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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens mit einem beweglichen Spulenhalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens geht beispielsweise aus der
WO 2004/035446 A1 hervor.
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Die gattungsgemäße Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens wird üblicherweise in Textilmaschinen eingesetzt, um einen Faden kontinuierlich zu einer Spule aufzuwickeln. Hierzu ist es üblich, dass ein zulaufender Faden am Ende des Prozesses möglichst ohne Unterbrechung zu einer Spule gewickelt werden kann. Insoweit ist das Auswechseln einer Vollspule möglichst automatisiert auszuführen. Die bekannte Aufwickelvorrichtung weist somit einen beweglichen Spulenhalter auf, der die auf eine Hülse gewickelte Spule zwischen zwei Klemmtellern hält. Damit die an dem Spulenhalter gehaltene Spule durch eine leere Hülse ersetzt werden kann, muss der gewickelte Faden von der Vollspule getrennt, während des Spulenwechsels kontinuierlich aufgenommen und zum Wickeln einer neuen Spule neu angelegt werden. Hierzu weist die bekannte Aufwickelvorrichtung eine Hilfseinrichtung auf, die zur Fadenführung an einem schwenkbaren Träger gehalten sind. Der Träger hält an einem frei auskragenden Ende einen Saugrüssel, der über einen Saugkanal mit einer Absaugeinrichtung verbunden ist. Am freien Ende des Saugrüssels ist eine Sauöffnung zur Aufnahme des Fadens ausgebildet. Desweiteren sind an dem Schwenkarm verschiebbare Fadenführer und eine Schneideinrichtung angeordnet, die ein Durchtrennen und ein Übernehmen des Fadens sowie ein Abgeben des Fadens ausführen. Hierbei lässt sich der Schenkarm in unterschiedliche Positionen relativ zum Spulenhalter anordnen.
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In Praxis wird nun versucht, die Spulenwechsel in möglichst kurzen Unterbrechungszeiten zu realisieren. Insoweit sind schnelle und präzise Bewegungen der Hilfseinrichtungen erforderlich, um möglichst kurze Unterbrechungszeiten zu realisieren. Bei der bekannten Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens besteht jedoch das Problem, dass die Hilfseinrichtung am auskragenden Ende eines Schwenkarmes getragen wird und somit der Schwenkarm eine hohe Massenträgheit aufweist. Damit lassen sich jedoch nur bedingt schnelle und präzise Positionswechsel ausführen. Zudem sind leistungsstarke Schwenkantriebe erforderlich, um die gesamte Hilfseinrichtung zu bewegen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die gattungsgemäße Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens derart weiterzubilden, dass die Hilfseinrichtung schnelle und präzise Fadenführungen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Saugrüssel mit einem gegenüberliegenden Anschlussende drehbar gelagert ist und durch einen Drehantrieb in einem Schwenkwinkelbereich von > 90° in mehreren Positionen positionierbar ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Fadenführung während des Spulenwechsels im wesentlichen durch den Saugrüssel bestimmt ist, der an seinem Saugende den Faden führt. Somit ist die Positionierung des Saugrüssels zur Übernahme des Fadens nach einem Durchtrennen des Fadens von der Vollspule und die Übergabe des Fadens zum Start einer neuen Wicklung maßgeblich für die Fadenführung. Die direkte Anbindung des Saugrüssels an einen Drehantrieb hat den besonderen Vorteil, dass beliebige Positionen mit dem Saugende des Saugrüssels exakt angesteuert werden können. Damit wird insbesondere die Sicherheit beim Übernehmen des Fadens und beim Abgeben des Fadens wesentlich erhöht.
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Damit die in der Vorrichtung vorgesehene Positionen zur Übernahme des Fadens und zur Abgabe des Fadens in einfacher Art und Weise erreicht werden können, ist desweiteren vorgesehen, dass der Saugrüssel zwischen dem Anschlussende und dem Saugende eine Rohrkrümmung aufweist, wobei ein Längenabschnitt mit dem Saugende länger ist als ein Längenabschnitt mit dem Anschlussende und wobei der Längenabschnitt mit dem Saugende im Sinne eines Uhrzeigers bewegbar ist. Damit lässt sich das Saugende des Saugrüssels ohne zusätzliche Antriebe in die entsprechenden Positionen führen. Das Saugende des Saugrüssels lässt sich allein durch den Drehantrieb wie das Ende eines Uhrzeigers in die verschiedenen Positionen überführen.
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Das Saugende des Saugrüssels lässt sich somit durch den Drehantrieb zwischen einer Ruheposition, einer Übernahmeposition und einer Übergabeposition positionieren, wobei in der Übernahmeposition der Saugrüssel quer zum Fadenlauf des zulaufenden Fadens ausgerichtet ist und wobei in der Übergabeposition der Saugrüssel mit dem Saugende einen der Klemmteller zugeordnet ist.
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Die Übernahme des Fadens wird dabei insbesondere durch die Weiterbildung der Erfindung ermöglicht, bei welcher dem Saugende des Saugrüssels in der Übernahmeposition eine Schneideinrichtung zugeordnet ist, die zwischen einer Ruhestellung und einer Betriebsstellung höhenverstellbar ausgebildet ist. So kann die Schneideinrichtung bereits in der Übernahmeposition angeordnet sein, und nur bei Bedarf durch eine Höhenverstellung in den Fadenlauf geführt werden.
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Die Schneideinrichtung wird bevorzugt durch einen Fadenführer und einen Messerhalter mit einer Schneide gebildet, die mit Abstand zueinander zwischen der Saugöffnung des Saugrüssels in der Übernahmeposition und dem Changierfadenführer angeordnet sind. Damit besteht die Möglichkeit, dass allein durch die Bewegung des Changierfadenführers der Faden in die Schneideinrichtung geführt wird. Der Fadenführer der Schneideinrichtung gewährleistet eine Positionierung des Fadens unmittelbar vor der Saugöffnung des Saugrüssels.
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Zur Unterstützung und Positionierung des Fadens ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher der Saurüssel am Saugende eine Halterung mit zumindest einem Führungsblech aufweist, welches eine Fadenführungskante zur Führung des Fadens bildet. So kann das Saugende des Saugrüssels unabhängig von der Saugöffnung zusätzliche Fadenführungsfunktionen übernehmen.
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Derartige Führungsfunktionen können noch dadurch verbessert werden, indem die Halterung an dem Führungsblech einen Fadenführer trägt, der eine separate Fadenführungsnut zur Führung des Fadens aufweist.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung, ist der Fadenführer in einem Abstand zur Saugöffnung des Saugrüssels derart gehalten, dass die Saugöffnung des Saugrüssels und der Fadenführer einen geraden Fadenlauf aufspannen. Somit ist der Saugrüssel geeignet, um am Saugende einen Fadenabschnitt des zulaufenden Fadens zu führen.
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Ein derartiger Fadenabschnitt ist somit besonders geeignet, um von einer rotierenden Fangeinrichtung erfasst zu werden. Insoweit ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher der Längenabschnitt des Saugrüssels mit dem Saugende eine derartige Länge aufweist, dass in der Übernahmeposition des Saugendes ein zwischen der Saugöffnung und dem Fadenführer gespannter Fadenabschnitt einen Tellerrand des Klemmtellers umschlingt. Derartige Klemmteller weisen vorzugsweise am Tellerrand Fangnasen auf, die somit den Faden in einfacher Art und Weise vom Saugrüssel abgreifen können.
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Um mit möglichst geringer Saugwirkung ein effektives Einsaugen des Fadens am Saugende des Saugrüssels zu ermöglichen, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher der Saugrüssel am Saugende eine Führungskerbe aufweist, die die Saugöffnung durchdringt. So lässt sich beispielsweise der Faden in der Übernahmeposition in die Führungskerbe am Saugende des Saugrüssels führen, so dass bereits die am Saugende eintretende Umgebungsluft auf den Faden einwirkt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird der Drehantrieb des Saugrüssels durch einen Schrittmotor gebildet, wobei der Längenabschnitt mit dem Saugende im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn drehbar ist. So können alle Bewegungen des Saugrüssels schnell und präzise sowie mit hoher Wiederholbarkeit ausgeführt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens besitzt somit den besonderen Vorteil, dass die Spulenwechsel mit immer wiederkehrender Präzision ausführbar sind.
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Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln des Fadens unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es stellen dar:
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1 schematisch eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens
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2 schematisch eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels aus 1
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3.1, 3.2 und 3.3 mehrere Ansichten eines Saugendes eines Saugrüssels des Ausführungsbeispiels aus 1
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4.1 und 4.2 schematisch mehrere Ansichten eines Saugrüssels in einer Übernahmeposition beim Spulenwechsel
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5 schematisch eine Draufsicht eines Saugrüssels in der Übergabeposition
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In den 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens schematisch in mehreren Ansichten dargestellt. In 1 ist das Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht und in 2 in einer Draufsicht gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
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Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens weist einen schwenkbaren Spulenhalter 1 auf, der an einer Schwenkachse 3 gelagert ist. Dem Spulenhalter 1 ist ein Schwenkantrieb 4 zugeordnet. An den freien Enden des gabelförmigen Spulenhalters 1 sind zwei sich gegenüberliegende Klemmteller 2.1 und 2.2 drehbar gelagert. Zwischen den Klemmtellern 2.1 und 2.2 ist eine Hülse 5 zur Aufnahme einer Spule gespannt. Hierzu weisen die Klemmteller 2.1 und 2.2 jeweils einen konischen Zentrieransatz auf, die teilweise in das Hülsenende hineinragen. Damit ist die Hülse 5 zwischen den Klemmtellern 2.1 und 2.2 zentriert.
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An der Oberfläche der Hülse 5 bzw. an der Oberfläche einer gewickelten Spule 6 liegt eine Treibwalze 7 an. Die Treibwalze 7 ist mit einem hier nicht dargestellten Walzenantrieb gekoppelt, der die Treibwalze 7 mit im wesentlicher konstanter Geschwindigkeit zum Aufwickeln eines Fadens antreibt. Über Friktion wird die Hülse 5 zu einer Spulendrehzahl angetrieben, so dass ein Faden 28 auf der Hülse 5 zu einer Spule 6 aufgewickelt wird.
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Zum Aufwickeln des Fadens ist der Treibwalze 5 im Fadenlauf eine Changiereinrichtung 8 mit einem oszillierend angetriebenen Changierfadenführer 9 vorgeordnet. Der Changierfadenführer 9 wird durch einen Riemenantrieb 10 angetrieben. Hierbei ist es üblich, dass der Changierfadenführer 9 an einem Riemen befestigt ist, der über mehrere Umlenkrollen und eine Antriebsrolle geführt wird. Der Riemenantrieb 10 wird durch den Elektromotor 11 betrieben.
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Dem Changierfadenführer 9 ist im Fadenlauf ein Kopffadenführer 27 vorgeordnet, welcher den Zulauf des Fadens in die Aufwickelvorrichtung führt.
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In den 1 und 2 ist die normale Betriebssituation dargestellt, bei welcher der Faden 28 über den Kopffadenführer 27 zugeführt wird und kontinuierlich zur Spule 6 gewickelt wird. Dabei wird der Faden 28 durch den Changierfadenführer 9 oszillierend parallel zur Spulenoberfläche hin- und hergeführt, so dass sich eine Kreuzwicklung ergibt.
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Im Fadenlauf zwischen der Changiereinrichtung 8 und dem Kopffadenführer 27 ist eine Hilfseinrichtung 12 angeordnet, durch welche die Fadenführung während eines Spulenwechsels erfolgt. Die Hilfseirichtung 12 weist einen seitlich angeordneten Saugrüssel 13 auf, der ein bewegliches Sauende 14 mit einer Saugöffnung 20 aufweist. Innerhalb des Saugrüssels 13 ist ein Saugkanal 37 ausgebildet, der mit einer hier nicht dargestellten Absaugeinrichtung und einem Abfallbehälter verbunden ist. Der Saugrüssel 13 weist ein zum Saugende 14 gegenüberliegendes Anschlussende 17 auf, das drehbar gelagert ist und mit einem Drehantrieb 18 gekoppelt ist.
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Der Drehantrieb 18 weist einen Schrittmotor 19 auf, um an dem Saugende 14 des Saugrüssels 13 eine Schwenkbewegung zu initiieren.
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Wie insbesondere aus der Darstellung in 1 hervorgeht, ist der Saugrüssel mit einer zwischen dem Saugende 14 und dem Anschlussende 17 ausgebildeten Krümmung 16 versehen. Insoweit weist der Saugrüssel 13 einen ersten Längsabschnitt 15.1 mit dem Saugende und einen zweiten Längsabschnitt 15.2 mit dem Anschlussende 17 auf. Der Längenabschnitt 15.1 ist hierbei wesentlich länger ausgeführt und lässt sich im Sinne eines Uhrzeigers im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn bewegen.
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Zur weiteren Erläuterung des Saugrüssels 13 wird zusätzlich zu den 3.1, 3.2 und 3.3 Bezug genommen. In den 3.1 bis 3.3 ist das Saugende 14 des Saugrüssels 13 in mehreren Ansichten dargestellt. In 3.1 ist eine Vorderansicht, in 3.2 eine Draufsicht und in 3.3 eine Seitenansicht gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
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An dem Saugende 14 des Saugrüssels 13 ist eine Halterung 29 befestigt. Die Halterung 29 weist mit einem Abstand zur Saugöffnung 20 ein Führungsblech 30 auf. Das Führungsblech 30 trägt an einer Unterseite eine Führungskante 31, die zur Umlenkung des Fadens dient. An einer Seitenflanke des Führungsbleches 30 ist ein Fadenführer 32 eingelassen, der eine offene Führungsnut 33 aufweist. Der Fadenführer 32 ragt an dem Führungsblech 30 gegenüber dem Saugrüssel 13 hervor. Hierbei liegen der Fadenführer 32 und die Saugöffnung 20 im wesentlichen in einer Fadenlaufebene.
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An dem Saugende 14 weist der Saugrüssel 13 eine durchgehende Fadenkerbe 34 auf, um einen Faden quer zur Saugöffnung 20 zu führen. Durch die Fadenkerbe 34 am Ende des Saugrüssels 13 lässt sich der Faden derart quer zur Saugöffnung 20 führen, dass bereits eine Saugwirkung am Faden wirksam wird. Die Fadenkerbe 34 am Saugende 14 wirkt mit der Führungskante 31 am Führungsblech 30, um in der Übernahmeposition ein Fadenende einsaugen zu können.
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Wie aus der Darstellung in 1 und 2 hervorgeht, enthält die Hilfseinrichtung 12 eine im mittleren Bereich angeordnete Schneideinrichtung 21. Die Schneideinrichtung 21 weist einen Messerhalter 22 mit einer Schneide 23 auf, welcher eine zur Changiermitte gerichtete Einlauföffnung aufweist. Dem Messerhalter 22 ist im Fadenlauf ein Fadenführer 24 vorgeordnet. Der Messerhalter 22 und der Fadenführer 24 sind gemeinsam an einem beweglichen Träger 25 gehalten, der über einen Hubantrieb 26 in seiner Höhe verstellbar ausgebildet ist.
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In der 1 und 2 ist die Hilfseinrichtung 12 jeweils außer Betrieb dargestellt. In diesem Fall befindet sich der Saugrüssel 13 in einer Ruheposition. In diesem Fall ist das Saugende 14 des Saugrüssels 13 entgegen der Fadenlaufrichtung seitlich neben dem Changierbereich gehalten.
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Die Schneideinrichtung 21 befindet sich ebenfalls in einer unteren Ruhestellung außerhalb des Fadenlaufs.
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Für den Fall, dass eine Spule ihren gewünschten Durchmesser aufweist, wird ein Spulenwechsel eingeleitet. In 4.1 und 4.2 ist die Situation dargestellt, in welcher eine Fadenübernahme durch die Hilfseinrichtung bevorsteht. 4.1 zeigt eine Draufsicht und in 4.2 ist eine Seitenansicht der Betriebssituation zur Übernahme des Fadens gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
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Zur Einleitung des Spulenwechsels wird zunächst der Drehantrieb 18 zum Verschwenken des Saugrüssels 13 aktiviert. Der Saugrüssel 13 wird aus der Ruheposition in eine Übernahmeposition geführt. Innerhalb der Übernahmeposition ist der Saugrüssel 13 im wesentlichen quer zum Fadenlauf ausgerichtet, wobei die Führungskante 31 des Führungsbleches 30 am Saugende 14 über den Fadenlauf geführt ist. Anschließend wird die Schneideinrichtung 21 über den Hubantrieb 26 aus der Ruhestellung in die Betriebsstellung und damit in den Fadenlauf des Fadens 28 geführt. Der Faden wird hierbei von dem Fadenführer 24 erfasst und an der Führungskante 31 des Führungsbleches 30 derart umgelenkt, dass der Faden 28 quer zur Saugöffnung 20 am Saugende 14 verläuft. In dieser Situation wird der Faden durch den Changierfadenführer 9 geführt. Bei einer fortschreitenden Bewegung des Changierfadenführers 9 zu einem Hubende wird der Faden 28 in die Einlauföffnung des Messerhalters 22 geführt und durch die Schneide 23 durchtrennt. Das lose Fadenende wird sofort über die Saugöffnung 20 aufgenommen und über den Saugkanal 37 zu einem Abfallbehälter kontinuierlich geführt. Die Schneideinrichtung 21 wird durch den Hubantrieb 26 in der Ruhestellung zurückgeführt.
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Nachdem die Spule an dem Spulenhalter durch eine neue Hülse ersetzt wurde, lässt sich der Aufwickelvorgang des Fadens fortsetzen. Zu diesem Zweck wird der Drehantrieb 18 der Hilfseinrichtung 12 erneut aktiviert. Hierbei wird zunächst der Saugrüssel 13 entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung der Ruheposition verschwenkt. Hierbei wird der Faden von der Führungskante 31 des Führungsbleches 30 abgestreift und verläuft unmittelbar in die Saugöffnung 20 des Saugrüssels 13. Sobald der Faden die Führungskante 31 des Führungsbleches 30 verlassen hat, wird die Drehbewegung des Drehantriebes 18 umgekehrt, so dass sich der Saugrüssel 13 im Uhrzeigersinn bewegt und in Richtung einer Übergabeposition geführt wird. Hierbei wird der Faden selbsttätig in den an der Seitenflanke des Führungsbleches 30 ausgebildeten Fadenführer 32 aufgenommen. Zwischen dem Fadenführer 32 und der Saugöffnung 20 wird nun ein Fadenabschnitt des Fadens 28 am Saugende 14 des Saugrüssels 13 geführt.
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Zur Erläuterung der Übergabe des Fadens wird nachfolgend zu der 5 Bezug genommen. In 5 ist der Saugrüssel 13 in der Übergabeposition gehalten. In der Übergabeposition ist die Länge des Längenabschnittes 15.1 des Saugrüssels 13 bzw. die Position des Drehantriebes 18 derart gewählt, dass der sich zwischen dem Fadenführer 32 und der Saugöffnung 20 erstreckende Fadenabschnitt den Umfang des Klemmtellers 2.1 kontaktiert. Diese Situation ist in 5 dargestellt.
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An dem Klemmteller 2.1 ist am Umfang ein Einschnitt 36 mit einer Fangnase 35 ausgebildet. Bei fortschreitender Bewegung des Klemmtellers 2.1 fällt somit der Fadenabschnitt des Fadens 28 am Rand des Klemmtellers 2.1 in den Einschnitt 36 und wird somit durch die Fangnase 35 gefangen. Der Klemmteller 2.1 weist an einer Innenseite einen Klemm- und Schneidmechanismus auf, so dass der zulaufende Faden fixiert und an der Hülse 5 angewickelt werden kann. Hierbei lässt sich der Faden selbsttätig von dem Changierfadenführer 9 erfassen, so dass eine neue Spulenreise beginnt. Der Saugrüssel 13 wird in seine Ruheposition zurückversetzt, wobei der Saugrüssel 13 vorzugsweise entgegen dem Uhrzeitersinn verschenkt wird. Der Saugrüssel 13 lässt sich dabei über einen Schwenkwinkel von ca. 180° führen. Grundsätzlich sind die verschiedenen Positionen und Schwenkwinkel des Saugrüssels 13 beispielhaft. Im Extremfall wäre es auch möglich, dass der Saugrüssel 13 einen Schwenkwinkel von 360° durchlaufen könnte.
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An dieser Stelle sei noch darauf hingewiesen, dass die konstruktive Ausbildung der Hilfseinrichtung 12 insbesondere der mechanischen Einrichtungen zur Fadenführung teilweise beispielhaft sind. So lässt sich das Saug-ende 14 des Saugrüssels 13 auch ohne eine Halterung 29 ausführen, wobei zusätzliche Fadenführungselemente beispielsweise in der Übergabeposition oder in der Übernahmeposition angeordnet werden könnten. Ebenso ist die Ausbildung des Führungsbleches an der Halterung 29 beispielhaft. Wesentlich für die Erfindung ist die Beweglichkeit des Saugrüssels und die damit verbundene flexible Fadenführung während des gesamten Spulenwechsels.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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