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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen
Befestigung von Fadenwicklungen und -enden auf der Oberfläche einer Garnspule.
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Es
ist bekannt, die Garnenden am Ende eines Spulvorgangs an der Oberfläche der
Garnspule manuell zu fixieren, um die Garnspulen in den nachfolgenden
Transport- und Verpackungsprozessen problemlos handhaben zu können. Ebenso
sind automatische Verfahren zur Fixierung von Fadenenden bzw. Garnenden
auf einem Garnträgerbekannt.
Die meisten dieser Verfahren basieren auf der Ansaugung des Fadenendes
und der Bildung einer Schlaufe und eines Knotens.
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So
ist in der
EP 0 885
830 B1 ein Verfahren zur automatischen Endbearbeitung eines
auf eine Rolle aufgewickelten Garns, das ein loses Garnende aufweist,
bekannt, bei dem ein Abschnitt des Garns von der Rolle einschließlich des
losen Endes abgewickelt wird, ein Teil des Abschnittes auf sich
selbst umgelegt wird, um mittels einer ersten Verbindung von Punkten
des Abschnittes eine Schlinge zu bilden, die Rolle um mindestens
eine zurückgewickelte
Garnwindung gedreht wird, die die erste Verbindung von Punkten umfasst,
und zuletzt die von der zurückgewickelten
Garnwindung abstehende Schlinge mit einem Punkt des Abschnittes
des Garns verbunden wird. Der Abschnitt des Garns wird durch eine
durch Ansaugen in einem Luftstrom erzeugte Zugspannung gestreckt
gehalten. Das Verbinden von Punkten des Abschnittes kann durch Heißsiegeln
erfolgen. Des weiteren ist es möglich,
die Verbindungen durch Kleben, Verknoten oder durch Befestigungsmittel
zu bilden.
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Aus
der
EP 0 547 410 A1 ist
ein Verfahren zum Festhalten eines Garnendes in einer Spule bekannt,
bei dem das Garnende in der Innere der Garnspule eingeführt wird,
wobei das Innere zuvor mit Wasser angefeuchtet wird. Das Garnende
absorbiert die Feuchtigkeit und wird dadurch an der Innenwand der
Spule in Folge der Oberflächenspannung
anhaften. Dadurch wird das Garnende der Garnspule festgehalten und
sein Loslösen
während
des Transportes verhindert. Bei Bedarf kann das Garnende leicht aus
dem Inneren der Garnspule herausgezogen werden.
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In
dem US-Patent 3 844 864 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem Garne
auf Karten aufgewickelt werden und mit Hilfe von Hitze und Druck
die Garne entlang einer Wärmesiegellinie
gesiegelt bzw. verankert werden.
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Aus
dem CH-Patent sind 377 255 ist ein Verfahren und eine Einrichtung
zum selbsttätigen
Fixieren des Fadenendes einer Spulenwicklung am Ende des Wickelvorgangs
auf dem Wicklungsträger
bekannt. Hierzu wird am Ablaufende des Wicklungsträgers im
Abstand vom Hauptwicklungskörper
eine Hilfswickelung in einer zur Drehachse des Wicklungsträgers schiefen
Ebene erzeugt. Diese Hilfswickelung wird anschließend in
eine zur Drehachse senkrechten Ebene verschoben und dabei während mindestens
einer Umdrehung an einer um den Umfang des Wicklungsträgers umlaufenden
Stelle vom letzeren abgehoben und gleichzeitig der zulaufende Faden
unter den abgehobenen Hilfswicklungsteil gelegt. Der Faden wird
unmittelbar nach der umlaufenden Abhebestelle durch die gegen den
Träger
sich anliegende Hilfswicklung überdeckt.
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Wie
aus den voranstehenden Ausführungen folgt,
sind die bekannten Verfahren zum selbsttätigen Fixieren von Fadenwicklungen
oder -enden im allgemeinen technisch aufwendig realisiert, da sie
beispielsweise eine Hilfswicklung neben einer Hauptwicklung erfordern,
eine Luftansaugeinrichtung für den
Faden vorgesehen sein muss oder eine schwierig auszuführende Schlingenbildung
des Fadens mit anschließendem
Verkleben durchgeführt
werden muss.
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Dem
gegenüber
ist es die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung
zu schaffen, die weitgehend automatisch arbeiten und ein Abrutschen
von freien Fadenenden und/oder Fadenwicklungen mit einfachen Mitteln
verhindern.
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Diese
Aufgabe wird verfahrensgemäß in der Weise
gelöst,
dass entlang einer zur Spulenachse parallelen Mantellinie oder entlang
einer gekrümmten Linie,
die sich über
die Spulenlänge
und den Spulenumfang erstreckt, die oberste Fadenlage, in der die Fadenwicklungen
aneinander grenzen, auf der Oberfläche der Garnspule fixiert wird.
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Dabei
kann die Fixierung der obersten Fadenlage durch Kleben vorgenommen
werden, oder durch Heißsiegeln
erfolgen.
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In
Ausgestaltung der Erfindung wird ein Kleber entlang der Mantellinie
oder der gekrümmten
Linie aufgetragen. Dabei kann entlang der Mantellinie oder der gekrümmten Linie
eine durchgehend geschlossene Kleberlinie aufgetragen werden. Ebenso ist
es möglich
entlang der Mantellinie oder der gekrümmten Linie strichförmig zu
kleben, wobei der Abstand zwischen zwei strichförmigen Kleberstrecken 5 bis
20 mm beträgt
und die Kleberstrecken eine Länge von
50 bis 150 mm aufweisen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird entlang der Mantellinie
oder der gekrümmten
Linie die oberste Fadenlage mit einer elektrisch beheizten Schneide
durchgehend gesiegelt. Dabei erfolgt das Heißsiegeln entlang eines 1 bis
3 mm breiten Siegelstreifens.
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Die
weitere Ausgestaltung des Verfahrens ergibt sich aus den Merkmalen
der Patentansprüche 9
bis 12.
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Die
Vorrichtung zur automatischen Befestigung von Fadenwicklungen und
-enden auf der Oberfläche
einer Garnspule zeichnet sich dadurch aus, dass sie aus einem Vorratsbehälter für einen
Kleber, einem Dosiertrichter, einer Dosierkugel und einem Auftragrotor
besteht, der über
seinen Umfang eine Hohlkehle aufweist, in die der Kleber aus dem
Dosiertrichter einfüllbar
ist. Zweckmäßigerweise
ist der Umfang des Auftragrotors kleiner/gleich der Länge der
Garnspule wählbar.
Erfindungsgemäß ist die Hohlkehle
des Auftragrotors kontinuierlich mit Kleber während des Abrollens des Auftragrotors
auf der Oberfläche
der Garnspule beschickbar.
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Die
Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ergibt sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 16 bis 20.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Vorrichtung besteht diese aus einer elektrisch beheizten Schneide,
die über
die Oberfläche
der Garnspule und in Kontakt mit der Oberfläche verfahrbar ist.
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Die
Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine schematische Ansicht
einer Vorrichtung zur Befestigung von Fadenwicklungen und -enden
mittels einer durchgängig
geschlossenen Kleberraupe auf der Oberfläche einer Garnspule,
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2 eine Garnspule in perspektivischer Ansicht
mit einer Punkt-Strich-Klebung auf einer obersten Fadenlage,
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3 eine schematische Ansicht
der Vorrichtung zum Befestigen von Fadenwicklungen und -enden auf
der Oberfläche
einer Garnspule,
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4 eine Seitenansicht eines
Auftragrotors der Vorrichtung nach 3,
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4a ein vergrößertes Detail
A des Auftragrotors,
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5 schematisch das Aufbringen
einer horizontalen Kleberraupe auf einer waagerechten Garnspule,
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6 schematisch das Aufbringen
einer vertikalen Kleberraupe auf einer senkrecht ausgerichteten
Garnspule,
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7 schematisch das Ausbringen
einer gekrümmten
Kleberraupe auf einer sich drehenden Garnspule durch eine horizontal
verfahrbare Vorrichtung,
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8 schematisch das Anbringen
eines horizontalen Siegelstreifens mittels einer elektrisch beheizten
Schneide auf einer waagerechten Garnspule,
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9 schematisch das Anbringen
eines vertikalen Siegelstreifens auf einer senkrecht ausgerichteten
Garnspule, und
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10 schematisch das Ausbringen
eines gekrümmten
Siegelstreifens auf einer sich drehenden Garnspule durch eine horizontal
verfahrbare, elektrisch beheizbare Schneide.
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An
Hand von 1 werden das
Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung näher beschrieben.
Eine Vorrichtung 14 zum automatischen Befestigen von Fadenwicklungen
bzw. -enden umfasst einen Vorratsbehälter 2, der einen
Kleber enthält,
einen Dosiertrichter 5, der an dem Vorratsbehälter befestigt
ist, eine Dosierkugel 6 und einen Auftragrotor 3.
Der Auftragrotor 3 ist eine Auftragscheibe, wie sie in 4 in Seitenansicht dargestellt
ist. Diese Auftragscheibe besteht aus einem metallischen Zentralteil 7 und
einem äußeren ringförmigen Kunststoffteil 8.
Als Kunststoff wird beispielsweise Polytetrafluorethylen eingesetzt.
Der Durchmesser der Auftragscheibe richtet sich nach der Länge der
zu bearbeitenden Garnspule und beträgt im allgemeinen 31,8 bis
159,2 mm. Dies ergibt bei einer Umdrehung der Auftragscheibe Klebelängen im
Bereich von 100 bis 500 mm. Wie das Detail A der 4 in vergrößerter Darstellung gemäß 4a erkennen lässt, befindet sich
im Umfang des äußeren Kunststoffteils 8 eine Hohlkehle 4,
in der eine Kleberraupe 10 vorhanden ist. Über den
Vorratsbehälter 2,
den Dosiertrichter 5 und die Dosierkugel 6 gelangt
der Kleber in die Hohlkehle 4 des Auftragrotors 3.
Die Hohlkehle 4 wird kontinuierlich bzw. abschnitts- oder
portionsweise mit Kleber während
des Abrollens des Auftragrotors 3 auf der Oberfläche der
Garnspule 1 beschickt. In der in 1 gezeigten Startstellung am rechten
Rand der Garnspule 1 dreht sich der Auftragrotor 3 im
Gegenuhrzeigersinn während
seiner Linearverschiebung entlang einer Mantellinie der Garnspule.
Bei dieser Linearbewegung, die durch den Doppelpfeil B gekennzeichnet
ist, wird die Kleberraupe 10 kontinuierlich entlang einer
Mantellinie der Garnspule aufgetragen. In der Endposition des Auftragrotors,
in 1 am linken Ende
der Garnspule 1 dargestellt, ist der Inhalt an Kleber in
der Hohlkehle 4 aufgebraucht. Die Vorrichtung wird dann
in nicht gezeigter Weise angehoben und wieder in die rechte Startposition
verfahren, um die oberste Fadenlage einer weiteren Garnspule zu
verkleben. Ebenso ist es möglich,
dass die nachfolgende Garnspule 1 in der Weise verklebt
wird, dass die Vorrichtung aus ihrer linken Position in 1 startet, wobei dann jedoch
die Drehbewegung des Auftragrotors 3 umgekehrt wird, d.
h. dieser sich im Uhrzeigersinn dreht und die Linearbewegung und damit
auch der Klebevorgang beendet ist, sobald die Vorrichtung die rechte
Position in 1 erreicht
hat.
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Der
Vorratsbehälter,
der beispielsweise 50 bis 100 g Kleber enthält, wird mit einem geringen Überdruck
für die
Dosierung des Klebers beaufschlagt. Während des Dosiervorgangs ragt
die Dosierkugel in die Hohlkehle 4 des Auftragrotors hinein und
durch die Drehbewegung des Auftragrotors wird die Dosierkugel 6 so
weit angehoben, dass sich eine Trichteröffnung des Dosiertrichters 5 öffnet. Die durch
die Trichteröffnung
des Dosiertrichters in die Hohlkehle 4 austretende Menge
an Kleber kann dadurch mit großer
Genauigkeit geregelt werden. Bei dem Kleber handelt es sich beispielsweise
um einen kalthärtenden
Kleber auf der Basis von Methyl. Die Aushärtezeit liegt bevorzugt im
Bereich von 3 bis 8 sec und die Dichte des Klebers beträgt 1,07
bis 1,10 g/cm3. Durch die Kleberraupe 10 werden
die Fadenwicklungen der obersten Fadenlage auf der Garnspule 1 entlang
der Mantellinie der Garnspule fixiert, so dass eine eventuelle Abroll-
oder Abrutschbewegung des Fadenendes oder einer Fadenwicklung auf den
halben bzw. den ganzen Umfang des Durchmessers der Garnspule 1 begrenzt
bleibt. Die Hohlkehle 4 hat beispielsweise eine Tiefe von
0,8 mm und eine Breite von 1,5 mm. Die erforderliche Menge, um eine Kleberraupe 10 von
1 m Länge
herzustellen, beträgt etwa
0,04 g Kleber.
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In 2 ist eine Punkt-Strich-Klebung
entlang einer Mantellinie der Garnspule 1 gezeigt, die aus
Kleberstrecken 11 besteht, die voneinander einen Abstand 12 aufweisen.
Der Abstand 12 zwischen zwei strichförmigen Kleberstrecken 11 beträgt beispielsweise
5 bis 20 mm, während
die Kleberstrecken 11 eine Länge von 50 bis 150 mm aufweisen.
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Ein
wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
dass die Vorrichtung sowohl bei horizontaler als auch vertikaler
Orientierung der Garnspule 1 anwendbar ist. Darüber hinaus ist
der Platzbedarf der Vorrichtung sehr gering und ist die Vorrichtung
sehr einfach aufgebaut, so dass sie in bestehende Transport- oder
Handlingsysteme für
die Garnspule ohne große
Umbauten integrierbar ist.
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In
den 5 bis 7 sind unterschiedliche Positionen
der Garnspule 1 während
des Auftragens des Klebers dargestellt. In 5 ist die Garnspule 1 waagerecht
orientiert und die Vorrichtung 14 befindet sich oberhalb
der Garnspule 1. Die Garnspule 1 nimmt beispielsweise
eine derartige Stellung während
des Spulentransports ein. Die Vorrichtung 14 wird entlang
des Doppelpfeils B verfahren, so dass eine Kleberraupe 10 entlang
der obersten Mantellinie der Garnspule 1 ausgebildet wird.
Die Garnspule 1 ist lagefest auf einer Achse 15 angeordnet,
die in einem Gestell 16 gelagert ist.
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In 6 ist die Garnspule vertikal
orientiert und auf einer vertikalen Achse 17 gelagert.
Die Vorrichtung 14 befindet sich seitlich von der Garnspule 1 und
wird senkrecht gemäß dem Doppelpfeil
B verfahren, wobei der Auftragrotor 3 in Kontakt mit der
seitlichen Mantellinie der Garnspule 1 ist. Eine derartige Position
nimmt die Garnspule 1 beispielsweise während der Spulenverpackung
ein. Durch das vertikale Verfahren der Vorrichtung wird eine Kleberraupe 10 entlang
der rechten seitlichen Mantellinie der Garnspule 1 ausgebildet.
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In 7 ist eine Verklebung entlang
einer gekrümmten
Linie 13 dargestellt. Die Garnspule 1 ist waagerecht
orientiert und die Vorrichtung 14 befindet sich oberhalb
der Garnspule 1. Gegenüber
der Ausführungsform
nach 5 ergibt sich der
Unterschied, dass der Auftragrotor 3 und mit ihm die Vorrichtung 14 gegenüber der 5 um 90° gedreht sind, so dass der Auftragrotor 3 senkrecht
zur Zeichenebene ausgerichtet ist. Die Garnspule 1 rotiert
in Richtung des Pfeils C, während
die Vorrichtung 14 horizontal entlang des Doppelpfeils
B verschiebbar ist. Die Garnspule 1 nimmt eine derartige
Position beispielsweise auf der Spulmaschine ein. Der Kleber wird
auf die Oberfläche
der Garnspule 1 während
der Drehbewegung der horizontal ausgerichteten Garnspule 1 aufgetragen,
wobei gleichzeitig die Vorrichtung 14 horizontal entlang
der Garnspule verschoben wird. Dadurch entsteht die gekrümmte Linie
bzw. Kleberraupe 13.
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In
den 8 bis 10 sind die gleichen Positionen
der Garnspule 1 wie in den 5 bis 7 dargestellt, mit dem einzigen
Unterschied, dass an Stelle der Vorrichtung 14 eine elektrisch
beheizte Schneide 9 vorhanden ist, die über die Oberfläche der
Garnspule 1 und im Kontakt mit der Oberfläche entlang des
Doppelpfeils B verfahrbar ist. Bei dem Siegelvorgang wird entlang
der obersten Mantellinie bzw. der rechtsseitigen Mantellinie der
Garnspule 1 durchgehend oder Punkt-Strich gesiegelt. Das
Heißsiegeln erfolgt
dann entlang eines 1 bis 3 mm breiten Siegelstreifens. Dabei handelt
es sich bei dem Garn um ein hochtechnisches Garn aus Kunststoff,
das siegelfähig
ist. Die Bewegungsabläufe
während
des Heißsiegelns,
wie sie in den 8 bis 10 veranschaulicht sind,
entsprechend weitgehend den Bewegungsabläufen, die anhand der 5 bis 7 beschrieben sind.