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Vorrichtung zur Herstellung einer schraubenförmigen Verschlussgliederreihe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung einer schraubenförmigen Verschlussgliederreihe, bei welcher eine um einen stillstehenden Dorn herumlaufende Düse, welche den Draht bis zur Oberfläche des Dorns führt, auf einem umlaufenden Aggregat angeordnet ist, das auch die Vorratsspule und die Führungsorgane für den Draht trägt.
Es ist bekannt, für das Wickeln einer mehrgängigen Schraubenwicklung eine umlaufende Düse zu verwenden, die den Draht bis zur Oberfläche eines stillstehenden Dorns führt.
Für die Herstellung von Verschlussgliederreihen eignet sich aber diese bekannte Maschine nicht. Ein wichtiger Grund hiefür ist, dass bei der bekannten Maschine ein verschiebbarer Dorn verwendet wird. Je nachdem der Draht herumgewickelt wird, verschiebt sich also der Dorn. Es kann dahir nur eine Schraubenwicklung mit endlicher und ziemlich begrenzter Länge hergestellt werden, wonach eine zeitraubende Wiedereinstellungsarbeit erforderlich ist, bevor die nächste begrenzte Länge hergestellt werden kann. Für preiswerte, in Massenfabrikation herzustellenden Gegenstände wie Verschlussgliederreihen eignet sich dieses Verfahren nicht.
Ein anderer wichtiger Umstand, der berücksichtigt werden muss, ist, dass es sich bei der Herstellung von Verschlussgliederrc-ihen um Kleinstdimensionen handelt. Das Wickeln muss deshalb um einen sehr dünnen Dorn stattfinden, der in der Tat eher als Draht zu bezeichnen ist. Um ein kontinuier liches Verfahren zu sichern, muss sich die von der Düse gewickelte Schraubenwicklung dem Dorn entlang verschieben, um am freien Ende des Dornes herabzugleiten. Der Dorn muss also ein freies Ende haben und das bedeutet, dass von der Aufwickelstelle bis zum freien Ende des Dorns keine Einspannmöglichkeit vorhanden ist. Hinzu kommt noch, dass der Dorn eine beträchtliche Länge haben muss, um eine formstabilisierende Nachbe- handlung zu ermöglichen.
Es kann daher der Dorn nicht durch eine die Düse tragende waagrechte Hohlwelle geführt werden, wie bei der bekannten Einrichtung.
Die Erfindung, die darauf abzielt, eine für die Herstellung einer schraubenförmigen Ver- schlLssgliederreihe geeignete Wickelvorrichtung zu schaffen, besteht im Wesen darin, dass die Düsenachse senkrecht steht und der Dorn in Form eines längeren Drahtes von einem unmittelbar oberhalb der Düse angeordneten stillstehenden Spannkopf herabhängt.
Auf diese Weise kommt man ohne eine Abstützung des drahtförmigen Dorns über die ganze Arbeitsstrecke zu einem befriedigenden Ergebnis, da der Dorn an der Umwickelstelle von der Düse selbst geführt ist und deshalb die entstehenden Querkräfte aufnehmen kann. Da ferner der Dorn senkrecht herabhängt und durch das Vorgleiten der gebildeten Schraubenwicklung nur senkrechten, in Längsrichtung des Dorns wirkenden Kräften ausgesetzt ist, entstehen keine Verformungskräfte.
Um das Vorschieben der gebildeten Drahtwicklung am Dorn einzuleiten, weist erfindungsgemäss die als Kegel ausgebildete Düse eine axiale Bohrung für den Durchtritt des Dorns sowie einen von der Basis zum Mantel führenden Kanal für die Führung des Drahtes auf und es schliesst sich an den Kanal eine längs der Oberfläche der Düse bis zu deren Spitze verlaufende Rille an, die mit einem nach einer tangentialen Einlaufkurve zur Aufwicklungsschraubenlinie geformten übergang mit der axialen Bohrung verbunden ist.
Den bei der an sich bekannten Verlegung des Schwerpunktes der Vorratsspule in die Achse des umlaufenden Aggregats bestehenden Schwierigkeiten zu begegnen, die durch die Führung des Drahtes von einer in der Umlaufachse liegenden Spule zur Düse entstehen, weil es nicht möglich ist, den unmittelbar oberhalb der Spanndüse befindlichen stillstehenden Spannkopf mit einem Gestellteil
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zu erreichen, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung am umlaufenden Vorrichtungsgehäuse ein fester Zahnkranz angeordnet, der über am Aggregat drehbar gelagerte Zahnrädersätze mit einem im Innern des umlaufenden Aggregates auf der Spannkopf- v/el ! e befestigten Zahnrad gekuppelt ist,
wobei die Zahnrädersätze ein dem Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Spannkopfwellenzahnrades und dem des festen Zahnkranzes entsprechendes Dbersetzungsverhält- nis aufweisen, so dass der Spannkopf mit dem Dorn beim Umlauf des Wickelaggregates im Raume stillsteht. Dieses Zahnrädersystem entspricht kinematisch dem Hineinragen eines den Spannkopf festhaltenden Armes in das Innere des umlaufenden Aggregates. Auf kinematischem Wege ist somit durch das umlaufende Aggregat hindurch und also auch durch die vom Draht bei seinem Umlaufen beschriebene geometrische Fläche hindurch, eine Verbindung hergestellt, die einer festen, unverrückbaren Verbindung in ihrer Wirkung gleichkommt.
Die Erfindung soll im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben werden ; es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die wesentlichen Teile einer Vorrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 in stark vergrössertem Massstab eine perspektivische Zeichnung einer Düse, die einen Teil der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung darstellt, Fig. 3 gleichfalls in vergrössertem Massstab ein Bruchstück des in Fig. 1 gezeigten Schnittes, Fig. 4 gleichfalls in vergrössertem Massstab ein anderes Bruchstück des in Fig. 1 gezeigten Schnittes, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4, und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5.
In Fig. 1 sind nur diejenigen Teile der Vorrichtung gezeigt, die für die vorliegende Erfindung von Bedeutung sind, u. zw. die Organe, die zum Wickeln des Drahtes um einen Dorn herum dienen. Es ist für die Erfindung belanglos, welcher Behandlung der aufgewickelte Draht gegebenenfalls in nachfolgenden Arbeitsstufen unterworfen wird. Die in Fig. 1 dargestellten Teile können jedenfalls zweckmässig den oberen Teil einer Maschine darstellen, deren unterer Teil der weiteren Behandlung des Drahtes dient.
In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Maschinenrahmen, in dem eine Hohlwelle 2 vermittels Wälzlagern 3 und 4 gelagert ist. Die Hohlwelle 2 ist mit einem Zahnkranz 5 versehen, der mit einem Zahnrad 6 an einer Antriebswelle 7 kämmt, die in nicht dargestellter Weise mit einer Antriebsvorrichtung gekuppelt ist, die für die gezeigte Vorrichtung und andere Vorrichtungen für die Weiterbehandlung des aufgewickelten Drahtes gemeinsam sein kann. An der Hohlwelle 2 ist unten eine Scheibe 8 (Fig. 3) befestigt, die einen Düsenhalter 9 mit Gewindebohrung 10 trägt, in die eine Düse 11 eingeschraubt ist.
Im Innern der Hohlwelle is. eine massive Welle 12 angeordnet, die mit Hilfe von Wälzlagern 13 und 14 in der Hoh'welle gelagert ist. Die Welle 12 endet unten mit einem vorstehenden Zapfen 15, der sich in eine Aussparung 19 des Düsenhalters 9 hinein erstreckt und eine zentrale Bohrung 16 aufweist, worin das ober ; Ende eines Wickeldornes 17 vermittels einer Stellschraube ? 5' befestigt ist.
In der Verlängerung der Hohlwelle 2 und in Antriebsverbindung mit der letzteren mit Hilfe von Zapfen 20, ist eine Büchse 21 angeordnet, die auf einer Verlängerung 22 der Welle 12 mit Hilfe von Wälzlagern 23 und 24 abgestützt ist. Die Büchse 21 hat oben einen Flansch 25, der den Boden eines Spulengehäuses 26 bildet, worin eine Spule 27 drehbar gelagert ist, u. zw. so, dass ihre Achse senkrecht zur Drehachse des die Düse 11 tragenden umlaufenden Aggregates steht.
Von der Spule 27, die eine Vorratsspule für den in Schraubenform aufzuwickelnden Draht bildet, ist der Draht über Führungsrollen 28 und 29 durch ein Auge 30 hindurch und weiter durch einen Kanal 31 in der Büchse 21. einen Kanal 32 in einem der Zapfen 20, einen Kanal 33 in der Hohlwelle 2, einen Kanal 34 in der Scheibe S und einen Kanal 35 im Düsenhalter 9 bis zur Unterseite des Düsenhalters geführt, von wo aus er wiederum weiter nach der Düse 11 verläuft, wie unten näher beschrieben werden soll.
Am oberen Teil des Maschinenrahmens 1 ist koaxial um die Welle 12, 22 herum ein Ring 36 angeordnet, der innen einen Zahnkranz 37 trägt. Mit, diesem Zahnkranz kämmt eine Anzahl von Zahnrädern 38, (Fig. 4, 5). die auf Zapfen 39 gelagert sind, welche in Löcher in der oberen Endfläche der Hohlwelle 2 eingepasst sind. Auf der Zeichnung ist nur ein einziges Zahnrad 38 gezeigt, es ist aber zu verstehen, dass vorzugsweise mehrere solche, also zweckmässig wenigstens zwei, zur Verwendung kommen. Jedes dieser Zahnräder bildet einen Bestandteil eines Zahnrädersatzes, wovon im folgenden ebenfalls nur ein einziger beschrieben werden soll.
Das Zahnrad 38 kämmt mit dem unteren zweier miteinander fest verbundener Zahnräder 40 und 41 (Fig. 6), die auf einem Zapfen 42 gelagert sind, der ebenfalls in ein Loch in der Oberseite der Hohlwelle 2 eingepasst ist.
Das obere Zahnrad 41 kämmt wiederum mit einem Zahnrad 43, das an der Wellenverlängerung 22 undrehbar sitzt. Die Übersetzung vom Zahnkranz 37 über die Zahnräder 38, 40 und 41 bis zum Zahnrad 43 ist derart gewählt, dass beim Umlaufen der
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Hohlwelle 2 die Welle 12 stillsteht. Auf diese Weise ist eine stillstehende Befestigungsstelle für das obere Ende des Dornes 17 erzielt, ungeachtet dessen, dass es wegen des Umlaufens der Drahtführungsbahn nicht möglich ist, de. n Dorn unmittelbar mit den äusseren feststehenden Teilen der Vorrichtung zu verbinden.
Die Düse 11, durch welche das eigentliche Aufwickeln des Drahtes um den Dorn 17 herum stattfindet, ist in Fig. 2 veranschaulicht. Wie ersichtlich, besteht sie aus einer konischen Büchse, die oben einen Gewindezapfen 44 trägt, der in den Düsenhalter 9 eingeschraubt ist. Die Düse hat ferner eine durchgehende zentrale Bohrung 45 für die Durchführung des Dornendes und ist mit einem Durchzugskanal 46 versehen, der von einer Facette 47 am breiteren Ende der Düse bis zu einem Punkt 48 der konischen Oberfläche verläuft und sich von dort aus in Form einer der konischen Oberfläche entlang verlaufenden Rille 49 fortsetzt, die bis zum Rand der axialen Bohrung führt und sich dieser mit einer übergangspartie 50 anschliesst, die nach einer tangentialen Einlaufkurve zur Schraubenlinie, nach welcher der Draht auf den Dorn aufgewickelt werden soll, verläuft.
Der an der Drahtzufuhrstelle befindliche Teil des Dorns 17 kann zweckmässig viereckigen Querschnitt haben, damit der Draht beim Aufwickeln einen guten Halt bekommt, und von dort aus kann er zweckmässig etwas nach unten verjüngt sein und sich gleichzeitig auf kreisförmigen Querschnitt abändern.
Beim Gebrauch der Vorrichtung wird der Draht in der obengenannten Bahn hindurchgezogen, in welcher gewünschtenfalls zwischen den Führungsrollen 28 und 29 eine geeignete Drahtspannvorrichtung angebracht sein kann, und der Faden wird dann durch den Kanal 46 hindurchgezogen und in die Rille 49 hineingelegt, wonach sein Ende ein paarmal um den Dorn herumgelegt wird.
Wenn die Vorrichtung dann in Betrieb gesetzt wird, läuft die Düse 11 um den Dorn 17 herum und legt dadurch den Faden in einer Schraubenwicklung um den Dorn, wobei jede Windung während ihrer Bildung die vorher gebildeten Windungen am Dorn hin- unterschiebt, so dass die hergestellte Schraubenwicklung als Ganzes in dem Masse wie sie gebildet wird, am Dorn herabgleitet.
PATENTANSPRÜCHE :
1 Vorrichtung zur Herstellung einer schraubenförmigen Verschlussgliederreihe, bei welcher eine um einen stillstehenden Dorn herumlaufende Düse, welche den Draht bis zur Oberfläche des Doms führt, auf einem umlaufenden Aggregat angeordnet ist, das auch die Vorratsspule und die Führungsorgane für den Draht trägt, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenachse senkrecht steht und der Dorn (17) in Form eines längeren Drahtes von einem unmittelbar oberhalb der Düse (11)
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18) herabhängt.