DE3219038C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kegelförmigen Halters gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Selbstverständlich bezieht sich die Erfindung auch auf kegelstumpfförmige Halter, die man bei der Durchführung eines solchen Herstellungsverfahrens erhält.

In der DE-PS 5 46 312 ist ein Verfahren zur Herstellung von Papierhülsen mit Verstärkungskonus für die Textilindustrie beschrieben, bei dem zwei maschinell geschnittene Papierstreifen zur Herstellung einer Konushülse benötigt werden. Hierbei bildet ein Papierstreifen nach Aufwickeln eine Grundhülse, während ein anderer Papierstreifen am dickeren Ende der Grundhülse nachträglich außenseitig aufgewickelt wird, um einen Verstärkungskonus zu bilden. Abgesehen davon, daß zur Herstellung dieser Papierhülse zwei Papierstreifen erforderlich sind, die in zwei voneinander getrennten Arbeitsgängen nacheinander gefertigt bzw. zusammengefügt werden müssen, weist diese Papierhülse den Nachteil auf, daß nur das breitere Ende der konusförmigen Grundhülse mittels des Verstärkungskonus verstärkt ist, und zwar nicht einmal bis zur Hälfte der Gesamtlänge. Der übrige Teil der Grundhülse weist durchgängig eine konstante Wandstärke auf.

Außerdem ist in der DE-GM 17 81 016 eine Vorrichtung zum Wickeln von konischen Mänteln beschrieben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von kegelstumpfförmigen Haltern anzugeben, bei dem das erforderliche Ausgangsmaterial optimal ausgenutzt, der nicht zu vermeidende Materialabfall möglichst klein gehalten und das Verhältnis von Festigkeit/Gewicht optimiert werden soll.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst. Erfinderische Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zur Herstellung eines mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten kegelstumpfförmigen Halters ist nur ein einziger einstückiger Zuschnitt erforderlich, der in einem einzigen Arbeitsgang um einen Lehrdorn derart herumgewickelt wird, daß seine Wandstärke, beginnend am breiten unteren Ende des Kegelstumpfes, kontinuierlich proportional zum jeweiligen Durchmesser des Kegelstumpfes zum verjüngten oberen Ende desselben abnimmt.

Der auf diese Weise hergestellte konusförmige Halter weist eine über seine gesamte Länge etwa konstante Biege- bzw. Knickfestigkeit auf, obwohl die Anzahl der Wickellagen vom breiten unteren Ende zum verjüngten oberen Ende des Kegelstumpfes mit kontinuierlich kleiner werdendem Durchmesser desselben kontinuierlich abnimmt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 bis 4 den bekannten Stand der Technik,

Fig. 5 den idealen Zuschnitt in einer Ebene abgewickelt,

Fig. 6 bis 8 Ausgangsteile in Warenbreite, in die jeweils sichelförmige Zuschnitte, halbmondförmige Zuschnitte und kommaförmige Zuschnitte eingeschnitten sind, wobei alle drei Ausführungsformen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung bestimmt sind, und

Fig. 9 bis 11 schematische Ansichten zur Verdeutlichung des Wickelvorgangs bei den drei vorstehend genannten Formen der Zuschnitte sowie zur Verdeutlichung von drei Varianten von drei kegelstumpfförmigen Haltern, die man nach der Erfindung erhält, wobei man von Zuschnitten in Form einer Sichel, von Zuschnitten in Form eines Halbmonds und von Zuschnitten in Form eines Kommas ausgeht.

Auf dem Gebiet der Textilindustrie verwendet man heutzutage kegelstumpfförmige Halter, stumpfe und hohle Kegel, die als Wickel für Fäden oder Bänder dienen. Diese Halter zeichnen sich durch folgendes aus:

• a) unterschiedliche Größen hinsichtlich des Gewichts und den Abmessungen der Hauptseiten sowie ihres Querdruckwiderstandes und
• b) durch Endbearbeitungen, wie Falzen an ihrer Grundfläche und ihrer Spitze, ein evtl. Aufrauhen bzw. Schaben des Äußeren zur Verbesserung des Übergangs zwischen einer glatten Fläche und einer rauhen Fläche, die das Anbringen des Textilfadens mehr oder weniger begünstigen, wie ein evtl. Eindrücken ihrer Außenfläche, das Anbringen von Einschnitten, Nuten und/oder Perforierungen, das Anbringen wenigstens eines Schlitzes zur ersten Verankerung des Fadens oder des Bandes, Anbringen eines Filzteils usw.

In den Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnung sind eine perspektivische Ansicht und eine Axialschnittansicht eines kegelstumpfförmigen Halters, hergestellt nach der üblichen Weise, gezeigt, dessen Höhe mit h, der Radius in einem Punkt M irgendwo auf dem Kegelstumpf mit r und dessen Dicke des Hohlkegels mit e bezeichnet ist. In den Fig. 3 und 4 sind übliche Verfahrensweisen zur Herstellung solcher kegelstumpfförmiger Halter 1 gezeigt.

Bei diesen Verfahrensweisen wird, wie mit dem Pfeil 2 dargestellt, ein Ausgangsmaterial 3 mit Warenbreite aus Papier oder Karton, ausgehend von einer nicht gezeigten Lieferrolle, abgewickelt, und es werden polygonale, konkave Elemente 4 geschnitten, die im wesentlichen symmetrisch zur Längsachse 3′ des Ausgangsteils in Warenbreite sind und die alle die Form von Pfeilen haben, die aufeinanderfolgend Rand an Rand angeordnet sind. Schließlich sind zwei Hauptschnitte, wie rechts mit 5 und links mit 6 bezeichnet, erforderlich, die wiederholt jedesmal ausgeführt werden, um einen Pfeil zu bilden.

Diese beiden Schnitte 5 und 6 führen ihrerseits zu zwei Schnittstücken sowie im allgemeinen zu zwei Aufrauhungsvorgängen. Die beiden Schnittstücke führen ihrerseits zum Abfall an den Seitenpunkten des Pfeils, wie mit 7 rechts und mit 8 links bezeichnet ist, wenn die Hauptschnitte ausgeführt werden. Diese werden längs den Linien 9 und 10 ausgeführt. Zweckmäßigerweise wird das Ausgangsteil, in das der so begrenzte Pfeil eingeschnitten ist, vorab zwei Arbeitsgängen zum Aufrauhen längs den Längsrändern unterworfen, wobei ein Arbeitsgang auf der Innenfläche etwa auf einem Viertel der Breite durchgeführt wird, die sich in den ganzen zu dem Schnitt 10 zurückgesetzten Bereich 11 erstreckt und wobei ein weiterer Arbeitsgang auf der oberen Fläche etwa auf ein Viertel der Breite ebenfalls erfolgt, die sich in die ganze Zone 12 stromauf des Schnitts 9 erstreckt. Wenn der so zugeschnittene Pfeil auf sich selbst längs der Linie 10, die ebenfalls durch den Pfeil 13 dargestellt ist, gewickelt wird, verbessern die beim Aufrauhen entstandenen Bereiche hauptsächlich in Höhe der Zone 11 das Klebevermögen, wobei die Zone 11 der ersten Wicklung entspricht und schließlich wird auch das Klebevermögen in Höhe der Zone 12 verbessert, die der letzten Wicklung entspricht.

In anderen Worten werden bei jedem Zuschnitt 4, den man aus dem Ausgangsteil 3 in Warenbreite mit vier aufeinanderfolgenden Schnitten 5, 6, 9 und 10 erhalten hat und der auf der Außenfläche 11 zu Beginn des Zuschnitts und auf der Außenfläche 12 am Ende aufgerauht ist, weitere diverse Arbeitsgänge ausgeführt, bis man schließlich den gewünschten Kegelstumpf erhält. In diesem Zusammenhang ist insbesondere fogendes zu erwähnen:

• - ein Kleben der Außenfläche des Zuschnitts und sein gleichzeitiges Aufwickeln um einen Dorn in mehreren Windungen mit gleichzeitigem Beschneiden der Grundfläche und der Spitze beispielsweise mit Hilfe von zwei Messern und
• - Ausführen eines Trocknungsvorgangs und Durchführung der Endbearbeitungen, wie Falzen der Grundfläche und/ oder der Spitze des Kegelstumpfs 1, ein Aufrauhen der Außenfläche zur Verbesserung des späteren Haftens der Textilfäden und das Einschneiden eines Schlitzes bzw. einer Kerbe an der Grundfläche des Kegelstumpfs 1, um das Fadenende zu fixieren.

Beim bisherigen Verfahren ist folgendes erforderlich:

• 1) Entsprechend der Form des gewünschten abgewickelten Kegelstumpfs 14 (Fig. 4) führt man wenigstens vier Schneidvorgänge an dem Ausgangsteil 3 in Warenbreite aus, von denen die zwei Hauptschnitte wiederholt bei 5 und 6 zur Bildung des Zuschnitts durchgeführt werden und wobei die beiden Schnitte 9 und 10 zu zwei ersten Materialverlusten in Höhe der Spitzen 7 und 8 jeweils führen;
• 2) beim Beschneiden der Grundfläche und der Spitze des Kegelstumpfs zur Bildung des Zuschnittes werden zwei weitere sehr wichtige Teile des Ausgangsmaterials aus Papier oder Karton entfernt, die unter Bezugnahme auf Fig. 4 den schraffierten Flächen 15 und 16 entsprechen, die zwischen den gekrümmten Konturen des Kegelstumpfs begrenzt werden, die in Wirklichkeit die nutzbare Fläche des Zuschnitts bilden, und die andererseits jeweils von dem unteren Querrand 17 und dem oberen Querrand 18 des Pfeils begrenzt werden.

Als Materialabfall ergibt sich hieraus folglich das Verhältnis zwischen den Gewichten des erforderlichen Papiers und den Gewichten des fertiggestellten Kegelstumpfs als ein Wert in der Größenordnung von 1,65, der einer Materialabfallmenge in der Größenordnung von 40% entspricht.

Ferner werden bei dem zuvor beschriebenen üblichen Herstellungsverfahren kegelstumpfförmige Halter hergestellt, deren Dicke e konstant ist, was darauf zurückzuführen ist, daß an der Grundfläche und an der Spitze eine gleiche Anzahl von Materialwindungen vorhanden sind. Hierbei ergibt sich eine Überdimensionierung der Dicke in Höhe der Spitze des kegelstumpfförmigen Halters 1.

Auch weiß man, daß Halter in Form von Kegelstumpfen unter gleichmäßigem Querdruck arbeiten, wenn sie mit einem Textilfaden umwickelt sind, und man weiß auch, daß zur Erzielung eines gleichen Widerstands über die ganze Erzeugende des Kegelstumpfs physikalisch gesehen die Dicke des konischen Halters proportional zum Durchmesser sein sollte.

Die Beanspruchungen in einem Punkt M einer Erzeugenden des Kegelstumpfes 1 (s. Fig. 2), auf dem die Beanspruchungen infolge des Aufwickelns des Fadens auf den Kegelstumpf gleichmäßig verteilt sind, sind proportional zu dem Verhältnis , wobei mit p der wirksame Druck bezeichnet ist.

Wenn wie bei dem üblichen Konus die Dicke e konstant ist, so ergibt sich, daß die Beanspruchungen an der Grundfläche stärker als an der Spitze des Kegelstumpfs 1 sind, da der Kegelstumpf gleichzeitig selbstverständlich so dimensioniert ist, daß er den maximalen Beanspruchungen standhalten kann, die an der Grundfläche auftreten, so daß man eine große Materialüberschußmenge an der Spitze hat.

Schließlich sind die heutzutage zur Herstellung von solchen kegelstumpfförmigen Haltern verwendeten Maschinen größtenteils so ausgelegt, daß sie mechanische Bewegungen ausführen, insbesondere jene Maschine oder jene Maschinen, die vier Schnitte pro Zuschnitt ausführen müssen. Daher ist auch die Produktionsleitung derartiger Maschinen Beschränkungen unterworfen.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, ein Verfahren zur Herstellung von kegelstumpfförmigen Haltern anzugegeben, bei dem in starkem Maße der Materialabfall reduziert wird und mit dem sich kegelstumpfförmige Halter herstellen lassen, die ein äußerst günstiges Verhältnis von Widerstand/Gewicht haben, wobei die Produktionsleistung optimiert werden soll.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine kegelstumpfförmige Struktur in einer konstanten Trägheit zu schaffen. Hierzu ist die Bedingung r/e = konstant zu berücksichtigen, die impliziert, daß eine Dicke e an der Grundfläche größer als an der Spitze des Kegelstumpfs 1 ist (wie dies in gebrochenen Linien in der mittleren Hälfte von Fig. 2 dargestellt ist). Der Zuschnitt hat solche Konturen und eine solche Ausrichtung relativ zur Abwickelrichtung des Ausgangsmaterials in Warenbreite aus Papier, daß man eine günstigere, insbesondere maximale Ausnutzung des Ausgangsmaterials erreicht.

Nach der Erfindung wird dieses Ziel beim Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß der Zuschnitt zur Bedeckung auf den Dorn in Form einer spiralförmigen Anordung derart gewickelt wird, daß am unteren größeren Teil des Dorns eine wesentlich größere Anzahl von Windungen als am sich verjüngenden oberen Teil übereinandergelegt wird.

Bei dieser Auslegung wird insbesondere erreicht, daß der Materialabfall reduziert wird und daß man eine kegelstumpfförmige Struktur mit einer konstanten Trägheit hat.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung, bei der man den an sich bekannten Arbeitsgang zur wiederholten Ausführung des Zuschneidens des Zuschnitts in Querrichtung des Ausgangsmaterials unter Bildung von benachbarten Bändern, die an ihren gekrümmten Querrändern nebeneinanderliegen, anwendet, wozu man beispielsweise ein Schneidwerkzeug, wie ein drehbares Messer, einsetzt, ist die Auslegung derart getroffen, daß die oberen und inneren gekrümmten Ränder parallele Kreisbögen sind.

Hierbei sind die Kreisbögen entweder auf dem äußeren Längsrand des Ausgangsmaterials oder auf der Längsachse des Ausgangsmaterials oder zwischen dieser Längsachse und dem äußeren Rand des Ausgangsmaterials und vorzugsweise in der Nähe der Achse zentriert.

Der Kreisbogen hat vorzugsweise einen Radius für jeden gekrümmten Schnitt, der eine Tangente an den inneren Längsrand des Ausgangsmaterials bildet.

Der Zuschnitt wird dann auf den Dorn aufgewickelt, indem man mit der inneren Spitze beginnt und indem man derart vorgeht, daß jede Gerade, die auf dem abgewickelten Zuschnitt durch den Mittelpunkt des Kreisbogens geht und parallel zur Längsachse des Ausgangsmaterials ist, mit einer Erzeugenden des kegelförmigen Dorns zusammenfällt.

Gemäß einer ersten Variante schneidet man in das Ausgangsmaterial Zuschnitte ein, die die allgemeine Form von Sicheln haben, die symmetrisch bezüglich der Längsachse des Ausgangsmaterials sind. Jeder Zuschnitt in Form einer Sichel ist zwischen zwei Kreisbögen begrenzt, deren Mittelpunkte sich auf der Längsachse des Ausgangsmaterials befinden und deren Durchmesser identisch und gleich der Breite des Ausgangsmaterials sind.

Bei einer zweiten Verwirklichungsvariante schneidet man in das Ausgangsmaterial Zuschnitte ein, die die allgemeine Form von Halbsicheln haben. Jeder Zuschnitt ist dann zwischen zwei Kreisbögen begrenzt, die auf dem äußeren Längsrand des Ausgangsmaterials zentriert sind und einen gleichen Radius haben, der gleich der Breite des Ausgangsmaterials ist.

Bei einer Zwischenlösung werden in das Ausgangsmaterial Zuschnitte in der allgemeinen Formel von Kommata eingeschnitten. Jeder Zuschnitt ist zwischen zwei Kreisbögen begrenzt, die auf einer Geraden parallel zur Längsachse des Ausgangsmaterials zentriert sind, die sich zwischen der Achse und dem äußeren Rand des Ausgangsmaterials befindet. Die beiden Kreisbögen haben einen gleichen Radius, der gleich dem Abstand ist, der die Gerade von dem inneren Längsrand des Ausgangsmaterials trennt. Während des Aufwickelns unter Verwirklichung einer Überdeckung in Form einer spiralförmigen Anordnung einer der vorstehend genannten Zuschnitte schneidet man einen kleinen Materialüberschuß an der Spitze des Zuschnittes ab und gegebenenfalls auch an der Grundfläche des Zuschnittes, beispielsweise mit Hilfe eines Fächers mit zwei Messern. Der Materialabfall reduziert sich hierbei auf einen sehr kleinen Prozentsatz, bezogen auf das nutzbare Material, und er ist bei einer Abwicklung des zu verwirklichenden Kegelstumpfs in eine Ebene auf die obere Querbegrenzung des Zuschnittes auf den Treffbereich mit der Geraden beschränkt, die in Längsrichtung verläuft, und auf der sich alle Mittelpunkte der Kreisbögen befinden, die bei den aufeinanderfolgenden Schnitten in Querrichtung gebildet werden.

Zusammenfassend gibt die Erfindung drei Verwirklichungsvarianten für den Zuschnitt an, wobei sehr ähnliche Schneidvorgänge ausgeführt werden, und zwar entweder in Form von Sicheln, die sich von einem zum anderen Längsrand des Ausgangsmaterials erstrecken oder eine in Querrichtung begrenzte Form haben, und zwar in Form von Halbsicheln, bei der die Begrenzung mit der Längssymmetrieachse der Kreisbögen zusammenfällt oder in Form eines Kommas, bei der die Begrenzung in der Nähe der Symmetrieachse ist.

Die so ausgehend von den zuvor beschriebenen Zuschnitten hergestellten kegelstumpfförmigen Halter weisen daher einen optimalen Widerstand über die gesamte Höhe auf, und man erhält eine bessere Arbeitsleistung, da sich die Schneidvorgänge in Form von Kreisbögen sehr einfach ausführen lassen und hinsichtlich ihrer Anzahl verringert sind, nur ein Schneidvorgang pro Zuschnitt (anstelle von vier beim Stand der Technik) und daß sich ein extrem verminderter Materialverlust ergibt, der kleiner als 5% ist.

Selbstverständlich bezieht sich die Erfindung auch auf einen kegelstumpfförmigen Halter, der sich mit Hilfe der vorstehend genannten Verfahrensweisen herstellen läßt, und der sich dadurch auszeichnet, daß er von einem massiven, hohlen Kegelstumpf gebildet wird, den man dadurch erhält, daß das spiralförmige Band des Ausgangsmaterials unter Bedeckung auf sich selbst gewickelt wird, und daß die Dicke kontinuierlich von der Grundfläche zur Spitze des kegelstumpfförmigen Halters derart abimmt, daß man eine quasi konstante Trägheit in jeder Höhe des Halters erhält.

Bei einer ersten Variante weist das spiralförmig unter Bildung einer Überdeckung auf sich selbst gewickelte Band des Ausgangsmaterials auf seiner Innenfläche eine spiralförmig verlaufende Verbindungslinie und auf seiner Außenfläche eine gerade Verbindungslinie auf, die sich bei der Herstellung, ausgehend von einem Zuschnitt in Form einer Halbsichel längs einer Erzeugenden oder bei der Herstellung, ausgehend von einem Zuschnitt in Form eines Kommas geringfügig gekrümmt, erstreckt.

Bei der Herstellung, ausgehend von einem Zuschnitt in Form einer Sichel, weist das spiralförmig unter Bildung einer Überdeckung auf sich selbst gewickelte Band aus dem Ausgangsmaterial hingegen auf seiner Innenfläche eine spiralförmig verlaufende Verbindungslinie auf, die in mathematischer positiver Richtung ansteigt, und auf seiner Außenfläche eine weitere ebenfalls spiralförmig verlaufende Verbindungslinie auf, die in mathematisch positiver Richtung abfällt.

In Fig. 5 ist die Gestalt 19 eines idealen Zuschnitts gezeigt, d. h. eines solches Zuschnitts, der eine Struktur hat, bei der r/e = konstant ist. Ein solcher Zuschnitt läßt sich mit Vorteil verwenden, wenn man eine Anzahl von Windungen oder Umdrehungen bei der Wicklung um den Dorn haben will, die in jeder Höhe zwischen der Grundlinie bis zur Spitze des Kegelstumpfs proportional zum Durchmesser des Kegelstumpfes sind. Schematisch gesehen weist dieser ideale Zuschnitt eine Kontur auf, die einen geradlinigen Teil 20, der den Anfang der Wicklung bildet, und drei Kreisbögen 21, 22, 23 umfaßt, die in der dargestellten Weise angeordnet sind, wobei die Bögen 21 und 23 konzentrisch sind und jeweils die zukünftige Grundfläche und die zukünftige Spitze begrenzen.

Wie man sieht, ist es im Hinblick auf die industrielle Anwendung, bei der man die Zuschnitte 19 Rand an Rand gestapelt einen nach dem anderen zur weitgehenden Reduzierung des Materialabfalls aneinanderlegen möchte, erforderlich, den Verlauf von wenigstens einem der drei Kreisbögen geringfügig abzuändern, vorzugsweise den Verlauf der oberen Kontur 22 des Zuschnitts 19, und zwar derart, daß man die Form des Zuschnitts 24 von Fig. 7 erhält, die "halbsichelförmig" ist und in gleicher Weise zum geradlinigen Rand 20 in der Weise, daß man die Form der Zuschnitte 25 von Fig. 6 erhält, die "sichelförmig" ist.

Bei einer Zwischenauslegungsform, bei der die Symmetrie der Halbsichelform 24 bezüglich des geradlinigen Randes 20 durch eine Gerade parallel zum Rand 20 unterbrochen ist, erhält man die Form von Zuschnitten 26 gemäß Fig. 8, die "strichpunktförmig" ist.

Das Verfahren nach der Erfindung besteht zuerst darin, in dem Ausgangsteil 3 in Warenbreite wiederholt derartige Zuschnitte einzuschneiden. Hierzu verwendet man beispielsweise ein drehbares Messer, dessen Aufgabe es ist, einen einzigen Schnitt längs eines Kreisbogens mit einem Radius auszuführen, der durch die Mitte der Achse bestimmt ist, um die sich das drehbare Messer dreht.

Bei symmetrischen Zuschnitten 25 in Sichelform schneidet man wiederholt das Ausgangsmaterial 3 in Warenbreite an Kreisbögen 27, 27′, 27′′ und 27′′′ durch, die mittig zur Längsachse 28 des Ausgangsmaterials in Warenbreite sind und die einen konstanten Durchmesser haben, der gleich der Breite des Ausgangsteils ist.

Nach dem Schnitt 27 wird das Ausgangsteil in Warenbreite in Richtung des Pfeils 29 um eine Strecke vorgeschoben, die gleich einem Schritt ist, d. h. um einen Abstand, der die oberen und unteren parallel krummlinigen Ränder des Zuschnitts trennt, und dann erfolgt ein neuer Schneidvorgang 27′. Im Anschluß daran wird das Ausgangsteil in Warenbreite wiederum um den Schrittwert vorgeschoben, und es erfolgt ein neuer krummliniger Schnitt 27′′ usw.

Bei den Zuschnitten 24 mit Halbsichelform führt man wiederholt Schnitte an dem Ausgangsteil 3 in Warenbreite längs Kreisbögen 30, 30′, 30′′ aus, die mittig zum Rand 20 sind, der mit dem äußeren Rand 31 des Ausgangsteils zusammenfällt. Der Radius der Bögen 30, 30′, 30′′ ist konstant und gleich der Breite des Ausgangsteils 3.

Wie vorstehend im Zusammenhang mit dem Beispiel der Zuschnitte in Sichelform erläutert worden ist, wechselt das Arbeiten des drehbaren Messers zur Ausführung eines Schnittes, wie den Schnitt 30, mit einem Arbeitsgang zum Vorschieben des Ausgangsteils in Warenbreite in Richtung des Pfeils 29 ab, wobei die Vorschubbewegung um einen Wert erfolgt, der gleich dem Schnitt P ist.

Bei den Zuschnitten 26 mit Kommaform schließlich wird das Ausgangsteil 3 in Warenbreite längs Kreisbögen 32, 32′, 32′′, 32′′′ geschnitten, die mittig zu einer Geraden 33 sind, die parallel zum äußeren Rand 31 und diesem benachbart ist. Der Radius der Kreisbögen 32, 32′, 32′′und 32′′′ ist konstant und gleich dem Abstand, der die Gerade 33 von dem unteren Rand 34 des Ausgangsteils trennt.

Wie bei den beiden zuvor beschriebenen Beispielen wechselt jeder Arbeitsgang für einen kreisförmigen Schneidvorgang, wie der Schneidvorgang 32, mit einem Arbeitsgang zum Vorschieben des Ausgangsteils 3, in Richtung des Pfeils 39 um einen Wert P ab, der gleich dem Schritt der zu verwirklichenden Form ist.

Beim Verfahren nach der Erfindung werden die Zuschnitte 24 oder 25 oder 26 anschließend sich selbst überdeckend in spiralförmiger Anordnung auf einen Dorn in Form eines Kegelstumpfs (nicht dargestellt) gewickelt, wobei am unteren großen Teil dieses Dorns eine größere Anzahl von Windungen als im oberen sich verjüngenden Teil des Dorns übereinandergelegt wird.

Gleichzeitig mit dem Wicklungsvorgang erfolgt ein Kleben in der Form, daß die Windungen auf den bereits aufgewickelten Windungen haften und daß man einen Zusammenhalt bei dem zu bildenden kegelstumpfförmigen Halter erhält.

Zur Ausführung des Vorgangs, bei dem der Zuschnitt auf sich selbst gewickelt wird, verwendet man beispielsweise eine Greif- und Führungseinrichtung, wobei die Greifeinrichtung die innere vorgeschobene Spitze 35 des Zuschnitts 24 oder 25 oder 26 ergreift und diesen unter Führung der Basis des Wickeldorns zuleitet.

In diesem Zusammenhang sind zwei Vorbemerkungen zu berücksichtigen:

• - die vorgeschobene innere Spitze 35 wird bei jedem Zuschnitt unabhängig von seinem Typ dadurch gebildet, daß der Schnitt in Kreisbogenform 27, 30 oder 32 tangential zum inneren Längsrand 34 verläuft, von dem aus sich bei jedem Schnitt ein erster sehr kleiner Materialabfall ergibt, der der Fläche 36 entspricht, die auf jedem Zuschnitt von dem vorausgehenden Schnitt bis zum Tangentenpunkt 37 und dem gerade auszuführenden Schnitt bis zum Tangentenpunkt 38 mit dem inneren Rand 34 begrenzt wird;
• - die Spitze 35 bildet den Ausgang der Wicklung des Zuschnitts 24, 25 oder 26 auf sich selbst, und das Ende dieser Wicklung wird von dem äußeren Rand 31 gebildet, dessen Innenfläche aus diesem Grunde zweckmäßigerweise aufgerauht sein sollte, um eine Überdicke auf dem äußeren Rand zu vermeiden.

Der Wickelvorgang eines Zuschnitts auf den Dorn, ausgehend von seiner inneren Spitze 35, erfolgt progressiv mit Hilfe einer Führung in der Form, daß der krummlinige untere Rand des Zuschnitts, d. h. sein konvexer Rand, in der Nähe der Basis des Wickeldorns bleibt.

Unter diesen Bedingungen fällt die Gerade, die mit 28, 20, 33 auf dem abgewickelten Zuschnitt in Sichelform, in Halbsichelform oder in Kommaform bezeichnet ist, durch den Mittelpunkt des Kreisbogens für die Schneidvorgänge 27, 30, 32 geht und parallel zur Verschiebungsrichtung 29 des Ausgangsteils ist, mit einer Erzeugenden des Wickeldorns zusammen.

Beim Zuschnitt 24 in Form einer Halbsichel erhält man somit eine spiralförmige innere Wicklung 39 (Fig. 10) mit einer äußeren Überdeckung, die mit einer geraden Verbindungslinie 40 endet, die einer Erzeugenden des erhaltenen kegelstumpfförmigen Halters 1 folgt. Diese Linie 40 entspricht dem geradlinigen Teil 20 des in einer Ebene abgewickelten Zuschnitts, d. h. dem äußeren Längsrand 31 des Ausgangsteils, auf dem sich die Mittelpunkte der verschiedenen Schnitte 30, 30′ und 30′′ befinden.

Bei dem Zuschnitt 25 in Form einer Sichel erhält man eine spiralförmige innere identische Wicklung 41 (Fig. 9), die beispielsweise in mathematisch positiver Richtung ansteigt und eine spiralförmige äußere Wicklung 42, die bei diesem Ausführungsbeispiel in mathematisch positiver Richtung abfällt.

Diese doppelte spiralförmige Windung hängt mit der Symmetrie des Zuschnitts 25 zusammen, die man sich vorstellen kann, wenn man zwei Zuschnitte 24 in Halbsichelform symmetrisch vereint.

Bei der Bildung eines kegelstumpfförmigen Halters 1 aus einem Zuschnitt 26 in Form eines Kommas (Fig. 11) führt zu einem Ergebnis, das zwischen den Ausbildungsformen nach den Fig. 9 und 10 liegt, da man sich die Form des Zuschnitts in Form eines Kommas so vorstellen kann, daß es eine Variante in Verlängerung des Zuschnitts in Form einer Halbsichel oder ein Schnitteil des Zuschnitts in Form einer Sichel ist.

Der Aufbau, ausgehend von dem Zuschnitt 26, führt ebenfalls zu einer inneren spiralförmigen Wicklung 43, die absolut an ihrer Verbindungslinie mit den spiralförmigen Windungen 39 und 41 identisch ist, und die äußere Wicklung endet hierbei mit einer charakteristischen Verbindungslinie, d. h. mit einer geringfügig gekrümmten Linie 44, die geringfügig von links nach rechts abfällt, wenn die Wicklung in mathematisch positiver Richtung erfolgt.

Die drei Formen der Zuschnitte 24, 25 und 26, die von der Idealform 19 abgeleitet sind, ermöglichen ein Aneinanderlegen der Zuschnitte mit Umschließung aufeinanderfolgend bei ihrer Bildung aus dem Ausgangsteil 3 in Warenbreite, wobei geringfügige Nachteile im Vergleich zur Idealform in Kauf zu nehmen sind, die mit der konkreten Ausbildungsform zusammenhängen.

Der aus einem Zuschnitt in Form einer Halbsichel erhaltene kegelstumpfförmige Halter weist eine innere spiralförmige Verbindungslinie, die sich nicht aufrauhen bzw. abschaben läßt, was aber keinesfalls ein Hindernis darstellt und eine äußere gerade Verbindungslinie auf, die kurz ist und die sich sehr schwer aufrauhen bzw. abschaben läßt, um eine Materialüberdicke zu vermeiden.

Nach einem Aufrauhen bzw. Abschaben ist folglich aber kein Unterschied bei der äußeren Fläche zu erkennen. Dennoch weist dieser Typ des kegelstumpfförmigen Halters einen geringfügigen Nachteil auf: sein Widerstand an der Grundlinie ist ein wenig schwach, und man sollte folglich daher ein ausreichend starkes Papier anwenden, das aber billiger als ein Papier mit einem kleineren Flächengewicht ist.

Der aus einem Zuschnitt in Form einer Sichel erhaltene kegelstumpfförmige Halter weist innere und äußere Verbindungslinien in Form einer Spirale auf, so daß man sechs Windungen an der Grundlinie bei zwei Windungen an der Spitze hat.

Der Widerstand an der Grundlinie ist daher ausgezeichnet, und das verwendete Papier kann ein geringeres Flächengewicht haben, das in der Größenordnung von 250 g/m² beispielsweise liegt.

Andererseits hat dieser Typ des Halters infolge des äußeren Zustands des Kegelstumpfs einen Nachteil, da sich die spiralförmig verlaufende Verbindungslinie 42 schwieriger aufrauhen bzw. abschaben läßt.

Die Ausbildungsvariante eines kegelstumpfförmigen Halters, hergestellt aus einem Zuschnitt in Form eines Kommas, bildet hinsichtlich der Konstruktion einen Kompromiß zwischen den beiden zuvor beschriebenen kegelstumpfförmigen Haltern. Daher lassen sich die Vorteile und Nachteile dieser Halter leichter bei der Herstellung, ausgehend von einem Zuschnitt in Form eines Kommas, steuern. Insbesondere bildet der Abstand, der den äußeren Rand 31 von den Mittellinien 33 trennt, im Hinblick auf die Wahl der Qualität des zu verwendenden Papiers, d. h. seines Flächengewichts, und der Qualität der Fläche des Halters nach dem Aufrauhen eine wichtige Einflußgröße.

Dennoch bleibt festzuhalten, daß die in Kauf zu nehmenden Nachteile im Vergleich zu den Vorteilen der Erfindung weitgehend vernachlässigbar sind.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die zu jeder Verwirklichung des Zuschnitts erforderliche Anzahl von Schnitten durch vier geteilt wird und daß ferner der kreisförmige Schnitt für die Zuschnitte nach der Erfindung anstelle von vier geradlinigen Schnitten bei den Zuschnitten der üblichen Art eine Optimierung der Leistung bei allen Schneidmaschinen ermöglicht.

Wenn man ferner berücksichtigt, daß beim Stand der Technik eine perfekte Feinbearbeitung an der Grundseite und an der Spitze des kegelstumpfförmigen Halters während seiner Herstellung erforderlich ist, so ist erkennbar, daß die dem oberen und dem unteren Rand gegebene ideale gekrümmte Form der Zuschnitte in starkem Maße den Materialabfall verringert.

Der Schnitt mit Hilfe von zwei Messern, die der Grundfläche und der Spitze des kegelstumpfförmigen Halters zugeordnet sind, führt zu einem Materialabfall, der in Anbetracht des zu verwirklichenden und in einer Ebene abgewickelten Kegelstumpfs an seinen Querrändern in den Treffbereichen mit der Geraden, 28 bzw. 20 und 33 begrenzt ist, auf der sich die Mittelpunkte der Kreisbogen befinden, die die aufeinanderfolgenden transversalen Schnitte, wie 27, für den Zuschnitt in Form einer Sichel, 30 für den Zuschnitt in Form einer Halbsichel und 32 für den Zuschnitt in Form eines Kommas bilden.

Auch ist noch zu präzisieren, daß die perfekte Ausrichtung des unteren Randes des Zuschnittes mit der Basis des Dorns dazu führt, daß der Materialabfall in Höhe des unteren Querrandes fehlt.

Der Abfall läßt sich als die Zone annehmen, die in den Fig. 6 bis 8 mit 45 bezeichnet und schraffiert dargestellt ist. Diese Zone, die sich unter dem gekrümmten konkaven Rand des Zuschnitts an seinem unteren Bereich befindet und sich bis zu einem Kreisbogen 46, der auf der gleichen Linie, 28, 20 oder 33 zentriert ist, erstreckt und einen wesentlich kleineren Radius hat, als wenn man die Schnitte jeweils von 27, 30 und 32 ausgehend führt.

Bei allen von der Anmelderin ausgeführten Versuchen, ausgehend von einem Zuschnitt in Form einer Sichel, eines Zuschnitts in Form einer Halbsichel oder eines Zuschnitts in Form eines Kommas, ist die Materialabfallmenge im wesentlichen konstant und liegt zwischen 2 und 5%, wodurch verdeutlicht werden kann, daß das Papier in Warenbreite optimal ausgenutzt wird.

Diese Abfallmenge umfaßt selbstverständlich auch die Fläche 36, deren Entstehung während des Schnitts in der vorstehenden Beschreibung bereits erläutert worden ist.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß bei der Verwendung einer der drei Formen für den Zuschnitt nach der Erfindung ermöglicht wird, daß man kegelstumpfförmige Halter erhält, deren Anzahl von Windungen von der Grundfläche zur Spitze abnimmt.

Wenn es erwünscht ist, mit einem Papier mit geringerem Flächengewicht zu arbeiten, so verwendet man vorzugsweise den Zuschnitt in Form einer Sichel, der das größte Verhältnis zwischen der Anzahl der Windungswicklungen an der Grundfläche und der Anzahl der Windungswicklungen an der Spitze und daher einen maximalen Widerstand hat.

Die Herstellung des Halters, ausgehend von einem Zuschnitt in Form eines Kommas, der im Hinblick auf die Verwendung eines Papiers mit geringem Flächengewicht weniger günstig ist, ist jedoch im Hinblick auf die Qualität der abschließenden Endbearbeitung durch Aufrauhen bzw. Schaben der gekrümmten Verbindungslinie sehr vorteilhaft. Man erhält eine besser aussehende Oberfläche, wenn man von einem Zuschnitt in Form einer Halbsichel ausgeht und voraussetzt, daß man ein Papier mit einem geringfügig größeren Flächengewicht verwendet.

Wie bei den üblichen Techniken beispielsweise zur Herstellung von kegelstumpfförmigen Haltern sollte der Herstellungsvorgang zweckmäßigerweise am Schluß beispielsweise durch folgendes beendet werden:

• - ein Falzen der Spitze und/oder der Grundfläche nach innen unter Bildung einer Krempe, die ein zusätzliches Verstärkungselement bildet und die aufgrund ihrer sehr großen Glätte das Abwickeln des Fadens oder des Textilbandes verbessert, das auf dem Halter aufgewickelt ist und die auf jeden Fall verhindert, daß der Faden oder das Band hängenbleibt,
• - das Vorsehen eines Einkerbungsschlitzes zum leichten Anbringen des Endes des Fadens oder des Textilbandes vor dem Aufwickelvorgang auf den kegelstumpfförmigen Halter und
• - ein Aufrauhen der Außenfläche, die neben der Beseitigung von evtl. Überdicken und der Verbesserung des Aussehens der Qberfläche durch Beseitigung der Verbindungslinien 40, 44 und 42 auch in jedem Fall die Haftung des Fadens oder des Textilbandes auf dem kegelstumpfförmigen Halter verbessert.

Selbstverständlich ist die Erfindung weder auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele noch auf die Anwendungsbeispiele beschränkt, und man kann in mehrerlei Hinsicht Veränderungen vornehmen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, so daß man auch geringfügig abweichende Ausbildungsformen für einen Zuschnitt zur Herstellung eines kegelstumpfförmigen Halters erhält, wenn man berücksichtigt, daß die Dicke kontinuierlich von der Grundfläche zur Spitze abnimmt und wenn man die Bedingung berücksichtigt, daß r/e = konstant ist, durch die jegliche Überdimensionierung der Dicke vermieden wird.

So gibt es auch mehrere Werkzeuge für die Durchführung des Schnitts und für die Formgebung des Zuschnitts zur Bildung eines Kegelstumpfes: das erste Werkzeug kann eine Papierschneidemaschine, eine Rolle, eine Schere, ein Messer oder ein anderes Trennwerkzeug sein, das drehbar ist oder nicht, wobei ein solches Werkzeug das beispielsweise in der Beschreibung erwähnte drehbare Messer ersetzt; das zweite kann ein stopfenförmiges Teil sein, auf dem als Wickeldorn kontinuierlich die Spitze 35 und dann der anschließende Teil des Zuschnitts gewickelt wird, wobei eine Ansaugung mit Hilfe eines hohlen Dorns erfolgen kann, indem man im Innenraum des Dorns einen Unterdruck erzeugt oder wobei der Zuschnitt bewegt und auf dem Dorn durch mehrere Luftstrahlen gehalten wird, oder wobei Bürsten vorgesehen sind, die sich drehen und die gleichzeitig einen Kleberauftrag ermöglichen. Eine solche Vorrichtung kann dann zweckmäßigerweise die Greif- und Führungseinrichtung ersetzen, die in der Beschreibung zuvor als Beispiel erwähnt ist.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung eines kegelstumpfförmigen Halters, insbesondere für Faden- und/oder Textilbandwickel, bei dem auf einen konischen Dorn Zuschnittmaterial aus Papier oder Karton gewickelt wird, das zuvor derart zugeschnitten ist, daß es - in die Ebene abgewickelt - die Mantelfläche eines geraden Kegelstumpfes enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuschnittmaterial ein einstückiger Zuschnitt ist, der in kontinuierlichen, sich teilweise überlappenden spiraligen Windungen über die ganze Länge bzw. Höhe des Dorns um diesen derart herumgewickelt wird, daß die Anzahl der übereinander liegenden Wickellagen zwischen dem breiten unteren Ende und dem verjüngten oberen Ende des kegelstumpfförmigen Halters proportional zum jeweiligen Durchmesser des Kegelstumpfes abnimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einstückige Zuschnitt mit wenigstens einer Spitze versehen und beginnend mit dieser Spitze in kontinuierlichen, sich teilweise überlappenden spiraligen Windungen über die ganze Länge bzw. Höhe des Dorns um diesen herumgewickelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ferner als bekannter Schritt Zuschnitte wiederholt in das Ausgangsteil mit Warenbreite in Form von benachbarten und mit ihren quer verlaufenden und gekrümmten Rändern nebeneinander liegenden Bändern geschnitten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittlinien in das Ausgangsteil für die Zuschnitte so ausgebildet sind, daß die oberen und unteren gekrümmten Ränder parallele Kreisbögen sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisbögen entweder auf dem äußeren Längsrand des Ausgangsteils oder auf der Längsachse des Ausgangsteils oder zwischen dieser Längsachse und dem äußeren Rand des Ausgangsteils oder vorzugsweise in der Nähe der Achse zentriert sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisbogen einen solchen Radius hat, daß jeder gekrümmte Schnitt eine Tangente an den inneren Längsrand des Ausgangsteils bildet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man den Zuschnitt auf den Dorn wickelt, indem man mit der inneren Spitze beginnt, und daß man berücksichtigt, daß die Gerade, die auf dem abgewickelten Zuschnitt durch die Mitte des Kreisbogens geht und parallel zur Längsachse des Ausgangsteils ist, mit einer Erzeugenden des konischen Dorns zusammenfällt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man in das Ausgangsteil für die Zuschnitte allgemein in Form von Sicheln schneidet, die zur Längsachse des Ausgangsteils symmetrisch sind, und daß jeder Zuschnitt in Form einer Sichel zwischen zwei Kreisbögen begrenzt wird, deren Mittelpunkte sich auf der Längsachse des Ausgangsteils befinden und deren Durchmesser identisch und gleich der Breite des Ausgangsteils sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man in das Ausgangsteil Zuschnitte in der allgemeinen Form von Halbsicheln einschneidet und daß jeder Zuschnitt zwischen zwei Kreisbögen begrenzt ist, die auf dem äußeren Längsrand des Ausgangsteils zentriert sind und einen gleichen Radius haben, der gleich der Breite des Ausgangsteils ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man während der Wicklung und bedeckenden Anordnung in Form einer spiralförmigen Anordnung einen geringfügigen Materialüberschuß an der Spitze und an der Grundfläche des Zuschnitts beispielsweise mit Hilfe von zwei Messern abschneidet, und daß sich der Materialabfall auf einen kleinen Prozentsatz beläuft, bezogen auf das nutzbare und durch den oberen Querrand in der Verbindungszone mit der Längsgeraden begrenzte Material, auf der aufeinanderfolgend die Mittelpunkte der Kreisbögen für die transversalen Schnitte angeordnet sind, wenn der zu verwirklichende Kegelstumpf in einer Ebene abgewickelt ist.

10. Kegelstumpfförmiger Halter, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er von einem massiven, hohlen Kegelstumpf gebildet wird, den man dadurch erhält, daß das spiralförmige Band des Ausgangsmaterials unter Bedeckung auf sich selbst gewickelt wird, und daß die Dicke kontinuierlich von der Grundfläche zur Spitze des kegelstumpfförmigen Halters derart abnimmt, daß man eine quasi konstante Trägheit in jeder Höhe des Halters erhält.

11. Kegelstumpfförmiger Halter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Band des Ausgangsmaterials, das spiralförmig auf sich selbst unter Überdeckung gewickelt ist, auf seiner Innenfläche eine spiralförmige Verbindungslinie und auf seiner Außenfläche eine gerade Verbindungslinie aufweist, die sich längs einer Erzeugenden bei der Herstellung des Halters ausgehend von einem Zuschnitt in Form einer Halbsichel oder geringfügig gekrümmt dazu bei der Herstellung des Halters ausgehend von einem Zuschnitt in Form eines Kommas erstreckt.

12. Kegelstumpfförmiger Halter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Band des Ausgangsmaterials, das spiralförmig unter Überdeckung auf sich selbst gewickelt ist, auf seiner Innenfläche eine spiralförmige Verbindungslinie aufweist, die in mathematisch positiver Richtung ansteigt und auf seiner Außenfläche eine andere spiralförmige Verbindungslinie aufweist, die in mathematisch positiver Richtung abfällt.

13. Zuschnitt zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er die Form einer Sichel oder eines Kommas oder einer Halbsichel hat und daß er weitgehend der Gestalt (19) in Fig. 5 angenähert ist.