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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fadenschneider und
insbesondere auf einen Schneidkopf für einen Fadenschneider.
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In
Standardausführungen
eines Fadenschneiders ist ein Schneidkopf drehbar an einem Ende
eines länglichen
Schaftes angebracht. Der Schneidkopf weist normalerweise eine auf
einer Welle angebrachte Basis auf, die durch einen Motor, der entweder
benachbart zu dem Schneidkopf oder an dem dem Schneidkopf entgegengesetzten
Ende des länglichen
Schaftes angebracht ist, drehend angetrieben wird. Die Basis weist
die Form einer Schale auf. In der Schale der Basis ist eine Rolle
angeordnet. Ein Deckel ist lösbar
an der Basis angebracht, um die Rolle in der Basis einzukapseln.
Viele Fadenschneider weisen automatische Fadenzuführmechanismen
auf, die es der Rolle erlauben, sich in Bezug auf die Basis zu drehen,
um es dem um die Rolle gewickelten Schneidfaden zu erlauben, herausgeführt zu werden,
wenn sich der Schneidkopf dreht, wenn der Faden, der sich von dem
Schneidkopf erstreckt, infolge Verschleiß abreißt. In vorhandenen Ausführungen
der automatischen Zuführmechanismen
wirken diese zwischen der Basis des Schneidkopfes und der Rolle.
Die
EP 0 417 966 , die
EP 0 417 967 und die
EP 0838 144 offenbaren alle
solche Mechanismen.
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Die
US-A-5 522 141 beschreibt
einen Schneidkopf für
einen Fadenschneider, der ein Fadenzuführsystem sowohl mit automatischer
Zuführung
als auch mit Anschlagzuführung
(oder "Anschlagen
und Fortbewegen")
aufweist. In den verschiedenen Ausführungen dieses Patentes ist
das automatische Zuführsystem
an der Schnittstelle der den Schneidfaden tragenden Rolle und dem
Bereich des Schneidkopfes, der an dem Körper des Fadenschneiders angebracht
ist, vorgesehen. Das Anschlagzuführungssystem
ist dagegen an der Schnittstelle der Rolle und des Deckels des Schneidkopfes vorgesehen.
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Das
Problem bei solchen Ausgestaltungen ist, dass es für den Benutzer
schwierig ist, den Schneidkopf zu wechseln, wenn die vorhandene
Rolle leer ist. Der Benutzer entfernt den Deckel von der Basis,
und danach entfernt er die alte, leere Rolle. Der Benutzer muss
dann eine neue Rolle in die Basis einsetzen. Das ist jedoch ein
schwieriger Vorgang, da der Benutzer die Rolle in einer bestimmten
Weise so ausrichten muss, dass der automatische Zuführmechanismus
mit der Rolle eingreift. Oft versucht sich bei diesem Vorgang wegen
des Fadenwiderstands der Faden abzuwickeln. Weiterhin muss das Ende des
Schneidfadens durch eine Öffnung
geführt
werden, die in der Basis ausgebildet ist. Ein anderes Problem ist,
dass der gleiche automatische Zuführmechanismus für jede neue
Fadenrolle verwendet wird. Dadurch verschleißt er bei Dauergebrauch und
kann jedesmal, wenn die Rolle ausgewechselt wird, beschädigt werden.
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Die
vorliegende Erfindung überwindet
die Einflüsse
der vorher angeführten
Probleme oder schwächt
sie zumindest ab.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schneidkopf für einen
Fadenschneider zur Verfügung
gestellt mit einer Basis, einem Deckel, einer drehbar in dem Deckel
angebrachten Rolle, einem automatischen Zuführmechanismus, der in dem Deckel
angeordnet ist und zwischen dem Deckel und der Rolle wirkt, wobei
der Deckel lösbar
an der Basis angebracht werden kann, wobei der automatische Zuführmechanismus
einen Schwenkarm aufweist, der schwenkbar in dem Deckel angebracht
ist und mit der Rolle eingreift, der Schwenkarm schwenkbar an der
Basis des Deckels angebracht ist und mit der Unterseite der Rolle
eingreift und der Schwenkarm einen Stift aufweist, der mit einem
wellenförmigen
Kanal eingreift, der an der Unterseite der Rolle ausgebildet ist.
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Ein
solcher Aufbau ermöglicht
es dem Benutzer, den Deckel einfach von der Basis zu trennen und ihn
zu entsorgen. Der Benutzer bringt dann einen neuen Deckel an, der
die Rolle und den automatischen Zuführmechanismus bereits zusammengebaut
und betriebsbereit einschließen
würde.
Für jede neue
Rolle wird daher ein neuer automatischer Zuführmechanismus verwendet. Der
gesamte komplizierte Zusammenbau und erforderliche Ausrichtungen
werden vermieden, was weiterhin jede Möglichkeit einer Beschädigung des
automatischen Zuführmechanismus
vermeidet.
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Der
Deckel kann weiterhin wenigstens eine Öffnung aufweisen, durch die
sich bei der Benutzung ein Ende des Schneidfadens von der Rolle
erstreckt. Ösen
können
die Öffnungen
bilden.
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Durch
das Einbeziehen der Öffnungen
an dem Deckel entfällt
die Notwendigkeit, das Ende des Schneidfadens durch eine Ausgangsöffnung an
einem Schneidkopf zu führen,
wodurch die Aufgabe noch weiter vereinfacht wird.
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In
einer bevorzugten Ausführung
stellt die vorliegende Erfindung weiterhin einen Fadenschneider
mit einem länglichen
Schaft und einem Schneidkopf gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung zur Verfügung,
der drehbar an einem Ende des länglichen
Schaftes angebracht ist.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kassettenmechanismus
zur Verfügung
gestellt, der lösbar
an einer Basis eines Schneidkopfes an einem Fadenschneider angebracht
werden kann, wobei der Kassettenmechanismus einen Deckel, eine drehbar
in dem Deckel angebrachte Rolle, einen automatischen Zuführmechanismus,
der in dem Deckel angebracht ist und zwischen dem Deckel und der
Rolle wirkt, aufweist, wobei der Deckel lösbar an einer Basis eines Schneidkopfes
eines Fadenschneiders angebracht werden kann, wobei der automatische
Zuführmechanismus
einen schwenkbaren Arm aufweist, der schwenkbar in dem Deckel angebracht
ist und mit der Rolle eingreift, der schwenkbare Arm schwenkbar
an der Basis des Deckels angebracht ist und mit der Unterseite der
Rolle eingreift und der schwenkbare Arm einen Stift aufweist, der
mit einem wellenförmigen
Kanal eingreift, der an der Unterseite der Rolle ausgebildet ist.
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Eine
Ausführung
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Dabei zeigt
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Fadenschneiders;
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2 eine
perspektivische Ansicht der Basis des Schneidkopfes;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Deckels des Schneidkopfes;
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4 eine
Ansicht des Deckels mit dem in dem Deckel angebrachten schwenkbaren
Arm von oben;
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5 eine
perspektivische Ansicht der Rolle;
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6 einen
vertikalen Querschnitt des an der Spindel des Motors angebrachten
Schneidkopfes;
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7 eine
Ansicht der Basis des Schneidkopfes von oben;
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8 einen
vertikalen Querschnitt der Basis, angezeigt durch den Pfeil A in 7;
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9 einen
vertikalen Querschnitt der Basis, angezeigt durch den Pfeil E in 7;
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10 eine
Seitenansicht der Basis;
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11 eine
Seitenansicht der Basis um 90° zu
der Ansicht von 10 versetzt;
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12 eine
Ansicht der Basis von unten;
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13 eine
Seitenansicht des Deckels;
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14 eine
vertikale Querschnittsansicht des Deckels;
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15 eine
vertikale Querschnittsansicht des Deckels um 90° gegenüber der Ansicht von 14 versetzt;
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16 eine
Seitenansicht des Deckels um 90° gegenüber der
Ansicht von 15 versetzt;
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17 eine
vertikale Querschnittsansicht der Rolle;
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18 die
Basis der Rolle; und
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19 einen
vertikalen Querschnitt der Kassette.
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1 zeigt
einen Fadenschneider mit einem länglichen
Schaft 2, der an einem Ende einen hinteren Griff 4 und
am anderen Ende ein Motorgehäuse 6 aufweist.
In dem Motorgehäuse 6 ist
ein Elektromotor 8 angeordnet, der drehend einen Schneidkopf 10 antreibt,
der auf der Spindel 12 des Elektromotors 8 angeordnet
ist. Mit der Basis des Motorgehäuses
ist eine Schutzhaube 14 verbunden. Zwei Schneidfäden 16, 18 erstrecken
sich von der Seite des Schneidkopfes 10 in radial entgegengesetzte
Richtungen. Wenn der Elektromotor 8 aktiviert ist, drehen
sich die Spindel 12 und somit der Schneidkopf 10 und
bewirken, dass die beiden Schneidfäden 16, 18 sich
in einer horizontalen Ebene in radial entgegengesetzten Richtungen
erstrecken. Die Schutzhaube 14 umgibt den Bereich, der
von den beiden Schneidfäden 16/18 überstrichen
wird, wenn sie sich drehen.
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Der
Schneidkopf 10 wird nun detaillierter beschrieben. Der
Schneidkopf 10 weist die folgenden Bauteile auf: eine Basis 20,
wie es am besten in 2 zu erkennen ist, einen Deckel 22,
wie es am besten in 3 zu erkennen ist, einen schwenkbaren Arm 24,
der innerhalb des Deckels 22 angebracht ist, wie es am
besten in 4 zu erkennen ist, und eine Rolle 26,
die innerhalb des Deckels 22 in Eingriff mit dem schwenkbaren
Arm 24 angebracht ist, wie es am besten in 5 zu
erkennen ist.
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Die
Basis 20 des Schneidkopfes 10 ist starr an der
Spindel 12 des Elektromotors 8 angebracht, wie
es am besten in 6 dargestellt ist. Die Basis weist
mehrere Rippen 28 auf, die auf der Oberseite der Basis 20 ausgebildet
sind, wie in 2 dargestellt.
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7 zeigt
eine Ansicht einer Basis 20 von oben. 8 zeigt
einen vertikalen Querschnitt der Basis durch einen Abschnitt der
Basis, der durch die Pfeile A in 7 dargestellt
ist. 9 zeigt einen vertikalen Querschnitt der Basis,
der durch die Pfeile E in 7 angezeigt
ist.
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Die
Basis weist eine Scheibe 30 auf, um deren Umfang eine sich
nach unten erstreckende Wand 32 ausgebildet ist. Die Rippen 28 sind
auf der Seite der Scheibe angeordnet, die der Seite der Wand 32 gegenüberliegt.
Ein zentraler Kern 34 ist in der Mitte der Scheibe 30 ausgebildet
und erstreckt sich parallel zu der Wand nach unten, wie es am besten
in 3 zu erkennen ist. Wie aus 6 zu erkennen
ist, erstreckt sich die Spindel 12 des Motors 8 in
eine Bohrung 36, die im zentralen Kern 34 der
Basis 20 ausgebildet ist. Keilnuten 38 erstrecken
sich entlang der Länge
der Spindel 12 und greifen mit den Wänden der Bohrung 36 des
Kerns 34 der Basis 20 ein. Somit ist die Basis
starr an der Spindel so angebracht, dass, wenn sich die Spindel
dreht, die Basis 20 sich ebenfalls dreht. Die Rippen 28 saugen
hinter dem Motor 8 Luft nach unten durch das Motorgehäuse und
stoßen
sie zur Seite im Wesentlichen senkrecht zu der Drehachse des Motors 8 aus,
um den Motor 8 zu kühlen.
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Der
schalenförmige
Deckel 22 des Schneidkopfes 10 weist eine zentrale
Spindel 44 auf, die von der Basis 46 des Deckels 22 vorsteht,
wie es am besten in 3 zu erkennen ist. Die Spindel 44 ist
rohrförmig
ausgebildet. Die Höhe
der Umfangswand des Deckels 22 verändert sich um den Umfang. An
zwei Stellen 50 sind halbkreisförmige Einkerbungen ausgebildet,
in die Ösen 52 eingesetzt
sind, wie es am besten in 16 zu
erkennen ist. Zwischen den Ösen 52 sind
zwei elastische Klemmen 54 symmetrisch angeordnet, die
nach oben parallel zu der Spindel 44 vorstehen, wie es
am besten in 3 zu erkennen ist. Die beiden
Klemmen 54, die einander gegenüberliegend angeordnet sind,
können
nach innen verformt werden, wie es durch die Pfeile Z gekennzeichnet
ist. Eine Rippe 42 ist am Ende jeder der elastischen Klemmen 54 ausgebildet.
Der Teil 56 der Klemmen 54 ist als Fingerdruckpunkt
ausgebildet. Die beiden Öffnungen 40,
die die an dem Deckel 22 ausgebildeten Rippen 42 aufnehmen
können,
sind in der Wand 32 der Basis 20 ausgebildet.
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Die
Rolle 26 weist, wie es in 5 zu erkennen
ist, zwei Fadenaufnahmeabschnitte 60 auf. 17 zeigt
einen vertikalen Quer schnitt der Rolle. Die Rolle 26 weist
einen zentralen Kern 62 auf. Ein wellenförmiger Kanal 64 ist
in der Basis 66 der Rolle 26 ausgebildet, wie
es am besten in 18 zu erkennen ist.
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Ein
schwenkbarer Arm 24 ist an der Basis 46 des Deckels
angebracht und kann um einen kleinen Vorsprung 70 schwenken,
der von der Basis 46 des Deckels 22 vorsteht,
wie in 4 dargestellt. Der schwenkbare Arm 24 kann über einen
Bewegungswinkelbereich schwenken, der in 4 durch
den Pfeil Y gekennzeichnet ist. An einem Ende des schwenkbaren Arms 24 ist
ein Stift 72, der von dem schwenkbaren Arm 24 nach
oben von der Basis 46 des Deckels 22 weg vorsteht.
Mehrere Kunststoffeinkerbungen 74 sind an der Seite der
Basis 46 des Deckels 22 ausgebildet, die dem schwenkbaren
Arm 24 gegenüberliegt,
um das zusätzliche
Gewicht des schwenkbaren Arms 24 auszugleichen, wenn sich der
Schneidkopf 10 dreht, um zu sicherzustellen, dass der Schneidkopf 10 stabil
bleibt.
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Wenn
die Rolle 26 in dem Deckel 22 angebracht wird,
wird der zentrale Kern 62 auf die zentrale Spindel 44 des
Deckels 22 geschoben, die Rolle rastet auf der zentralen
Spindel 44 ein und verhindert dadurch eine Axialbewegung
der Rolle 26 entlang der Längsachse der Spindel 44.
Der Stift 72 des schwenkbaren Arms 24 ist in dem
Kanal 64 angeordnet, der an der Basis 66 der Rolle 26 ausgebildet
ist. Die Rolle 26 kann sich frei um die zentrale Spindel 44 des
Deckels 22 drehen, wobei die Drehbewegung nur durch die
Wechselwirkung zwischen dem Stift 72 an dem schwenkbaren
Arm 24 und dem an der Unterseite der Rolle 26 ausgebildeten
Kanal 64 behindert wird. Der schwenkbare Arm 24 und
der wellenförmige
Kanal 64 wirken als ein automatischer Zuführmechanismus,
der es dem auf der Rolle 26 gespeicherten Faden 80 erlaubt,
ausgegeben zu werden, wenn sich der Schneidkopf bei normaler Benutzung
dreht und der Schneidfaden bricht.
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Der
automatische Zuführmechanismus
funktioniert in der gleichen Weise, wie es in der
EP 0 417 966 und der
EP 0 417 967 offenbart ist. Der schwenkbare
Arm
24 weist einen Massenmittelpunkt auf, der in
4 mit "C" gekennzeichnet ist. Wenn sich der Schneidkopf
10 dreht,
wird infolge der auf den Arm am Massenmittelpunkt wirkenden Zentrifugalkraft eine
Vorspannkraft in Richtung X auf den schwenkbaren Arm
24 ausgeübt. Das
führt zu
einer Drehkraft im Uhrzeigersinn, die auf den schwenkbaren Arm
24 ausgeübt wird.
Wenn sich der Schneidkopf
10 dreht, wird auch eine Zentrifugalkraft
auf die Länge
des Schneidfadens ausgeübt,
die sich von dem Schneidkopf
10 erstreckt. Das führt dazu,
dass der Faden versucht, sich von der Rolle abzuwickeln, wodurch bewirkt
wird, dass sich die Rolle in Bezug auf den Deckel dreht. Das einzige
Element, das die Drehung der Rolle in Bezug auf den Deckel stoppt,
ist der Stift
72 an dem schwenkbaren Arm
24, der
mit dem Kanal
64 eingreift, der an der Basis der Rolle
ausgebildet ist. Die auf den Faden wirkende Zentrifugalkraft hängt von
der Fadenlänge
ab.
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Bei
Normalbetrieb befindet sich der schwenkbare Arm 24 in einer
Stellung, in der das Ende des schwenkbaren Arms 24 mit
dem Stift 72 durch den Stift 72, der mit einer
der in dem Kanal 64 ausgebildeten Einkerbungen 74 eingreift,
nach innen gehalten wird. Die Einkerbung 74 in dem Kanal 64 wird
durch die auf die Rolle 26 ausgeübte Drehkraft, die durch die
Zentrifugalkraft erzeugt wird, die auf die Schneidfäden 16, 18 durch
die Drehung des Schneidkopfes 10 ausgeübt wird, in Eingriff mit dem Stift 72 gehalten.
Damit der Stift 72 aus dem Eingriff mit der Einkerbung 74 kommt,
muss er die Rolle 26 zwingen, sich geringfügig entgegen
der durch die Schneidfäden 16, 18 auf
die Rolle 26 ausgeübten Vorspannkraft
zu drehen. Wenn sich normale Schneidfadenlängen von dem Schneidkopf 10 erstrecken,
ist die Vorspannkraft an der Rolle ausreichend, um die Vorspannkraft
an dem schwenkbaren Arm 24 zu überwinden und somit den schwenkbaren
Arm 24 stationär
zu halten.
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Wenn
ein Schneidfaden oder beide Schneidfäden abreißen, wird die auf die Rolle 26 wirkende Drehkraft
durch die Verringerung der durch die Fäden erzeugten Zentrifugalkraft
verringert. Daher wird die Vorspannkraft an dem schwenkbaren Arm 24 größer als
die Haltekraft, und daher kann der schwenkbare Arm 24 infolge
der auf den Massenmittelpunkt des Arms 24 ausgeübten Zentrifugalkraft
schwenken. Nachdem der Stift aus dem Eingriff mit einer Einkerbung 74 gekommen
ist, kann sich die Rolle 26 in Bezug auf den Deckel 22 frei
drehen. Daher dreht sich die Rolle 26 in Bezug auf den
Deckel 22 und ermöglicht
es, mehr Faden 16, 18 auszugeben. Wenn sich die
Rolle 26 dreht, wird der Stift 72 entlang dem
Kanal 64 geführt,
bis er mit der nächsten
Einkerbung 74 eingreift. Wenn ausreichend Faden 16, 18 ausgegeben
ist, ist die Haltekraft ausreichend, um den Stift 72 in
einer äußeren Stellung
in einer Einkerbung 74 zu halten. Wenn das nicht der Fall
ist, wird der Vorgang wiederholt, bis ausreichend Faden 16, 18 ausgegeben
ist.
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Die
Tatsache, dass die Rolle zwei Fäden
anstatt eines Fadens aufnimmt, hat keinen Einfluss auf das Betriebsverfahren
des automatischen Zuführmechanismus,
wie er in der
EP 0 417 966 und
der
EP 0 417 967 beschrieben
ist.
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Der
Rollenkassettenmechanismus weist den Deckel 22, den schwenkbaren
Arm 24, der schwenkbar in dem Deckel 22 angebracht
ist und die Rolle 22 auf, die drehbar an der Spindel 44 des
Deckels 22 angebracht ist, wobei sich der Stift 72 des
schwenkbaren Arms 24 mit dem wellenförmigen Kanal 64, der an
der Basis 66 der Rolle 26 ausgebildet ist, von
der ein vertikaler Querschnitt in 19 dargestellt
ist, in Eingriff befindet. Der Rollenkassettenmechanismus kann an
die Basis 20 des Schneidkopfes 10 durch Verformen
der beiden elastischen Klemmen 54 nach innen und Drücken der
Kassette in Eingriff mit der Basis 20 geklemmt werden.
Die Rippen 42, die an den Enden der Klemmen 54 ausgebildet
sind, greifen in Öffnungen 40 ein,
die in der Basis 20 des Schneidkopfes 10 ausge bildet
sind, und befestigen dadurch die Kassette starr auf der Basis 20.
Wenn die Kassette auf der Basis 20 angebracht ist, ist
der zentrale Kern 34 der Basis 20 in der Spindel 44 des
Deckels 22 angeordnet, wobei sich die Rippen 42 der
Klemmen 54 in den Öffnungen 40 in
der Basis 20 befinden.
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Der
Benutzer verwendet dann den Fadenschneider in normaler Weise. Wenn
der Faden bricht, gibt der automatische Zuführmechanismus mehr Faden aus,
um den gebrochenen Faden 16, 18 zu ersetzen. Wenn
die Rolle 26 keinen Faden 80 mehr enthält, kann
ein Benutzer den Rollenkassettenmechanismus durch Drücken der
beiden elastischen Arme 54 an den Fingerdruckabschnitten 56 nach
innen, wodurch die Rippen 42 außer Eingriff von den entsprechenden Öffnungen 40 kommen,
die in der Basis des Schneidkopfes ausgebildet sind, abnehmen und
somit den Deckel zusammen mit der Rolle und dem schwenkbaren Arm 24 entfernen.
Der gesamte Rollenkassettenmechanismus wird dann entsorgt, und ein
vollständig
neuer Rollenkassettenmechanismus wird an die Basis des Schneidkopfes 10 geklemmt.
Der Zweck dieser Ausgestaltung ist, den Schneidkopf zu einer einzelnen,
entsorgbaren Einheit zu machen.