DE2139930B2 - Wickelkern mit einem mit diesem heissversiegelten gutabschnitt und vorrichtung zum herstellen dieser verbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wickelkern nut einem t>hnc einstückige Verbindung mit diesem heißversiegellcn Gutabschnitt. insbesondere Fadenabschnitt, wobei Wickelkern und/oder Gutabschnitt aus thermoplastischem Kunststoff bestehen. Die Erfindung betrifft Weiter eine Vorrichtung >:um Herstellen dieser Verbindung.

Verschiedene Möglichkeiten /um Befestigen eines Fadenabschnittes an einem Wickelkern sind bekannt. Eine einfache Möglichkeit liegt darin, das Fadenende in Bienenwachs einzudrücken nnd damit auf den Wickelkern aufzulegen. Damit entsteht eine wenn auch sehr lockere Klebeverbindung. Eine andere Möglichkeit liegt darin, den Wickelkern einzuritzen und das Fadenende in die dabei gebildete Ausnehmung einzulegen. Diese Befestigungsmöglichkeiten sind im allgemeinen auf die Anwendung bei aus Holz bestehenden Wickelkernen beschränkt.

Seit einiger Zeit werden sowohl die Wickelkerne als auch Fäden aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt. In Verbindung mit höheren Fertigungsgcschwindigkeitcn stellen sich dann beim Auf- und Abwickeln von Gut. insbesondere Fäden, besondere Probleme durch das jeweils erforderliche Auswechseln der Wickelrollen und den damit verbundenen Übergang auf eine neue volle bzw. leere Wickelrolle. Zum Aufwickeln von Gut auf eine Wickelrolle muß das Gutende so fest mit dem Wickelkern verbunden werden, daß das Gut während der ersten Umdrehungen und/oder beim Hochlaufen der Drehzahl nicht durchrutscht, sondern sich fest um den Wickelkern legt und auf diesen aufrollen läßt. Andererseits muß diese Verbindung zwischen Gut und Wickelkern so locker sein, daß sich das Gut am Ende eines Abrollvorganges sofort vom Wickelkern löst. Bei einem Festbleibcn am Wickelkern %iirde das Gut infolge der plötzlichen Hemmung &o irgendwo unkontrollierbar reißen und/oder durch die plötzliche Hemmung und das sich anschließende Reißen Störungen in einer Arbeitsmaschine hervorrufen können.

Es ist bekannt, das Gut an der leeren Wickelrolle mit tinem Heftvorgang zu befestigen. Unter diesem iHeftvorgang wird dabei jede Verbindung des Gutes mit der Wickelrolle verstanden, die sogleich nach ihrer Herstellung Zugkräfte aufnehmen kann. Dabei wird nicht nur an ein mechanisches heften mit einer Klammer oder dergleichen, sondern auch an einen Schweißvorgang gedacht. Bei diesem Schweißvorgang schmelzen Teile des aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Wickelkernes und Gutes teilweise auf und verbinden sich miteinander. Im allgemeinen haben die tür den Wickelkern und das Gut verwendeten thermoplastischen Kunststoffe unterschiedliche Erweichungs- und Schmelzpunkte. Damit läßt sich die Festigkeit der beim Schweißen entstandenen Verbindung nicht exakt steuern und bestimmen. Damit läßt sich auch nicht festlegen, daß die Verbindung sofort die für den Aufrollvorgang notwendige Zugfestikeit erhält und trotzdem sich am Ende des Abrollvorganges mit genügender Leichtigkeit löst. Damit kann es sowohl beim Auf- als auch beim Abrollen Schwierigkeiten geben (DT-OS 19 02 438).

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wickelkern mit einem mit ihm heißversiegelten Gutabschnitt so auszubilden, dal.', die Verbindung einerseits die zum Aufrollen notwendige Festigkeit erhält und andererseits dem Lösen tics Gutabschnittes \om Wickelkern am Ende eines Abrollvorganges keinen Widerstand entgegensetzt. Die Lösung für diese Aufgabe ergibt sich bei einem Wickelkern der eingangs genannten Gattung nach der Erfindung dadurch, daß der Gutabschnitt bei einer gegenüber der Zugspannung beim Aufwickeln geringfügig erhöhten Zugspannung lösbar ist.

Mit dieser Lehre gibt die Erfindung eine eindeutige Bcmessungsvorschrift für die Festigkeit der mit der Heißversiegelung erreichten nicht einstückigen Verbindung zwischen dem thermoplastischen Material de-Wickelkernes und des Gutabschnittes. Die Wickelkerne einer Serie einer Fertigungsanlage sind aus gleichem thermoplastischem Kunststoff hergestellt. Das gleiche gilt für eine bestimmte Menge Gut bzw. Faden. Damit liefen auch die Erweichungs- und Schmelzpunkte des Materials fest. Über die vom Fiersteller vorgegebenen Daten und gegebenenfalls auch durch Versuch läßt sich ermitteln, bei welcher Temperatur und mit welchem Anpreßdruck Wickelkern und Gut hciß/.uversicgcln sind, um gerade die gewünschte Festigkeit der Verbindung zu erreichen. Im Endergebnis stellt sich ein. daß sich das Gut rutschfrei und ohne Lösen auf einen Wickelkern aufwickeln läßt. Ebenso wird es sich am Ende eines Abrollvorganges infolge der dann ansteigenden Zugspannung sofort ohne Zerstörung seiner selbst oder des Wickelkernes von diesem lösen.

Statt eines über seinem gesamten Querschnitt aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Faden ist in einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung auch die Verwendung eines Fadens aus einem mit Kunststoff überzogenen Metalldraht möglich.

Zum Herstellen der erläuterten Verbindung sieht die Erfindung weiter eine Vorrichtung mit einem auf die zu verbindenden Stellen aufdrückbaren Stempel vor. die sich dadurch auszeichnen, daß der Stempel mit einer dem Querschnitt des Gutes, zum Beispiel Fadens oder eines Bandes,entsprechenden Nut versehen ist.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist:

F i g. 1 die perspektivische Darstellung eines Wickelkernes und eines an diesem befestigten Fadens,

F i g. 2 ein Schnitt durch einen Wickelkern, einen Faden und den Stempel der zum Herstellen der

Verbindung verwendeten Vorrichtung,

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab ein Schnitt durch einen Teil des Kernes, des Fadens und des Stempels,

Fig. 4 in gleichem Maßstab ein Schnitt durch einen Teil des Kernes und des rna diesem verbundenen Fadens.

Fig. 5 ein Schnitt in gleichem Maßstab durch einen Teil eines Kernes, eines mit diesem zu verbinderen Bandes und einen Teil des Stempels der zum Herstellen der Verbindung verwendeten Vorrichtung,

F i g. 6 ein Schnitt durch einen Teil des Kernes, eines Fadens und eines Stempels,

Fig. 7 ein Schnitt durch die Stelle einer Heißversicf elung zwischen Kern und Faden,

F i g. 8 die perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Wickelkernes mit einem Faden aus einem mit Kunststoff überzogenen Metalldraht.

F i g. 9 ein Schnitt durch einen Teil des Kernes, des mit Kunststoff überzogenen Metalidrahtes und einen Teil des Stempels und

Fig. 10 ein Schnitt durch die Stelle der Heil.Ucrsiegelung zw ischen Wickelkern und des mit einem Kunststoff überzogenen Metalldrahtes.

Gemäß Fig. 1 weist eine Wickelrolle Il einen Wickelkern 12 mit zu ei Flanschen Π auf. Ein Faden 14 ist an einer Stelle 15 auf dem Wickelkern 12 befestigt, so daß der restliche Teil des Fadens aufgewickelt werden kann. Wickelrolle 11 wie Faden 14 sind aus thermoplastischem Material hergestellt. Die Wickelrolle Π besteht jedoch aus einem Material mit einem niedrige ren Schmelzpunkt als das Material des Fadens 14. Der Faden 14 kann beispielsweise ein Einzelfaden aus Nylon mit einem .Schmelzpunkt von 214 C vein, wahrend die Wickelrolle 11 aus einem anderen Material besteht.

Zur Befestigung des Fadens 14 auf dem Wickelkern 12 \\ ird gemäß den F 1 g. 2 und 3 ein elektrisch erhitzter Stempel 16 mit geregelter Temperatur zwischen den Manschen 13 angeordnet, wobei der Faden 14 unter den Stempel 16 zu liegen kommt. Die Unterseite 17 des Stempels 16 ist eben oder in Querrichtung gekrümmt. um sich dem Umriß des Wickelkernes 12 anzupassen. Die Unterseite ist ferner mit einer V-förmigen Längsnut 18 versehen, welche den Faden 14 übergreift. Der Stempel 16 wird erhitzt und gegen die Oberfläche des Wickelkernes 12 gedrückt (Fi g. 3), um durch Hitze und Druck den Teil 15 der Wickelrolle 11 zu erweichen und um den Faden 14 innerhalb der V-förmigen Nut 18 fließen zu lassen. Nach einem ausreichenden Zeitraum, der ermöglicht, daß eine genügende Menge des Wickelrollenmaterials rund um den Faden 14 fließt, um diesen festzuhalten, wird der Stempel 16 entfernt und die Wickelrolle 11 wird abkühlen gelassen, damit das den Faden 14 umgebende Material erstarrt. Der Faden 14 ist daher in der Umrangsrichtung umschlossen und an der Wickelrolle 11 befestigt (F i g. 4). ;;

Die Befestigung des Fadens 14 in und an der Wickelrolle 11 ist derart, daß seine Unversehrtheit innerhalb des und angrenzend an den verformten Teil 15 Im wesentlichen aufrecht erhallen wird. Das heißt, die Form vs ird beibehalten und der Faden 14 besteht mit dem Material der Wickelrolle 11 nicht aus einem Stück. Der Faden 14 kann dahei spatel bei genügend großer Zugkraft aus dieser hei ausgezogen werden. Zum Beispiel wird der laden 14 auf einer Nähmaschine während eines Abwickclvorganges herausgezogen. Die erforderliche Kraft ist jedoch derart, daß der Faden während der Herstellung nicht versehentlich /om Wickelkern abgezogen wird.

Gemäß Fig. 5 wird anstelle des Fadens 14 mit Kreisquerschnitt ein Band 19 verwendet. In diesem Fall ist der erhitzte Stempel 16, der gegen den Wickelkern 12 angedrückt wird, mit einer im wesentlichen rechteckigen Nut 20 versehen, in welcher das Band 19 zu liegen kommt.

Die Verwendung der V-förmigen Nut 18 (Fig. 3) oder der rechteckigen Nut 20 für das Band 19 (F i g. 5) ermöglicht dem Kunststoffmaterial der Wickelrolle 11. den Faden 14 besser zu umschließen, als wenn ein Stempel mit einer ebenen Oberfläche verwendet würde.

Gemäß F i g. 6 können die Schmelzpunkte von Faden 14 und Wickelrolle 11 umgekehrt werden. Das heißt, der Faden 14 kann aus einem Material hergestellt werden. das einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als das Material der Wickelrolle 11. Der Faden 14 kann beispielsweise ein thermoplastischer Einzelfaden aus Nylon sein, während die Wickelrolle 11 aus Metall besieht. In diesem Fall wird ein Teil des Fadens 14. der auf dem Wickelkern 12 aufruht, djrch einen Stempel 21. der eine glatte ebene Unterseite 17 aufweist, direkt Hitze und Druck unterworfen und dadurch in eine abgeflachte Form gebracht, so daß er mit der Oberfläche des Wickelkernes heißverschweißt wird (F ig. 7).

Gemäß den F i g. 8 bis 10 kann die Erfindung auch zur Bildung eines Transformatorkerns oder eines anderen ähnlichen Bauteils verwendet werden. Zu diesem Zw eck ist eine Wickelrolle 22 mit zwei Flanschen 23 von verhältnismäßig großem Durchmesser und einem Kern 24 von kleinerem Durchmesser mit einer Wicklung 25 aus Metalldraht 26 versehen, wie zum Beispiel Kupferdraht. Der Metalldraht 26 weist einen Überzug 27 aus thermoplastischem Material auf. das einen niedrigeren Schmelzpunkt hat als das Material der Wickelrolle 22, die aus einem thermoplastischen Material oder einem anderen Material hergestellt ist.

Um den Metalldraht 26 an der Wickelrolle 22 zu befestigen, wird gemäß F i g. 8 ein Teil 28 des mit Kunststoff überzogenen Metalldrahtes 26, der von dessen freiem Ende im Abstand liegt, durch ein entsprechendes Werkzeug 21 in der oben beschriebenen Weise entweder mit einem Flansch 23 oder mit dem Kern 24 heißverschweißt. Dies ermöglicht, daß ein kurzer Anschluß 29 am Anfangsende des Drahtes 26 aus der Wickelrolle 22 herausragt, damit eine (nicht dargestellte) elektrische Verbindung mit demselben hergestellt werden kann. Der Draht 26 wird dann rund um den Kern 24 gewickelt, um die Wicklung 25 zu bilden, und dann abgeschnitten, um einen zweiten Anschluß 30 für eine weitere elektrische Verbindung vorzusehen.

Das Heißverschweißen von Faden und Wickelkern kann auch mit Hochfrequenz durchgeführt werden oder mit Ultraschall, wobei Uhraschalienergie an einer Berührungsstclle in Hitze umgewandelt wird. Bei jedem Verfahren, das verwendet wird, um die thermoplastischen Materialien genügend Hitze auszusetzen, damit ein Fließen des Materials bewirkt wird, kann Druck au! den laden oder auf den Faden und den Wickelkern zur Einwirkung gebracht werden, um die Hitzeverschluß-WiI kung wirksamer zu gestalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Wickelkern mit einem ohne einstückige Verbindung mit diesem heißversiegelten Gutabschnitt, insbesondere Fadenabschnitt, wobei Wickelkern und/oder Gutabschnitt aus thermoplastischem Kunststoff bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gutabschnitt bei einer gegenüber der Zugspannung beim Aufwickeln geringfügig erhöhlen Zugspannung lösbar ist.

2. Wickelkern nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Fadens (14) aus einem mit Kunststoff überzogenen Metalldraht.

3. Verrichtung zum Herstellen einer Verbindung nach Anspruch 1, mit einem auf die zu verbindenden Stellen aufdrückbaren Stempel, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempef (16) mit einer dem Querschnitt des Gutes (Faden 14. Band 19) entsprechenden Nut (18) versehen ist.