DE1944223C - Verfahren und Vorrichtung zum automa tischen Herstellen und Einwinden einer Spi rale in einen vorgelochten Blatterpack od dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Herstellen und Einwinden einer Spirale in einen vorgelochten Blätterpack od. dgl., bei dem die Spirale aus einem Draht oder Faden gebHdet ist, abgelängt und in den Blätterpack eingedreht wird.

Derartige Blätterpacks, die durch eine Spirale zusammengehalten werden, werden als Stenogra«nmblocks, Kalender usw. verwendet. Nach der deutschen Patentschrift 1 008 708 wurden sie bisher auf einer Bearbeitung^station hergestellt, die mehrere Arbeitsgänge in unterschiedlichen Arbeitsschritten bzw. Stationen vornimmt. Meist gehören dazu eine

ίο Aufnahmestation, eine Ausrichtstation und eine Spiralisierstation. An der Spiralisierstation war ein Wickelwerkzeug angeordnet, das mit Hilfe eines Bremsmotors, d. h, eines mit hoher Schalthäufigkeit an- und abschaltbaren Motors, aus dem Stillstand auf seine Nenndrefazanl (etwa 6500 U/min) beschleunigt wurde, die Spirale wickelte und mit Hilfe von einschwenkbaren Führungswalzen in den Block eindrehte. Danach wurde das Wickelwerkzeug durch den Bremsmotor auf Stillstand abgebremst, die Spirale abgeschnitten und beide Enden umgebogen.

Diese bekannte Vorrichtung läßt sich in ihrer Leistung, d. h. in der Taktzahl, nicht beliebig steigern. Da das Wickelwerkzeug nur während der Zeit in Betrieb sein kann, in der der Block in der Spiralisier-

*5 station zum Spirallisieren bereitsteht, und außerdem noch die Zeiten für das Abschneiden und Umbiegen der Enden abgeht, muß das eigentliche Spiralisieren in einer sehr kurzen Zeit durchgeführt werden. Praktisch erfolgt die Steuerung der oben beschriebenen Vorgänge von einer Taktwelle aus, die pro Arbeitsvorgang eine Umdrehung macht. Für das eigentliche Spiralisieren, d. h. das Anlaufen des Wickelwerkzeuges, das Bilden und Einziehen der Spirale sowie das Abbremsen des Wickelwerkzeuges, stehen nur etwa 200 an der Taktwelle, d. h. nur etwa 55Ί der Taktzeit, zur Verfugung. Das bedeutet, daß bei einer Taktzeit der Maschine von 30 1/Minute für das Spiralisieren nur etwas über 1 Sekunde verbleibt.
Versuche, die Leistung dadurch zu erhöhen, indem man einen leistungsstärkeren Bremsmotor für das Wickelwerkzeug verwendet, führen nicht zum Ziel, da ein Bremsmotor mit größerer Leistung automatisch auch ein größeres Schwungmoment hat. Das führt aber eher zu einer Verringerung der Schalthäufigkeit als zu deren Erhöhung. Die bisher erzielten Taktzahlen wurden mit Bremsmotoren mit maximaler Schalthäufigkeit erzielt. Auch die Zuschaltung eines Antriebes, beispielsweise einer Schwungmasse, über eine mechanische oder elektromechanische Kupplung und die Verwendung einer zusätzlichen Bremse hat sich in Versuchen für den praktischen Betrieb, als ungeeignet erwiesen, da die Kupplungen infolge des hohen Verschleißes bei den geforderten Schalthäufigkeiten keine ausreichenden Standzeiten hatten.

Ferner hat sich herausgestellt, daß sich bei der Verwendung von kunststoffummanteltem Draht bei hohen Taktzahlen Störungen einstellten, da sich auf Grund der hohen Drehzahl des Wickelwerkzeuges der Draht infolge der Verformungsarbeit so stark erwärmte, daß sich der Kunststoffmantel von dem Draht abschält und die Vorrichtung außer Betrieb setzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine höhere Taktzahl ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in einer Wickeleinrichtung eine Spirale

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kontinuierlich hergestellt und nach Durchlaufen einer freien Strecke geführt wird, daß die Spirale auf Länge beschnitten und das eine Ende der abgelängten Spirale zum Inneren der Spirale hin umgebogen wird und daß die abgelängte Spirale einer Einwindevorrichtung zugeführt und von dieser mit nach hinter weisendem umgebogenem Ende in den Blätterpack eingewunden wird. Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besitzt in einem eine Pufferzone bildenden Abstand von der kontinuierlich arbeitenden Wickeleinrichtung eine feststehende schnekkenförmige Führung für die Spirale mit einer Ausnehmung, in die ein umlaufendes Ablängwerkzeug eingreift.

Nach einer bevorzugten Ausführung der Vorrichtung nach der Erfindung besitzt das Ablängwerkzeug eine mit dem Boden der Ausnehmung zusammenarbeitende Schneidkante, die den ihr entgegenlaufenden Draht durchschneidet, eine daran anschließende Ausnehmung und eine Biegekante, die gegenüber dem Boden der Ausnehmung um im wesentlichen die Drahtstärke zurückversetzt ist. Dieses Ablängwerkzeug ermöglicht es, in einem Arbeitsgang die Spirale abzulängen und die Vorderkante der darauffolgenden Spirale umzubiegen. Nach dem Durchschneiden wird, da das Drahtende gegen das Schneidmesser anstößt, die Spirale in ihrer Vorwärtsdrehung etwas abgebremst. Infolge der Pufferzone ist das ohne weiteres möglich. Beim Abbremsen wird gleichzeitig noch Kraft in der Spirale gespeichert, so di«S, wenn die Ausnehmung in den Bereich des Drahtendes kommt, dieses mit großer Geschwindigkeit in die Ausnehmung hineinspringt. Die daran anschließende Biegekante biegt das Drahtende ab.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Teils einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Frontansicht des Ablängwerkzeuges (in Fi g. 1 von links gesehen),

F i g. 3 eine Ansicht entsprechend F i g. 2 in einer anderen Stellung des Ablängwerkzeuges,

Fig. 4 eine Ansicht entsprechend Fig. 2 in einer weiteren Stellung des Ablängwerkzeuges,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Vorrichtung,

F i g. 6 eine schematische Darstellung entsprechend F i g. 5 einer Variante und

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer weiteren Variante.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besitzt sine Wickeleinrichtung 11, die aus einem Draht, einem kunststoffummantelten Draht oder einem Kunststofffaden eine unendliche Spirale 13 herstellt. Der Einfachheit halber werden alle diese Materialien im folgenden als »Draht« bezeichnet. Die Wickeleinrichtung 11 kann von beliebiger Art sein, beispielsweise von der Bauart nach dem deutschen Patent 1 189513.

In einigem Abstand von dem Austritt 14 aus der Wickeleinrichtung ist eine Führung 15 für die Spirale 13 angeordnet. Die Führung 15 hat die Form einer Schraube, in deren Vertiefungen die Spirale läuft. Zwischen dem Austritt 14 und der Führung 15 läuft die Spirale zumindest ohne eine Führung in Längsrichtung, so daß sie axial zusammenfedern kann. Am in Förderrichtung gelegenen Ende der Führung ist eine Ausnehmung 16 angeordnet, die beim dargestellten Beispiel aus einer Ausfräsung der einen Hälfte der· schraubenförmigen Führung 15 besteht.

In die Ausnehmung 16 greift ein Ablängwerkzeug 17 ein, das um eine Achse 18 umläuft.
Aus den F i g. 2 bis 4 ist die Form des Ablängwerkzeuges 17 zu erkennen. Es besteht aus einem relativ langen Hebel, der an seinem freien Ende eine Schneidkante 19 hat. Die Schneidkante 19 arbeitet mit dem Boden 20 der Ausnehmung 16 bzw. mit dessen Kante 21 zusammen. An die Schneidkante 19 schließt sich ein im wesentlichen in Umfangsrichiung liegender Abschnitt 22 an, von dem aus eine Schräge 23 in eine Ausnehmung 24 führt. Ein daran anschließender Vorsprung 25 bildet eine Biegekante. Der

Vorsprung 25 ist gegenüber dem Boden der Ausnehmung, gegenüber der Kante 19 und dem Abschnitt 22 um die Drahtstärke zurückversetzt.

Das Ablängwerkzeug 17 wird über ein Getriebe 26 und ein Zahnrad 27 von der Spiralisiermaschine an-

getrieben. Die Wickeleinrichtung wird gleichfalls über das Zahnrad 27 angetrieben, es ist jedoch ein Regeltrieb 28 zwischengeschaltet, um die Länge der pro Maschinentakt, d. h. pro Umdrehung des Ablängmessers, erzeugten Spirale variieren zu können.

Die F i s- 5 bis 7 zeigen schematisch die Wickeleinrichtung 11, die kontinuierlich gebildete Spirale 13, die Führung 15 und das Ablängwerkzeug 17. Zu der Funktion, die im folgenden noch genauer erläutert wird, sei vorläufig gesagt, daß das Ablängwerkzeug 17 die Spirale gleichzeitig ablängt und das vordere Ende der kontinuierlich aus der Wickeleinrichtung kommenden Spirale 13 im wesentlichen nach innen umbiegt (s. F i g. 4). Die Abbiegung 29 befindet sich also jeweils am in Förderrichtung vorderen

Ende der abgelängten Spirale 13'. In den Fig. 5 bis 7 ist die Abbiegung 29 der Einfachheit halber als Abknickung nach hinten dargestellt.

Die Spiralen werden einer Spiralisierstation 30 zugeführt, in der ein Blätterpack 31 so gehalten ist, daß

seine Lochreihe 32 zum Einführen der Spirale ausgerichtet Ist. Führungswalzen 33, 34, von denen wenigstens eine angetrieben ist, sind als Einwindevorrichtung dazu bestimmt, die Spirale unter Drehung und Vorwärtsförderung in die Loch reihe 32

einzudrehen. Diese Führungswalzen können in ihrem Grundprinzip in bekannter Weise ausgeführt sein. Sie werden zum Beginn des Eindrehens an den Blätterpack herangeschwenkt und am Ende wieder abgeschwenkt.

Aus Fig. 5 ist zu erkennen, daß die Spirale nach dem Ablängen um 180° quer zu ihrer Längsachse geschwenkt wird. Nach der Schwenkung liegt die Abbiegung 29 am Ende der Spirale, so daß diese ohne weiteres in die Lochreihe 32 eingedreht werden kann. An der Spiralisierstation 30 ist ein Anschlag 35 vorgesehen, der beim Eindrehen innerhalb der Spirale 13' liegt. Er ist gestellfrei montiert, könnte aber auch z. B. über einen Halter 36 an der Führungswalze 34 befestigt sein.

Bei der Ausführungsform nach F i g. ft läuft die Spirale parallel zur Spiralisierstiilion, d. h. im wesentlichen parallel zu den Führutiüswabcn 33. 34. :m dieser vorbei. Die Spiralisierstalion 30 ist so angeordnet, daß ihre Einwindcrichtuni! entgegen der Fnrderrichtung der Wickelcinrichtunt; 11 verläuft. Fs im zu erkennen, daß die abgelängte Spirale 13' bereil\ mit ihrem zuerst in den Block einzudrehenden F.111I1· 37 in die EinwinclerichUing /cijU, so dall sii mir niu μ

entlang dem Pfeil 38 etwas parallel'verschoben zu λ erden braucht. Die Schwenkung um 180 ' entfällt bei dieser Ausführung.

Bei der Ausführungsform" nach Fig. 7 wird die abgelängte Spirale 13' in einem Magazin 39 zwischengespeichert. Aus dem Magazin 39 wird pro Maschinentakt eine Spirale entnommen und zum Einwinden den Führungswalzen 33, 34 zugeführt. Bei dieser Ausführungsform kann der Antrieb der Wickeleinrichtung 11 unabhängig von der übrigen Maschine erfolgen. Das Zahnrad 27 kann also entweder über einen Regeltrieb von der Maschine oder von einem unabhängigen Motor angetrieben sein. Da bei dieser Ausführungsform stets eine gewisse Anzahl von Spiralen zur Verfügung stehen, braucht bei einer vorübergehenden Betriebsunterbrechung der Wickeleinrichtung, beispielsweise zur Einführung einer neuen Vorratsrolle für den Draht, die übrige Maschine nicht außer Betrieb geseizi zu ••vcrdcn. Das ist auch der Fall, wenn die Wickeleinrichtung bzw. das Ablängmesser in fester Abhängigkeit von der Taktzahl der übrigen Maschine angetrieben wird.

In dem Magazin kann eine Abfühl- oder Abtasteinrichtung angeordnet sein, die in beliebiger Weise, beispielsweise optisch oder mechanisch, arbeiten kann. Über diese Abtasteinrichtung, die die jeweilige Füllung des Magazins feststellt, kann über ein Steuergerät die Wickeleinrichtung in ihrer Geschwindigkeit geregelt werden. Die Regelung kann entweder stufenlos, in Stufen oder durch Aussetzen erfolgen.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt: Wenn die Wickeleinrichtung über das Zahnrad 27 und den Regellrieb 28 angetrieben wird, bildet sie kontinuierlich, d. h. endlos, eine Spirale 13 aus dem ihr zugeführten Draht 12. Diese läuft zwischen dem Austritt 14 aus der Wickeleinrichtung 11 und dem Eintritt in die Führung 15 über eine Strecke, die als PulTerzonc 40 wirkt, im wesentlichen ohne Führung. Danach läuft Me in die feststehende, vchraubenlörmige Führung 15 ein. Wenn eine ausreichende Spirallänge die Führung 15 an der Ausnehmung 16 \ erlassen hat.' hat das Abliingwerkzcug 17. das über das Getriebe 26 angetrieben wird, eine Umdrehung beendet. Die Sehneidkante 19 des Ablängwerkzeuges 17. das in den F i g. 2 bis 4 entgegen dem I ^;htzeiiiersinn umläuft, schneide! dann den Draht 12 ab. wobei die Kante 21 als Gegenschneidkante wirkt. Die abgeschnittene Spirale 13' ist in F i g. 2 strichpunktiert angedeutet.

Während die Schneidkante 19 und der Abschnitt 22 an dem Draht 12 vorbeilaufen, wird die Drehung der kontinuierlich von der Wickeleinrichtung gebildeten Spirale gebremst. Die kurzzeitige Abbremsung der Spirale im Bereich des Ablängwerkzeuges wird von der Pufferzone 40 aufgenommen. Die Spirale wird also, da von der Wickeleinrichtung laufend neue Windungen gebildet werden, axial zusammengeschoben und federt etwas auf. Sie springt, wenn das Ablängwerkzeug sich in die in F i g. 3 dargestellte Stellung bewegt hat, besonders schnell in die Ausnehmung 24, so daß das F.nde 29' vpr dem Vorsprung 25 zu Hegen kommt.

Wie aus F i g. 4 zu erkennen ist, wird das Ende 29' von dem Vorsprung 25 um die Kante 21 herum an den Boden 20 der Ausnehmung 16 gedruckt, so daß die Abbiegung 29 entsteht. Auch während der Zeit, in der die Abbiegung vorgenommen wird (F i g. 4), wird die Spirale nochmals abgebremst, wobei die Pufferzone eine Störung des Spirallaufes in der Wickeleinrichtung 11 verhindert. Wenn das Ablängvverk/.eug 17 die Abbiegung 29 freigegeben hat, läuft

ίο die Spirale 13 wieder frei aus der Führung heraus, bis das Ablängwerkzeug wieder in die in F i g. 2 dargestellte Stellung kommt. Es ist zu erkennen, daß durch eine Änderung der Drehzahl des Ablängmessers zu der Drehzahl der Wickeleinrichtung verschieden lange Spiralen erzeugt werden.

Die somit hergestellte abgelängte Spirale'13' wird dann der Spiralisierslation 30 zugeführt. Die Grundprinzipien dieser Zuführung sind bereits vorstehend an Hand der F i g. 5 bis 7 beschrieben worden. Es sei noch erwähnt, daß die Abbiegung 29 ein sicheres Einziehen der Spirale in die Lochreihe 32 sicherstellt. Wenn die Spirale von den vorher eingeschwenkten Führungswalzen in den Blätterpack eingedreht ist, kommt die Abbiegung 29 an dem Anschlag 35 zur Anlage. Der Anschlag 35 ist zweckmäßigerweise im Bereich des ersten Loches der Lochreihe 32 angeordnet. Es wird somit erreicht, daß die Spirale bis zu einem genau definierten Punkt in den Block hineingedreht wird. Auch wenn die Führungswalzen nicht rechl/eitig zurückgeschwenkt werden und die Spirale weiter einzudrehen suchen, kann diese nicht weiter in den Blällerpack hineinlaufen, da die Spirale infolge ihres Antriebes gelängt und damit im Durchmesser verkleinert wird, so daß keine Übertragung der Antriebskraft von den Führungswalzen auf die Spiiaic mehr stattfindet.

Der Anschlag 35 stört beim Eindrehen der Spirale nicht, da er in dem freien Inneren der Spirale liegt. Auch der Haller 36 führt zu keinen Störungen, da er jeweils in dem freien Raum /wischen den Windungen liegt. Er bringt sogar den Vorteil mit sich, daß die Spirale nur in einer ganz bestimmten axialen Lage einlaufen kann. Daher wird der Halter 36 so ausgerichtet, daß in dieser Lage die axiale Lage der Spirale mit der Lochreihe 32 übereinstimmt.

Es ist zu erkennen, daß infolge der Tatsache, daß die Wickeleinrichtung stets kontinuierlich arbeiten kann, entweder die Wickeleinrichtung bei gleicher Taktzahl langsamer laufen kann oder die Taklzahl der Maschine erhöht werden kann. Der kontinuierliche Antrieb der Wickeleinrichtung, der durch die Erfindung möglich ist, bringt ferner eine nicht unerhebliche Verschleißminderung und Vereinfachung des mechanischen Aufbaues mit sich.

Wenn vorstehend im Zusammenhang mit der Pufferzone beschrieben wurde, daß die Spirale dort im wesentlichen ohne Führung bzw. Längsführung ist, so soll damit zum Ausdruck gebracht sein, daß eine Führung nur in dem Maße vorhanden sein soll,

daß die Spirale nicht ausknickl. Meist wird die Spirale diese Führungseigenschaften selbst übernehmen.

Hierzu 1 Blatt Zcichnuncen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum automatischen Herstellen und Einwinden einer Spirale in einen vorgelochten Blätterpack, bei dem die Spirale aus einem Draht oder Faden gebildet ist, abgelängt und in den Blätterpack eingedreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Wickeleinrichtung (11) eine Spirale (13) kontinuierlich hergestellt und nach Durchlaufen einer freien Strecke (40) geführt wird, daß die Spirale (13) auf Länge beschnitten und das eine Ende (29) der abgelängten Spirale (13') zum Inneren der Spirale hin umgebogei! wird und daß die abgelängte Spirale (13') einer Einwindevorrichtung (33,34) zugeführt und von dieser mit nach hinten weisendem umgebogenem Ende (29) in den Blätterpack (31) eingewunden wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der eine Pufferzone bildenden freien Strecke (40) eine feststehende schneckenförmige Führung (15) für die Spirale (13) mit einer Ausnehmung (16) angeordnet ist, in die ein umlaufendes Ablängwerkzeug (17) eingreift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablängwerkzeug (17) eine mit dem Boden (20) der Ausnehmung (16) zusammenarbeitende Schneidkante (19), die den ihr entgegenlaufenden Draht (12) durchschneidet, eine daran anschließende Ausnehmung (24) und eine Biegekante (25) aufweist, die gegenüber dem Boden (20) der Ausnehmung (16) um im wesentlichen die Drahtstärke zurückversetzt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablängwerkzeug (17) in Abhängigkeit von dem Antrieb der Wickeleinrichtung und der gewünschten Länge der Spirale (13') regelbar angetrieben ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwindevorrichtung aus angetriebenen Führungswalzen (33, 34) besteht, zwischen denen im Bereich des Beginns des Einwindens ein Anschlag (35) für das umgebogene Entie (29) der Spirale (13') angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (36) des Anschlages (35) eine Einlaufführung für die Spirale (13') bildet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magazin (39) zum Zwischenspeichern der Spiralen (13') nach dem Ablängen und Umbiegen vorgesehen und zur Entnahme der Spirale bei Bedarf und zu dessen Führung zu der Einwinüevorrichtung (33, 34) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Abfiihleinrichtung, die die Füllung des Magazins (39) abtastet bzw. abfühlt und an die ein Steuergerät zur Steuerung der Taktfolge von Wicklung, Ablängung und Umbiegung der Spirale (13) angeschlossen ist.