-
Vorrichtung zur Herstellung von Kuppelköpfen an schraubenförmigen
Re ißverschl u13gl. iedelare ihen.
-
Die Verschlußeigenschaften eines Reißverschlusses sind in entscheidender
Weise von der Gleichmäßigkeit der Relativlage der einzelnen Kuppeiglieder untereinander
und bezüglioh ihrer als mantellinie der Verschlußgliederreihe sich ergebenden Achsenlinie
bestimmt. Bei Verschlußglie(1erreihen aus thermoplastischem Strangmaterial ist dem
Erfordernis bestmöglicher Gleichmäßigkeit besonders schwierig Rechnung zu tragen,
weil beim Wickeln der Gliederreihen die thermoplastische Substanz vergleichsweise
hohen Zugbelastungen ausgesetzt werden muß, durch welche innere Materialspannungen
hervorgerufen werden, die eine Instabilität der durch die Wicklung erzeugten Wendelform
zur Folge hat. Es ist daher notwendig und allgemein üblich, daß die gewinkelte Verschlußgliederreihe
in ihrer in der Wickelvorrichtung erhaltenen Form von ihren inneren Materialspannungen
befreit wird, wozu vorzugsweise ein als Thermofixierung bezeichneter Behandlungs
vorgang mittels Wärme in einer die Form der Wendel erhaltenden Bettung eingesetzt
wird.
-
Um die für eine befriedigende Verschlußsicherheit erforderlichen Kuppelköpfe
mit der ausreichend gleichmäßigen Relativiage auf den Gliederreihen zu erzielen,
ist es bekannt, das zu verarbeitende Kunststoffmaterial vor der Durchführung
des
Wickelvorgangs durch eine Walz-, Präge- oder Druckbehandlung in den dem Abstand
der Kuppelköpfe entsprechenden Abstand mit Verformungen zu versehen diese Verformungsstel
len bestimmen beim Wickelvorgang die Kuppelköpfe. Nachteilig an diesem Verfahren
ist, daß die Kuppelköpfe infolge des Steigungsdralls beim Wickelvorgang in Bezug
auf die Längsachse der Gliederreihe eine verschränkte Stellung einnehmen, die die
Schließwirkung mit der zugehörigen Glaederreihe nachteilig beeinflußt.
-
Es ist weiterhin bekannt, die Bildung der Kuppelköpfe mit~ tels Verformungsrädern
oder Prägeeinrichtungen erst vorzunehmen, nachdem der Kunsttoffprofj.lstrang im
gewickelten Zustand den Wickeldorn verlassen hat. Die hierfür erf orderlichen Vorrichtungen
bedingen einen hohen kunstruktiven Aufwand mit hohen Verschleißerschei.nungen der
einzelnen bewegten Teile, was sich in untragbaren Maßabweichungen ungünstig auf
das Wickelgut auswirkt.
-
Diese Schwierigkeiten, die bei einer Kuppelgliedanformung in dem der
Wickel vorrichtung nachgeordneten Verlegerad zu erwarten sind, sind umso schwerwiegender,
als die unerwunschten Formänderungen an den Kuppelköpfen bei der nachfolgenden Warmbehandlung
in der Verschlußgliederreihe fixiert werden.
-
Es ist auch eine Vorrichtung bekannt, bei welcher die gewickelte Verschlußgliederreihe
nach Beendigung der Wicklung auf dem Wickeldorn einer Heizstrecke zwecks Fixierung
zugeleitet wird und bei welcher an dem fixierten Wickelgut vor Ablauf vom Wickeldorn
die Kuppelköpfe angeformt werden. Diese bekannte Vorrichtung erfordert nicht nur
eine Vielzahl
von bewegten Einzeleiririchtungen, sondern auch die
geradli nige Fortführung des Wickeldorns bis zum Austritt der fertigen Verschlußgliederreihe:
sie ist wegen dieses konstrukt tiven Aufwands kompliziert und störanfälligO Mit
der Erfindung wird die Beseitigung der geschilderten Mängel der einschlägigen bekannten
Vorrichtungen bezweckt.
-
Zur Zweckbefriedigung ist der Erfindung die Aufgabe zugrunde gelegt
worden, daß - ausgehend von dem an sich bekannten und der Wickel vorrichtung nachgeordneten
Verlegerade - die Vorrichtung zur Nachbehandlung des Wickelgutes zur Bewirkung der
Fixierung und nachfolgenden Kuppelkopfanformung außer dem Verlegerad keine bewegten
Teile aufweist. Mit der Lösung dieser Aufgabe wird eine Vereinfachung der technischen
Mittel und vor allem deren Verschleißfestigkeit erreicht.
-
Die Erfindung bedient sich der Erkenntnis, daß durch den Einsatz von
Ultraschallenergie eine Warmverformung von thermoplastischen Kunststoffen möglich
ist, ohne daß es besonderer bewegter Teile - abgesehen von den Mitteln zur Vorschubgestaltung
- bedarf.
-
Das allgemeine Lösungsprinzip der von der Erfindung angel sprochenen
Aufgabe besteht darin, daß durch die Verwendung eines keilförmigen Querschnitt aufweisenden
Wickeldorns das Profilstrangmaterial an der Stelle des kleinsten Wickeldornkrümmungsradius
zur Ausbildung einer Materialverdickung gezwungen wird, und daß diese Materialverdickung
als Führung mittel in dem durch gehäusefeste Begrenzungsmittel gebildeten Behandlungskanal
wirkt, wobei durch entsprechende Gestaltung der Zähne des alleine noch bewegten
Verlegerads
die Positionierung der als Führungsmittel dienenden
Materialverdickungen sowohl in der Heizstrecke, als auch in der dieser nachgeordneten
Kuppelkopfanformstrecke durch Ultraschallbehandlung erfolgt.
-
Das allgemeine Lösungsprinzip wird konstruktiv dadurch verwirklicht,
daß die einander benachbarten Zahnflanken des Verlegerads in ihrem an der vorderen
Verlegeradstirnseite liegenden Bereich in einem der Stärke des Profilstrangmaterials
entsprechenden Abstand parallel, und in ihrem an der hinteren Verlegeradstirnseite
liegenden Bereich divergierend verlaufen, daß der' Abdeckring an der Wickelguteinlaufstelle
mit Führungsmitteln zur Spreizung der einander benachbarten hinteren Windungsteile
des Wickelguts versehen ist, und daß zwischen dem Ende der Heizstrecke und dem Anfang
der Kühlstrecke die Sonotrode einer Ultraschallbehandlungsvorrichtung angeordnet
ist und mit der di vorderen Zahnflankenbereiche aufweisenden Stirnseite des Verlegerads
als Amboß zusammenwirkt.
-
Um den funktionsrichtigen Einlauf in die erfindungsgemäße Vorrichtung
zu verbessern, ist es zweckmäßig, daß die an der Einlaufstelle des Abdeckrings angeordneten
Führungsmittel aus einem zunächst radial zum Legerad verlaufenden und mit einer
Krümmung in einen sich tangential zum Legerad erstreckenden Aufnahmeschlitz besteht,
und daß dieser Aufnahmeschlitz mittels eines Steigungsstücks im Innenmantel des
Abdeckrings endigt. Dabei unterstützt eine in den Einlauf reichende Verlängerung
des Wickeldorns die einwandfreie Wickelgutführung.
-
Zur Verbesserung der kanalartigen Wickelgutführung ist empfehlenswert,
daß zwischen der Einlaufstelle und der Auslaufstelle dem Verlegerad an beiden Stirnseiten
Kaliberringe zur Führung der aus dem Lagerbett des Verlegerades herausragenden Windungsteile
zugeordnet sind, und daß der Abstand des an der Sonotrodenstelle angeordneten Kaliberrings
gegenüber der ihm benachbarten Stirnseite des Verlegerads in Bewegungsrichtung des
Behandlungsgutes abnimmt. Durch diese Maßnahme wird insbesondere die Positionierung
des Behandlungsgutes bei der Ultraschallverformung verbessert.
-
Die Erfindung wird im einzelnen an Hand eines Ausführungsbeispiels,
auf das die beigefügten Zeichnungen Bezug nehmen, wie folgt erläutert: Fig. 1: zeigt
in Ansicht die wesentlichen Teile der erfindungsgemäß gestalt ten Vorrichtung.
-
Fig. 2: zeigt die Wirkungsweise der der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorgela gerten Wickelvorrichtung, die an sich bekannt ist.
-
Fig. 3: zeigt in vergrößertem Maßstab die durch die Wickelvorrichtung
erzeug te Wendel.
-
Fig. 4: zeigt in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt zu Fig. 5
nach der dort mit IV - IV bezeichneten Linie.
-
Fig. 5: zeigt in vergrößertem Maßstab einen Tangentialschnitt der
erfindungsgemaßen Vorrichtung im Bereich der Ultraschallbehandlung gemäß Linie V
- V der Fig. 1, Fig, 6: zeigt eine Draufsicht auf das die Ultraschallbehandlungs
zone verlassende Wickelgut gemäß Linie VI - VI der Fig, 5, unter Weglassung der
Vorrichtungsteile.
-
Die Bezugsziffern bedeuten: 1 Kunststoffprofilstrang 2 Fadenführer
3 Wickelteller 4 Wickeldorn 4a Wickeldornkante 5 Wickeldornhalter 6 Verlegerad 7
Abdeckring 8 Krümmung 9 Aufnahmeschlitz 9a Steigungsstück 1o Verdickung 11 Wickelgut
(Gliederreihe) 12 Zahnlücke 13 Zahnflanke 13a vorderer Teil der Zahnflanke 13b hinterer
Teil der Zahnflanke 14 Heizstrecke 15 hinterer Kaliberring
16 vorderer
Kaliberring 17 Sonotrode 18 vordere Umkehrstelle = Kuppelkopfstelle 19 Kuppelnocken
20 hintere Umkehrstelle 21 Kühlzone 22 Abstreifer Die aus einem vom Wickelteller
3 getragenen umlaufenden Fadenführer 2 für den Kunststoffprofilstrang 1, einem festste
henden Wickeldorn 4 und einem am Wickeldornhalter 5 ausge bildeten konisch gestalteten
Wickelheer bestehende Wickelvorrichtung bildet nicht den Gegenstand der Erfindung:
sie kann in beliebiger bekannter Weise ausgebildet sein.
-
Für die richtige Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist
jedoch wichtig, daß der Wickeldorn 4 den in Fig. 2 dargestellten keilartigen oder
tropfenförmigen Querschnitt aufweist. In Fig. 3 ist gezeigt, daß infolge der beim
Wickeln entstehenden unterschiedlichen Zugbelastung an der Schneide 4a des Wickeldorns
4 im Kunststoffprofilstrang hauptsächlich sich seitlich erstreckende Verdickungen
1o ausgebildet werden, ohne daß für diese Ausbildung besondere technische Mittel
notwendig sind.
-
Die erfindungsgemaße Vorrichtung enthält ein Verlegerad 6 und einen
dieses radial umschließenden Abdeckring 7, der im Bereich des Wickeldorns 4 eine
Ein- und Auslaßöffnung bildet, was insoweit noch an sich bekannt ist. Weiterhin
ist das Verlegerad 6 in an sich bekannter Weise in der Bewegungsrich tung des Behandlungsgutes
mit einer Heizstrecke 14 und einer
Kühlstrecke 21 ausgestattet,
wobei hinter letzterer die Abstreifvorrichtung 22 angeordnet ist.
-
In erfindungsgemäßer Weise erstreckt sich der WareneiShuf etwa radial
zum Verlegerad 6 und in Richtung der Achse des Wickeldornhalters 5. Zur funktionsrichtigen
Führung des Wikkelguts ist der Abdeckring 7 im Bereich des Wareneinlaufs mit einer
Krümmung 8 versehen, die in den zum Verlegerad 6 tangential und im Abstand zur Verlegeradmantelfläche
als Aufnahmeschlitz 9 sich erstreckt und mit dem nachgeordneten Steigungsstück 9a
in die Innenwand des Abdeckrings 7 übergeht. Zur funktionsrichtigen Führung des
Wickelguts ist der Wickeldorn 4 der Wickelvorrichtung beim Ausführungsbeispiel in
den Bereich des Aufnahmeschlitzes 9 bis knapp vor das Steigungsstück 9a geführt.
Diese weitgehende Führung durch den verlängerten Wickeldorn 4 ist jedoch kein zwingendes
Brfordernis. Es genügt, wenn der Wickeldorn 4 bis etwa in den Bereich der Krümmung
8 an der Führung des Wickelguts mit wirkt. Eine verkürzte Ausbildung des Wickeldorns
4 ist besonders angebracht, wenn die Verschlußgliederreihe über den Wickeldorn mit
einer Füllseele versehen werden soll.
-
Nach der Erfindung sind die Zähne des Verlegerads 6 mit einer unterschiedlichen
Zahnflankengestaltung in den als Bettung wirkenden Zahnlücken 12 ausgebildet. Wie
insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich ist, verlaufen die Zahnflanken zweier benachbarter
Zähne in dem gemäß den Fig. 1 und 5 an der vorderen Stirnseite des Verlegerads 6
liegenden vorderen Bereich 13a zueinander parallel und in einem Abstand, der etwa
der Stärke des Profilstrangmaterials entspricht. In dem an
der
hinteren Stirnseite des Verlegerads 6 gelegenen hinteren Bereich 13b verlaufen die
einander benachbarten Zahnflanken dagegen divergierend.
-
Zur Verbesserung der kanalartigen Führung des Wickelgutes sind beim
Ausführungsbeispiel der vorderen und der hinteren Stirnseite des Verlegerads 6 je
ein Kaliberring 16, bezw. 15 zugeordnet, durch welche die seitliche Erstreckung
der aus den Zähnen des Verlegerads 6 vorstehenden vorderen und hinteren Windungsteile
18, bezw. 20 des Wickelguts 11 bemessen werden, wie insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht.
-
Erfindungsgemäß ist am Ende der Heizstrecke 14 und vor dem Anfang
der Kühlstrecke 21 die Sonotrode 17 einer im Aufbau an sich bekannten Ultraschallbehandlungsvorrichtung
angeordnet. Die Sonotrode 17'arbeitet gemäß den Fig. 1 und 5 gegen die vordere Stirnseite
des Verlegerads 6, wobei das Verlegerad 6 als Amboß für die Beschallung wirkt. Beim
Ausführungsbeispiel ist die Wirkfläche der Sonotrode gegenüber der Stirnfläche des
Verlegerads 6 leicht unterschiedlich distanziert, so daß die Verf ormungswirkung
beim Durchlauf des Wikkelguts progressiv durchgeführt wird. Es ist außerdem Sorge
getragen, daß der äußere Kaliberring 16 im Bereich der Ultraschaliverformung durch
Verringerung seines Abstands von der vorderen Stirnseite des Verlegerads 6 der erzielten
Verformung zweckdienlich angepaßt ist.
-
Die erfindungsgemäße Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung wird
wie folgt erläutert:
Das vom Wickeldorn 4 ablaufende Wickelgut
11 wird im Bereich der Krümmung 8 des Abdeckrings 7 vom Wickeldorn 4 den Zahnlücken
12 des Verlegerads 6 so dargeboten, daß zuerst die dem Verlegerad 6 zugekehrten
Windungsschenkel des Wickelgutes 11 sich öffnen und mit den Lücken 12 des Verlegerades
6 verzahnen. Mit fortschreiteader Relativbewegung des Wickelgutes 11 wird durch
das Steigungsstück 9a des Aufnahmeschlitzes 9 die Einbettung des Wickelgutes 11
in das Verlegerad 6 beendet, wobei nunmehr im vorderen Bereich 13a der benachbarten
Zahnflanken 13 infolge der dort herrschenden parallelen und engen Zahnflankengestaltung
die hinter der schmalen vorderen Umkehrstelle 18 liegenden Teile der Windungsschenkel
übereinanderliegend gehalten werden. Hierbei verbleiben die beim Wickelvorgang entstandenen
Verdickungen lo auRerhalb des Raumes der Zahnlücken 12. Diese Verdickungen lo werden
von der vorderen Stirnfläche der Zähne des Verlegerads 6 hinter~ griffen und in
dieser Stellung durch die Heizstrecke 14 zwecks Bewirkung der Fixierung geführt.
Dabei wird das Wikkelgut 11 durch die Anlage der vorderen Umkehrstelle 18 am vorderen
Kaliberring 16 und die Anlage der hinteren Umkehrstelle 20 am hinteren Kaliberring15
kalibriert.
-
Beim Eintreffen am Ende der Heizstrecke 14 wirkt die Sonotrode 17
auf die Verdickungen 1o des Wickelgutes 11 ein. Infolge der engen Lagerung der an
die Verdickungen lo unmittelbar anschließenden Teile der Windungsschenkel in dem
durch die benachbarten Zahnflanken gebildeten vorderen Bereich 13a wirkt das Verlegerad
6 als Amboß für die Eltraschallbehandlung, da eine Verschiebung der Windungsteile
unter der Wirkung der Sonotrode 17 umso weniger möglich ist, als die
hinteren
Umkehrstellen 20 am hinteren Kaliberring 15 eine zusätzliche Widerlagerung finden.
Die von der Sonotrode 17 ausgeformten Kuppelköpfe 18 liegen mit ihren Kuppelnocken
19 auf der Längsachse a - a der Gliederreihe. Der Sicherung der ausgeprägten Form
dient die Anpassung des äußeren Kaliberrings 16 im Bereich der Kühlstrecke 21, an
deren Ende die Verschlußgliederreihe mittels einer an sich bekannten Abstreifervorrichtung
aus dem Verlegerad 6 entnommen wird, ohne daß hierbei noch Teilungs - bezw. Formänderungen
auf~ treten können.