- bzw. Bandenden in einem vom Material bestimmten Abstand vom Grundkoerper treffen, eine bestimmte Zeit einwirken und die Faden- bzw. Bandenden erweichen bzw. ueberschuessiges Faden- bzw. Bandmaterial abschmelzen, das durch den Luftsaugstrom abtransportiert wird und auch die verbleibenden kurzen Faden- bzw. Bandenden anschmelzen, die sich materialbedingt zum Grundkoerper hin zusammenziehen und eine bzw. mehrere Schmelzperlen bilden die nach dem Aushaerten die am Grundkoerper nunmehr anliegende unloesbare Verbindung der Faden- bzw. Bandenden bewirkt.
Description
Hierzu 1 Seite Zeichnung
Die Erfindung betrifft das Verbinden von Faden- bzw. Bandenden mittels erweichen oder anschmelzen thermoplastischer Fadenbzw. Bandmaterialien durch Licht-oder Wärmestrahlen. Die Anwendung erfolgt in der Verpackungstechnik, beim Verpacken mit anschließender fadenförmiger oder bandförmiger VerschnÜFung, beim Verschnüren von Kabelbäumen, sowie beim Handhaben dünner oder fadenförmiger Werkstoffe.
Im Elektromaschinenbau erfolgt die Anwendung insbesondere bei dynamoelektrischen Maschinen, deren Wickelköpfe mit Bandagen verfestigt werden.
Verfahren zum thermischen Verbinden von Faden- bzw. Bandenden oder Fließstoffen aus thermoplastischen Materialien sind in verschiedenen Varianten, vor allem aus der Verpackungstechnik, bekannt. Dabei wird die Verbindung durch das Erweichen oder Anschmelzen der Materialien, die anschließend oder gleichzeitig unter Druck zusammengepreßt werden und beim Abkühlen und Aushärten sich stoffschlüssig so verbinden, daß ein selbsttätiges Lösen nicht stattfindet, erreicht.
Es gibt Verfahren die ein Verschweißen mittels Vibration, d. h. Reibschweißen erzielen und Verfahren, die einstufig oder zweistufig mittels Heizplatten wirken.
So ist eine Vorrichtung zum Verbinden der sich überlappenden Enden eines um ein Packstück gespannten Umreifungsbandes bekannt, die mit Hilfe eines Stempels mit Gegen platte arbeitet und das Verschweißen mit einer als heißes Messer ausgebildeten Schweißvorrichtung durchführt (EP 095644, IPK B 65 B 13/32).
Femer sind bekannt, das Verschweißen mittels Schweißklinge (DE 3426252, IPK B 65 B 13/32), mittels Heizelement, das ein Anschmelzen bewirkt und anschließend mittels eines Pressorganes die Bandenden aneinander und gegen eine Bandanlagefläche drückt (DE 3 023 526, IPK B 65 B 13/32), mittels eines Drucksystems zur Herstellung einer Schweißverbindung am Verpackungsband, verzugsweise Polypröpylenband, mit Hilfe eines Heizelements, das stempelartig ausgebildet ist (DD 150966, IPK B 6513/32).
Bekannt sind im Elektromaschinenbau Verknoter für die Bandagenenden bei Bandagen, die zur Verfestigung der Wickelköpfe dynamoelektrischer Maschinen dienen, in folgender Art:
Verfahren und Vorrichtung zum Binden der Kopfwindungen der Ständerwicklung einer dynamoelektrischen Maschine (DE 2637909, IPK H 02 K 3/50),
Verknoter für Wicklungsmaschinen (EP 69708, IPK B 65 H 69/00),
Verfahren zum mechanischen Verknoten der Fadenenden beim maschinellen Bandagieren von Statorwicklungen (DD 53704, IPK H 02 K 3/50).
Weiterhin ist eine Vorrichtung zum Ansaugen und Festhalten eines Fadens mittels Saugkopf, mit einer Ansaugöffnung und einer Fadenklemmvorrichtung bekannt, wobei der Faden dann weiter geführt wird indem der Saugkopf weiterbewegt wird (DE 3229329, IPK B 65 H 69/00).
Allen Verfahren haftet der Mangel an,daß die aufwendige Mechanik, die derfesten Verbindung der Faden- bzw. Bandenden dient, komplizierte räumliche Bewegungen ausführt, schnell verschleißt, sowie der zeitliche und energetische Aufwand beträchtlich ist.
Das Ziel der Erfindung ist es, die bestehenden Nachteile zubeseitigen und ohne komplizierte mechanische Vorrichtung und mit geringstem maschinellen Aufwand in kurzer Zeit eine sich nicht selbsttätig lösende Verbindung der Faden- bzw. Bandenden zu schaffen und dabei mindestens die gleiche bzw. höhere Qualität der Verbindung wie bei den bekannten technischen Lösungen zu sichern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine Verbindung der Faden- bzw. Bandenden aus synthetischen, schmelzbaren thermoplastischen Material auf thermischen Wege zu schaffen, die innerhalb eines automatisierten Prozesses in ihrer Herstellung sehr kurze Zeit, geringen Energieeinsatz und keine komplizierten Vorrichtungen erfordert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Faden-bzw. Bandenden durch die Erzeugung eines Luftsaugstromes berührungslos ausgerichtet werden und in einem von der Faden- bzw. Bandstärke und dem Faden- bzw. Bandmaterial bestimmten geringen Abstand vom Grundkörper, mit einem ebenfalls vom Material und dessen Stärke bestimmten, kurzzeitig einwirkenden fokussierten Licht- oder Wärmestrahi berührungslos erweicht und oder angeschmolzen werden, wobei die Enden sich material bedingt zum Grundkörper hin zusammenziehen und gleichzeitig eine Schmelzperle bzw. bei mehreren Faden-bzw. Bandenden Schmelzperlen bilden, die nach dem Aushärten die am Grundkörper nunmehr anliegende unlösbare Verbindung der Faden- bzw. Bandenden bewirkt.
Da in der Regel die Faden- bzw. Bandenden länger als zur Verbindung notwendig sind, ist der Brennpunkt so groß in Grundkörpernähe zu wählen, daß die ausgerichteten Faden- oder Bandenden, die nicht benötigt werden, durch den entsprechend lange einwirkenden fokussierten Licht- oder Wärmestrahl im gleichen Arbeitsgang abgeschmolzen werden, damit abreißen und durch den gleichen Luftsaugstrom abgesaugt und in einen Auffangbehälter, der als Filter ausgebildet ist, transportiert werden.
Der Vorteil der Erfindung besteht im wesentlichen im geringen maschinentechnischen Aufwand, dem Entfallen mechanisch bewegter Teile, geringen Abfall, geringen Arbeitszeit- und Energieaufwand und dem berührungslosen sicheren verbinden der Faden- bzw. Bandenden.
Die Erfindung soll anhand der Figur, die das bevorzugte Ausführungsbeispiel darstellt, erläutert werden.
Die Figur zeigt die Statorhälfte einer dynamoelektrischen Maschine, wobei eine in das Statorblech paket 1 eingebrachte Wicklung, mit einer maschinell aufgebrachten Bandage 2 zur Verfestigung des Wicklungskopfes versehen ist.
Die mit einem Bandagierautomaten hergestellte Bandage 2 die aus einem synthetischen schmelzbaren, thermoplastischen Material besteht, wird in ein und denselben Spulenzwischenraum begonnen und beendet, so daß Bandagenanfang und Bandagenende nebeneinander liegen und somit auch die Fadenenden 4 nahe beieinander sind. Diese Fadenenden 4 des verwendeten Materials werden durch eine in definierter Lage angebrachten Saugöffnung 5, wobei diese Lage sich aus der Leistung des Sauggebläses 6 und der Form der Saugöffnung 5 ergiebt und einen bestimmten ausreichenden Luftsaugstrom erzeugt, angesaugt und in definierter Lage ausgerichtet.
Derverwendete Punktstrahler 7 ist so justiert, daß der erzeugte Fokuspunkt 3 genügend weit von dem Wickelkopf entferntauf die sich in definierter Position ausgerichteten Fadenenden 4 trifft. Der Abstand des Fokuspunktes 3 vom Grundkörper und die Einschaltdauer des Punktstrahlers 7 wird dabei von dem verwendeten thermoplastischen Fadenwerkstoff und der Leistung des Punktstrahlers 7 bestimmt. Die Leistung wird so gewählt, daß die Bandagenenden 4 abschmelzen und durch den Luftsaugstrom abgesaugt und in einen Filter innerhalb des Sauggebläses 6 transportiert werden.
Die verbleibenden Reste der Fadenenden schmelzen auf und bilden ein oder zwei, je nach Ausführungsart der Bandage, Schmelzperlen, die sich aus dem Bereich des Fokuspunktes 3 heraus bis in die Nähe der Bandage 2 zurückziehen, dabei erstarren und nach dem Erstarren ein Lösen der Bandage 2 zuverlässig verhindern. Eine Beschädigung der Isolation der Wickeldrähte in der Nähe des Fokuspunktes 3 tritt nicht ein, da nur eine kurzzeitige unter 10 Sekunden liegende Einschaltzeit des Punktstrahlers 7 die Wicklung nicht erwärmt. Selbst bei einer längeren Einschaltzeit und Fokussierung auf die Wicklung konnte keine Beschädigung der Isolation festgestellt werden, da daß vorhandene Kupfer die Wärme gut ableitet und damit Schäden bei einer Havarie während eines vollautomatischen Betriebes ausgeschlossen sind.
Bei gleichzeitigen Bandagieren beider Wickelköpfe ist es vorteilhaft die Anordnung entsprechend zweifach vorzusehen.
Claims (4)
1. Verfahren zum thermischen Verbinden von Faden- bzw. Bandenden aus synthetischen, schmelzbaren, thermoplastischen Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgerichteten Faden- bzw. Bandenden mit einem fokussierten Licht- oder Wärmestrahl berührungslos erweicht und oder angeschmolzen werden, wobei die Enden sich materialbedingt zum Grundkörper hin zusammenziehen und gleichzeitig eine Schmelzperle oder Schmelzperlen bilden, die beim Aushärten die Verbindung bewirken.
2. Verfahren zum thermischen Verbinden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgerichteten Faden-oder Bandenden die nicht zur Verbindung benötigt werden durch den fokussierten Licht- oder Wärmestrahl im gleichen Arbeitsgang abgeschmolzen werden.
3. Verfahren zum thermischen Verbinden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrichten der Faden- bzw. Bandenden mittels eines Luftsaugstromes berührungslos erfolgt.
4. Verfahren zum thermischen Verbinden nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht benötigten abgeschmolzenen Faden- bzw. Bandenden durch den gleichen Luftsaugstrom abgesaugt und in einen Filter transportiert werden.
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