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Kreuzspulmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum
Kreuzspulen eines Fadens auf zylindrische oder kegelförmige Hülsen od. dgl. mittels
einer Nutenwalze.
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Gemäß der Erfindung hat die Nutenwalze eine oder zwei schneckenförmig
verlaufende, sich nicht überschneidende Nuten in ihrer Oberfläche, um entweder den
Faden nur in einer Richtung zu führen oder ihn von einer Mittelstellung aus in entgegengesetzten
Richtungen seitlich zu verlegen, während für die Zuführung des Fadens eine stationäre
Fadenführung vorgesehen ist und ein sich über die Länge der Nutenwalze erstreckendes,
neuartig geformtes Leitblech, nämlich eine Brustplatte oder eine -stange, zwischen
der Fadenführung und der Nutenwalze liegt. Die Lage der Fadenführung und der Brustplatte
bzw. -stange sowie die Form der letzteren sind dabei so gewählt, daß der ganze Rückweg
des Fadens vom Abgabeende der Nut zurück bis zu ihrem Eingangspunkt bei Walzen mit
einer Nut oder bis zum Eingangspunkt der gegenüberliegenden Nut bei Walzen mit zwei
Nuten dadurch festgelegt ist. Die Nuten können nahe dem Walzenende in kurzen, rückwärts
gerichteten Abzweigungen enden, um den Rückweg des Fadens sicher einzuleiten. Keinesfalls
aber kreuzt eine Rückführnut die Anfangsnut, vielmehr wird der Rückweg des Fadens
über die Walzenlänge ausschließlich durch den Zug des Fadens aus der Führung über
die Fläche der Brustplatte oder -stange geregelt.
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In der folgenden Beschreibung ist die stationäre Fadenführung durchweg
als Führung bezeichnet.
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Es braucht sich dabei nicht immer um ein Auge,
eine
Öse oder eine Schleife zu handeln, vielmehr kann z. B. eine kleine Spannrolle die
gleichen Dienste leisten.
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Der Zweck des nachstehend als Brustplatte bezeichneten Leitblechs
besteht darin, das Aufspulen des Fadens gleichmäßiger zu gestalten, als es durch
den Zug der Führung allein möglich wäre. Im üblichen Fall, bei dem zwei entgegengesetzt
verlaufende Schneckennuten mit einer Führung in einer Ebene etwa in gleicher Höhe
mit den Eingangspunkten der Schneckennuten verwendet werden, kann die Brustplatte
zwei gebogene Flächen au,-fweisen, die sich in einer Vertiefung in der Mitte treffen.
Unabhängig von der Brustplatte wirkt der Zug der Führung auf den Faden dahin, daß
er sich schneller und daher in größerem Winkel am Beginn jedes Rückweges bewegt,
wobei der Winkel allmählich kleiner wird, bis kein Längs zug mehr auf jeden Faden
ausgeübt wird, wenn er die Ebene der Führung erreicht hat. Jede Kurvenfläche der
Brustplatte ist nun so geformt, daß sie einen Zug auf den Faden beim Beginn seines
Rückweges vom Walzenende ausübt, daß der Zug sich bei ansteigender Brustplattenkurve
verringert und daß die dann wieder absinkende Kurve die Fadenbewegung auf dem letzten
Teil des Rückweges zur Ebene der Führung erleichtert. Die Wirkung der wieder absinkenden
Kurve des Brustplattenteils ist nachstehend als Beschleunigung des 'Eadenrckweges
unter dem Zug seitens der Führung bezeichnet, da es sich anscheinend tatsächlich
um eine Beschleunigang handelt, obwohl die Wirkung auch als Erleichterung der Rückbewegung
durch Verminderung der Fadenhemmung erklärt werden kann Die neuartige Form der Brustplatte
ermöglicht es, den Faden beim Rückweg in Schraubengängen gleichmäßigen Abstandes
aufzuspulen, die genau den von den Walzennuten bestimmten Schraubengängen des Fadenhinweges
entsprechen. Möglich ist es auch, die Brustplatte das Rückwegaufspulen des Fadens
durch eine andere Fadenverteilung regeln zu lassen, beispielsweise durch Aufspulen
einer größeren Fadenmenge während einer Umdrehung der Walze als beim Hinweg und
umgekehrt.
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Bei der Benutzung einer Walze mit zwei entgegengesetzt gerichteten
Schneckennuten läßt man den Faden stetstdurch eine Schneckennut zu einem Walzenende
laufen, bringt ihn dann durch den Zug der Führung unter Regelung durch -die Brustplatte
zurück zur Ebene des Eingangspunktes der anderen Schneckennut und legt ihn dann
genau nach der entsprechenden Zahl von Walzendrehungen in den Eingangspunkt dieser
zweiten Nut, die die Bewegung der Fäden zum anderen Walzenende führt.
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Die Erfindung läßt sich jedoch auch bei einer Walze mit einer einzigen
Schneckennut und mit entweder zu einem Walzenende hin verschobener oder in einer
Mittelstellung festgelegter Führung anwenden, wobei die Brustplatte zur Regelung
des Fadenrückweges dient. Wenn dabei die Schneckennut in der Walze von im wesentlichen.gleicher
Steigung ist, ist die Brustplatte so'geformt, daß sie den Rückgang des -Fadens im
ersten Teil der Hinundherbewegung hemmt und die Fadenbewegung im letzten Teil der
Hinundherbewegung unter dem Zug von der Führung beschleunigt. Auf diese Weise kann
der Faden beim Rückgang in Schraubengängen praktisch gleichmäßigen Abstands aufgespult
werden, deren Zahl und Steigung mit denen der Nuten in der Walze übereinstimmt.
Die Steigung kann auch größer oder geringer sein.
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Es lassen sich innerhalb des Bereichs der Erfindung zahlreiche andere
Ausführungsformen denken. In der Zeichnung sind verschiedene Konstruktionsmöglichkeiten
dargestellt, und zwar zeigt Fig. I eine schematische Vorderansicht, Fig. 2 eine
entsprechende Seitenansicht einer typischen Anordnung gemäß der Erfindung, Fig.
3 eine Ansicht eines Teils von Fig. 2, Fig. 4 die Abwicklung der Oberfläche der
Nutentreibwalze nach Fig. I bis 3, Fig. 5 eine Teilansicht ähnlich Fig. 3 von einer
abgeänderten Anordnung, Fig. 6 die Abwicklung der Oberfläche der Nutenwalze nach
Fig. 5, Fig. 7 eine Teilansicht ähnlich Fig. 4'von einer weiteren abgeänderten Anordnung,
Fig. 8 eine Ansicht einer Konstruktion zum Aufspulen des Fadens zu einer konischen
Spule, Fig. g eine Seitenansicht und Fig. 10 eine Draufsicht einer weiteren Abänderung
zum Aufspulen zylindrischer Spulen, Fig. I I die Abwicklung der Oberfläche der Nutenwalze
nach Fig. I0, Fig. 12 die Draufsicht einer weiteren Abänderung mit einer Walze mit
nur einer Schneckennut, 'Fig. I3 die Abwicklung der Oberfläche der Nutenwalze nach
Fig. I2, Fig. I4 und 15 Draufsichten weiterer Ausführungsbeispiele, wobei Fig. 14
das Aufspulen einer kegelförmigen Spule, Fig. 15 das einer zylindrischen Spule mit
der gleichen Walze zeigt, Fig. I6. eine Vorderansicht, Fig. 17 eine Seitenansicht
und Fig. I8 eine Draufsicht einer weiteren abgeändertenAnordnung mit einer Walze
mit zwei Schneckennuten, Fig. 19 eine Vorderansicht, Fig. 20 eine Seitenansicht
und Fig. 2I eine Draufsicht einer weiteren abgeänderten Anordnung mit einer Walze
mit einer einzigen Schneckennut.
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Bei den Vorrichtungen nach den Fig. I bis 4 wird der Faden von einer
Spule 25 durch eine Führung 26 zu einer Spannvorrichtung 27 an dem Arm 23 geliefert,
der auch die Führung 24 trägt. Von dort aus läuft der'Faden über die Oberfläche
einer Brustplatte 28, deren Form in Fig. 3 dargestellt ist, zur Oberfläche einer
Nutenwalze 29. Die Walze 29 ist auf einer Welle 30 angebracht, die durch nicht dargestellte
Mittel angetrieben wird. Nach dem Passieren der Walze 29 wird der Faden auf eine
Spule 3I aufgespult, die in diesem Falle durch ihre Abstützung auf der Walze 29
angetrieben wird.
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Die Spule 3I wird auf einer Spindel zwischen Armen 3-2 an -Zapfen
33 getragen, ohne daß die
Erfindung auf diese Halterung der Spule
beschränkt ist.
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Die Walze 29 hat zwei entgegengesetzt gerichtete Schneckennuten 34
und 35 in ihrer Oberfläche, deren Form sich am besten aus Fig. 4 ergibt. Das Anfangsende
der Nut 34 ist mit 36 bezeichnet und überschneidet das Anfangsende 37 der Nut 35.
Jede Nut 34, 35 erstreckt sich bis nahe zum Walzenende und endet in einem kurzen,
rückwärts gerichteten Abschnitt 38 bzw. 39, der den Rückgang des Fadens einleitet.
Wenn der Faden die Abschnitte 38 oder 39 verläßt, wird er ohne unmittelbare Führung
durch die Walze über deren Oberfläche zurückgeführt, bis er in das Anfangsende 36
oder 37 der anderen Schneckennut einfällt. Er wird dabei durch die Brustplatte 28
in Verbindung mit dem Zug von der Führung 24 geführt, und zwar in der aus Fig. 3
ersichtlichen Weise.
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Wenn der Faden z. B. gerade in das ausgeschrägte Ende 37 der Nut
35 eingefallen ist, wird er durch diese Nut zum linken Ende der Walze geführt und
im Rückabschnitt 39 freigegeben. Er wird dann über die Brustplatte 28 gezogen, wie
durch die ausgezogene Linie 40 angedeutet. Die Auswärtsbiegung der Brustplatte hemmt
den Rückgang des unter dem Zug der Führung stehenden Fadens, bis er den Höchstpunkt
der Kurve passiert hat, worauf sein weiterer Lauf durch die einwärts gerichtete
Kurve bis zum Tiefpunkt 43 beschleunigt wird. Nach Erreichen des Tiefpunktes 43,
wie durch die gestrichelte Linie 42 angedeutet, fällt der Faden in das Anfangsende
36 der Nut 34 und wird durch diese Nut zum rechten Walzenende geführt, worauf er
im Rückabschnitt 38 der Nut 34 freigegeben wird. Hier wird wiederum der Rückgang
zunächst durch die rechte Biegung der Brustplatte verzögert und darauf beschleunigt,
wie durch die strichpunktierte Linie 4I angedeutet, bis er in das ausgeschrägte
Anfangsende 37 der Nut 35 einfällt. Der Kreislauf wiederholt sich darauf, wobei
der Rückgang von jeder Seite zur Mittelebene von den gebogenen Flächen der Brustplatte
28 geregelt wird.
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Die Biegung ist dabei so berechnet, daß der Faden in beiden Richtungen
in Schraubengängen gleicher oder annähernd gleicher Steigung aufgespult wird.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Führung 24 in
einer Ebene, die annähernd mit dem Walzenquerschnitt am Ende 37 der Nut 35 übereinstimmt.
Der Tiefpunkt 43 der Brustplatte liegt links davon und näher der Walzenquerschnittsebene
durch das Anfangsende 36 der Nut 3A, so daß der Faden abgebogen wird, wie durch
die gestrichelte Linie 42 angedeutet. Dadurch wird sein Eintritt in das ausgeschrägte
Ende 37 der Nut 35 beim Rückgang vom rechten Ende und sein Eintritt in das ausgeschrägte
Ende 36 der Nut 34 beim Rückgang vom linken Ende gesichert. Der Abstand der Führung
24 von der Walze 29 und die Biegung der Brustplatte sind so gewählt, daß der Faden
bei zwei vollständigen Umdrehungen der Walze 29 vom Ende 38 der Nut 34 zurück zum
Eingangsende 37 der Nut 35 läuft, während der Rückgang des Fadens vom Ende 39 der
Nut 35 zum Eingangsende 36 der Nut 34 sich während weniger als zwei Umdrehungen
der Walze vollzieht. Das wird dadurch bewirkt, daß das Eingangsende 36 der Nut 3+
die Nut 35 überschneidet und somit die Nut 34 mehr als zwei Windungen um die Walze
herum ausführt. Es werden also in jeder Schicht vier Fadenwindungen auf die Spule
3I aufgespult, die praktisch durchweg von einheitlicher Steigung sind.
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In der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 hat die Walze 45 zwei
Nuten 46 und 47 konstanter Steigung von z. B. 7,5 cm für eine vollständige Windung.
Ihre inneren Enden überschneiden sich; ihre Ansschrägung ist als unwesentlich nicht
dargestellt. Die Brustplatte 48 und Führung 49 ähneln denen nach Fig. I bis 4. Der
Tiefpunkt 50 der Brustplatte liegt in einer Ebene zwischen den Anfangsenden der
Nuten 46 und 47. Ohne die Brustplatte und bei der dargestellten Stellung der Führung
49 würde sich der Rückgang des Fadens von den Enden der Nuten 46 und 47 über die
Fläche der Walze 45 in der durch die gestrichelten Linien 51 und 52 (Fig. 6) angedeuteten
Weise vollziehen. da die Führung den Faden genau zu den Anfangspunkten der Nuten
46 und 47 zurückbringt. Die Linien 53 und 54 zeigen nun den Rückweg des Fadens bei
Verwendung der Brustplatte. Die Steigung ist dabei geringer als die der Nuten, z.
B.
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6 cm je Windung. Das ist jedoch kein Nachteil, da der Fadenwickel
sich in je zwei Schichten einebnet und somit praktisch gleichmäßige Verteilung des
Fadens aufweist.
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Die Anfangspunkte der Schneckennuten brauchen nicht mitten auf der
Walze zu liegen, sondern können einem Ende näher sein als dem anderen.
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Das ist aus Fig. 7 ersichtlich, wo die Walze 6o zwei Nuten 57 und
58 aufweist, von denen die Nut 57 nur etwa anderthalb Windungen einnimmt, während
die Nut 58 sich über fast drei Windungen erstreckt. Die Führung 56 liegt annähernd
in Linie mit dem ausgebuchteten Ende von Nut 58. Der Tiefpunkt 6i der Brustplatte
59 liegt in einer Ebene zwischen den beiden Ausbuchtungen. Die Erhöhung des linken
Teils der Brustplatte ist größer als die des rechten Teils, um den Rückgang des
Fadens von der linken Seite stärker zu hemmen, da er sonst in zu steilem Winkel
zur Führung 56 hinlaufen würde. Die Steigung der Schneckengänge ist annähernd über
die ganze Länge der herzustellenden Spule gleich.
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Fig. 8 zeigt eine Nutenwalze und Brustplatte zum Aufspulen einer
konischen Spule 62. Die Walze 63 hat zwei Nuten 64 und 65, deren Steigung nahe dem
rechten Ende am kleinsten ist und sich zum linken Ende hin vergrößert, weil auf
das dickere Ende der Spule 62 mehr Faden aufgespult werden soll als auf das linke
Ende geringeren Durchmessers. Die Spule 62 wird auf einer kegelförmigen Hülse gehalten,
die von einem Arm 67 getragen wird, und dreht sich wie üblich durch Berührung mit
der Walze 63. Die Führung 68 liegt annähernd in Linie mit dem ausgebuchteten Ende
der Nut 64 und hier auch mit dem Tiefpunkt 70 der Brustplatte 69. Beim Rückgang
des Fadens vom linken
Ende der Nut 65 dient die linke Erhöhung der
Brustplatte 69 zur Änderung der Steigung der Windungen in der Weise, daß sie in
abnehmender Steigung mehr oder minder entsprechend der zunehmenden Steigung der
Nut 65 von rechts nach links verlaufen. Wenn die Nut 64 den Faden aufnimmt, setzt
er seinen Gang zum rechten Ende der Spule 62 mit etwa gleicher Steigungsabnahme
fort. Beim Rückgang läßt die rechte Erhebung der Brustplatte 69 den Faden in einer
Steigung gleich der der Nut 64 aufspulen, bis er nach Erreichen des Tiefpunktes
70 in das Eingangs ende der Nut 65 fällt.
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Fig. 9 bis II stellen eine Konstruktion zum Aufspulen zylindrischer
Wickelspulen dar, bei der die Eingangsenden der Nuten 7I, 72 in der Walze 73 in
einer Linie liegen, während der Tiefpunkt 76 der Brustplatte 74 und die Führung
75 annähernd in gleicher Ebene in rechtem Winkel zur Walze 73 liegen.
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Bei einem tatsächlich ausgeführten Beispiel dieser Konstruktion beträgt
der waagerechte Abstand a der Führung 75 von der Mitte der Walze 73 I7,5 cm, der
senkrechte Abstand b i6 cm. Die Brustplatte 74 ist 2 cm über der horizontalen Ebene
durch die Mitte der Walze 73, und der waagerechte Abstand c ihrer Erhöhungen von
der Walzenmittellinie beträgt 7,5 cm (Fig. 9). Die Länge der Walze 73 ist für einen
Hin- und Hergang von 22,5 cm bemessen, so daß die Spule 77 diese Länge erreicht.
Die Nuten 7I und 72 in der Walze 73 haben eine Steigung von 5,5 cm, während der
Zug von der Führung 75 über die Erhebungen der Brustplatte 74 den Rückgang des Fadens
über die Walzenfläche in -einer Steigung von 3 cm bewirkt.
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Die Rückgangswege sind durch die Linien 78 und 79 in Fig. in angedeutet.
Die Abwärtsbewegung des Fadens zum Tiefpunkt 76 infolge des Zuges von der Führung
75 sichert das Einfallen des Fadens in den Eingangspunkt der Nut 7I bzw. 72.
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Diese Ausgangspunkte liegen an entgegengesetzten Seiten der Walze
73. Der Faden fällt in die erste Nut, der er begegnet, von der er in seiner Bewegungsrichtung
zu der entsprechenden Seite der Walze getragen wird.
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- Beim Aufspulen von Wickeln kurzer Länge, z. B. von I5 cm, kann
man eine Walze mit einer einzigen Schneckennut und mit einer zu einem Walzenende
hin verschobenen Führung benutzen. Eine solche Konstruktion ist in den Fig. 12 und
I3. dargestellt.
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Die Walze 80 hat eine einzige Schneckennut &I, und die Führung
82 liegt in einer Ebene gegenüber dem Eingangs ende der Nut, während die Brustplatte
83 eine einzige Erhebung mit einem Tiefpunkt 84 links der Ebene durch die Führung
aufweist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Nut eine Steigung von
5 cm, und die Brustplatte ist so geformt, daß der Faden in Windungen von ebenfalls
5 cm Steigung aufgespult wird, wie durch die Linien 85 in Fig. 13 angedeutet. Ohne
Brustplatte würde der Faden in zwei Windungen verschiedener Steigung längs einer
Linie, wie sie gestrichelt unter 86-in--Fig. I3 gezeigt ist, zum Eingangspunkt zurüclçkehren.
'Das würde der Spule ungleiche Dichte und größere Härte nahe dem linken Ende geben,
was durch die Verwendung der Brustplatte 83 völlig vermieden wird.
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Fig. 14 zeigt eine ähnliche Konstruktion wie Fig. 12, aber zum Aufspulen
einer konisch zulaufenden Spule. Die Walze 87 hat eine Nut wechselnder Steigung
zum Aufspulen einer konischen Spule von z. B I5 cm Länge. Die wechselnde Steigung
ergibt einen Hingang des Fadens nach rechts von etwa 4 cm bei der ersten Walzenumdrehung,
5 cm bei der zweiten und 6 cm bei der dritten. Die Brustplatte 88 ist so geformt
und in bezug auf die Führung 89 so gelegt, daß der'Faden über die Walzenfläche vom
Endpunkt der Nut in Windungen abnehmender Steigung zurückläuft, die den Windungen
des Hinganges entsprechen. Dadurch ergibt sich eine konische Spule einheitlicher
Dichte über ihre ganze Länge unter Berücksichtigung der größeren Fadenmengen, die
am breiteren Spulenende aufgespult sein sollen.
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Fig. I5 zeigt die gleiche Walze 87 bei Verwendung zur Herstellung
einer zylindrischen Spule.
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Zu diesem Zweck braucht nur die Brustplatte ausgewechselt zu werden.
Die neue Brustplatte 90 hat eine Erhebung nahe der rechten Seite und einen Tiefpunkt
91 nahe der linken. Die Wirkung der Brustplatte besteht darin, das Aufspulen des
Fadens von rechts zuerst mit kleiner, dann mit zunehmender Steigung zu bewirken,
um die zunehmende Steigung von links nach rechts beim Hingang,des Fadens infolge
der Nut in der Walze 87 auszugleichen.
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Die Fig. I6, I7 und I8 zeigen eine Anordnung zum Aufspulen einer
zylindrischen Spule, bei der die Walze-gS zwei Nuten 94 und 95 ungleicher Länge
aufweist. Die Nut 94 erstreckt sich über anderthalb Windungen, die Nut 95 über nur
eine Windung. Die Eingangspunkte der beiden Nuten überschneiden sich, und die Führung
92 ist zum linken Ende der Walze 93 hin verschoben. Die Brustplatte 96 übt in diesem
Fall eine Hemmung auf den Rückgang des Fadens vom rechten Walzenende aus und hat
eine Schulter 97, die den Faden vom linken Ende zurückzieht. Fig. I6 stellt den
Faden beim Passieren von der Führung um die Schulter 97 herum und bei der Rückführung
zum Eingangspunkt der Nut 94 dar. In Fig. I8 ist der Faden bei seinem Rückgang vom
rechten Ende unter der Hemmung der gebogenen Fläche der Brustplatte 96 dargestellt,
wobei er die Steigung des Hinganges bei seinem Rückgang zum Eingangspunkt der Nut
95 wiederholt. Die Spule 98 wird zwischen Armen 99 an der Stange IOO gehalten, wobei
sie auf der Nutenwalze 93 ruht und von dieser angetrieben wird.
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Die Fig. I9, 20 und 21 zeigen eine Anordnung, bei der die Nutenwalze
IOI eine einzige Schneckennut I02 und eine Führungsnut 103 aufweist, zu der der
Faden von einer Spannvorrichtung I04 in annähernder Mittellage läuft. Ohne Brustplatte
würde der Faden nicht zum Eingangspunkt der Nut I02 gelangen. Mit einer Brustplatte
106
der in Fig. 2I dargestellten Form wird der Faden beim Rückgang
um die Brustplattenerhebung herum zum Eingangspunkt 105 der Nut geführt. Die Linie
107 auf der Walzenfläche in Fig. 19 deutet den Rückweg des Fadens an, wobei die
Steigung die gleiche ist wie die der Nut 102. Auf diese Art kann eine 25 cm lange
Spule 108 aufgespult werden. Bei einer praktischen Ausführung nach den Fig. I9,
20 und 21 liegt die Mittellinie der Führung 103 in einem Abstand d (Fig. 20) von
14 cm vor der Mittellinie der Walze 101. Die Führung 103 liegt in einem Abstand
e von I7 cm unter der Walzenmitte. Die Brustplatte liegt leicht über der Mitte der
Walze IOI, wie aus Fig. 19 und 20 ersichtlich.
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Die beschriebenen Beispiele lassen die verschiedenen möglichen Ausführungsformen
der Erfindung erkennen. Es sind im einzelnen noch zahlreiche Abänderungen denkbar,
die sich aber nach den beschriebenen Grundsätzen leicht entwickeln lassen.
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Wichtig ist stets die gebogene Führungsfläche der Brustplatte, die
nicht notwendigerweise als Blech ausgebildet zu sein braucht, sondern wie in Fig.
8 z. B. eine Stange sein kann und deren Halterung an sich beliebig ist. Sowohl die
Führung wie die Brustplatte können verstellbar gelagert sein, um sie der gewählten
Arbeitsweise anzupassen.
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In den dargestellten Beispielen wird die Spule durch Berührung mit
der Walze angetrieben, jedoch können auch andere an sich bekannte Mittel zum Antrieb
der die Spule tragenden Spindel verwendet werden. Der Antrieb durch Walzenberührung
empfiehlt sich wegen der Gleichmäßigkeit der Geschwindigkeit bei wachsendem Spulendurchmesser.
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Bei einer kegelförmigen Spule liegt die Umdrehungsgeschwindigkeit
in der Mitte zwischen der Antriebsgeschwindigkeit am dickeren und dünneren Spulenende.
An beiden Enden tritt ein entsprechender Schlupf auf.