DE10232897B4 - Spule - Google Patents

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Abstract

Spule (1, 20) mit zwei Flanschen (2, 3, 19, 26) und einem Kern (4, 27, 35)
und mit Zugankern (5, 21, 29, 39, 42) zum Fixieren der Flansche (2, 3, 19, 26) und des Kerns (4, 27, 35) in der für die Spulengestalt massgeblichen Anordnung,
wobei die Zuganker (5, 21, 29, 39, 42) durch Löcher (9, 10, 34, 48) in den Flanschen (2, 3, 19, 26) gesteckt werden,
beide Enden (7, 8, 37) der Zuganker (5, 21, 29, 39, 42) umgeformt sind und von den Mittelabschnitten (6, 41) der Zuganker radial abkragende Abschnitte (7, 8, 25, 30, 37, 43) aufweisen,
und radial abkragende Abschnitte der Zuganker (5, 21, 29, 39, 42) durch ein etwa rechtwinklig abgebogenes Ende (7, 25, 30, 37, 43) des Zugankers (5, 21, 29, 39, 42) gebildet werden,
wobei die Loecher (9, 10, 34) in einem Flansch (2, 3, 19, 26) so...

Description

  • Spule mit zwei Flanschen und einem Kern und mit Zugankern zum Fixieren der Flansche und des Kerns in der für die Spulengestalt massgeblichen Anordnung, wobei die Zuganker durch Löcher in den Flanschen gesteckt werden, beide Enden der Zuganker umgeformt sind und von den Mittelabschnitten der Zuganker radial abkragende Abschnitte aufweisen und radial abkragende Abschnitte der Zuganker durch ein etwa rechtwinklig abgebogenes Ende des Zugankers gebildet werden, wobei die Loecher in einem Flansch so gross sind, dass die zugeordneten, etwa rechtwinklig abgebogenen Enden der Zuganker in deren Längsrichtung durchgesteckt werden können und Mittel aufweisen zum Fixieren des etwa rechtwinklig abgebogenen Endes der Zuganker in der Flanschwand in der fertig montierten Anordnung.
  • Eine Spule der eingangs genannten Art ist aus der US 5897075 bekannt. Nach diesem Vorschlag werden an ihren Enden U-förmig hochgestellte Drahtbügel durch passende Öffnungen in den Spulenflanschen innerhalb des Spulenkerns durchgeschoben. Die Länge der Zuganker zwischen den U-förmigen Schenkeln entspricht in etwa der Spulenbreite außen, wobei die hochgestellten U-Schenkel an der fertig montierten Spule in die Flanschwand eingelassen sind. Bei durchgestecktem Zuganker wird dieser um die Längsachse seines Mittelabschnitts gedreht und die hochgestellten U-Schenkel verriegeln dabei die beiden Flansche und den dazwischen angeordneten Kern in der die Spulengestalt ausmachenden Anordnung.
  • Zur Sicherung der verriegelten Anordnung werden die hochgestellten U-Schenkel mit ihrem freien Ende bei der Drehbewegung über eine Rampe in einen Rastsitz geführt. Nachteilig dabei ist, daß die Wickelspannung bei den hochgestellten U-Schenkeln auf deren freie Enden drückt, die U-Schenkel also einer nennenswerten Biegebeanspruchung unterliegen, was die Spulenflansche beim Wickelvorgang auffedern läßt. Die unerwünschte Elastizität beim Zusammenhalt der Spulenflansche und die notwendige Elastizität zum Überführen der freien Enden der U-Schenkel in die Rastposition stehen in einem unvereinbaren Gegensatz.
  • Hinzu kommt, daß eine derartige Konstruktion mit Rampe und Rastsitz bei Holzspulen, die in dem hier behandelten Anwendungsbereich den Markt beherrschen, nicht kostengünstig herstellbar ist.
  • Ein weiterer Vorschlag für eine Spule ähnlicher Art ist aus der EP 1176111 A2 bekannt. Dabei handelt es sich um eine Holzspule. Die beiden Flansche haben fluchtende Durchstecklöcher für die Zuganker, wobei die Löcher dem Querschnitt der Zuganker entsprechen. Ein Ende der dort gezeigten stangenförmigen Zuganker ist abgewinkelt und das abgewinkelte Ende dient als Anschlag beim Durchstecken und als Widerlager bei der Verbindung der Flansche mit dem Kern. Das zweite Ende der Zuganker, das an der gegenüberliegenden Flanschseite außen minimal vorsteht, wird durch eine Klemmmutter gesichert und ist ohne Endverformung ausgebildet. Die Klemmmutter wird in einer pressenartigen Vorrichtung in der die montierte Spule aufgenommen ist, auf die unverformten Enden der Zuganker aufgesteckt und sorgt für die Verspannung der gesamten Spule. Der Kern dieser Spule wird in einer Nut an der Innenseite der Flansche zentriert.
  • Es wird dort auch erwähnt, daß das zweite Stangenende vernietet, aufgeweitet oder verformt werden kann, wobei diese Verformung einen zusätzlichen Ring, eine Unterlegscheibe oder aehnliches sichern soll. Dabei erfolgt die Umformung des zweiten Endes des Zugankers nach dem Fügen der Spule.
  • Nachteilig bei dieser Spule ist, daß zu den Flanschen und dem Kern, sowie den eigentlichen Zugankern, zusätzliche Bauteile erforderlich sind und eine Vorrichtung vom Rang einer Maschine benötigt wird, um die Klemmmuttern aufzudrücken. Die Spule ist nach der Montage nicht mehr ohne Zerstörung zerlegbar.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Spule vorzuschlagen, die in ihrem Aufbau einfacher ist und ohne eine Aufnahmevorrichtung für die Spule bei der Montage auskommt, sowie besonders kostengünstig ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 wiedergegeben. Dabei wird das zweite umgeformte Ende der komplett vorgefertigten Zuganker gegen Ende der Spulenmontage durch ein großes Loch in der zuletzt montierten Flanschwand gesteckt und anschließend vorzugsweise radial nach außen verschoben. In dieser radial nach außen verschobenen Position hintergreift der radial abkragende Endabschnitt am zweiten Ende des Zugankers die Flanschwand und wird durch die Fixiermittel in dieser radial nach außen verschobenen Position gehalten. Dabei umgreifen alle Zuganker klammerartig unmittelbar mit ihren umgeformten Enden die Flanschwände und den dazwischen angeordneten Kern aus dem Kerninnenraum heraus. Dadurch, daß die umgeformten Endabschnitte unmittelbar den Flansch einspannen, ergibt sich ein einstückiger Zuganker, der zumindest die axiale Verspannung der Spule sicherstellt. Zumindest die umgebogenen Endabschnitte der Zuganker sind an der Innenseite der Biegestelle scharfkantig gebogen, um die Biegebeanspruchung der Klammer zu minimieren. Diese scharfkantige Biegung ist zumindest auf einer Seite eines jeden Zugankers ausgebildet. Die Fixiermittel positionieren die Zuganker in radialer Richtung und die umgeformten Enden in ihrer Drehlage bezogen auf die Längsachse der Zuganker. Die so ausgebildeten Zuganker können aus einem Stück industriell vollständig vorgefertigt werden und brauchen keine plastische Verformung bei der Montage. Die Fixiermittel erlauben ein Lösen der Positionierung der Zuganker und damit eine Demontierbarkeit der Spule. Als Mittel zum Fixieren des etwa rechtwinklig abgebogenen Endes des Zugankers ist dieses mit einer weiteren Verformung des freien Stangenendes versehen, der eine Ausnehmung im oder ein Vorsprung aussen am Flansch zugeordnet ist.
  • Eine Seite eines jeden Zugankers kann als Endumformung einen angestauchten Kopf aufweisen, der mit seinem Übergang zum Schaft des Zugankers in ein Loch in dem zugehörigen Flansch eintaucht, das kleiner ist als der Kopf. Die große Bohrung für das zweite umgeformte Längsende des Zugankers ist dann ausschließlich an dem zweiten Flansch angeordnet, ebenso wie die Fixiermittel für diese Seite des Zugankers.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass beide radial abkragenden Enden der Zuganker durch Umbiegen der Stangenenden gebildet werden. Dadurch werden zusätzliche Bauelemente zum Klammern der Flansche überflüssig. Das Umbiegen der Enden der stangenförmigen Zuganker ist ein preiswertes Herstellungsverfahren. Die Zuganker können vollständig industriell vorgefertigt werden. Diese Maßnahme hat zudem den Vorteil, daß beide Flansche gleichartig ausgebildet sein können. Durch Spreizen der umgebogenen, den Klammercharakter ausmachenden Enden der Zuganker und das dabei erfolgende Herausziehen der der Fixierung dienenden stummelförmigen Endabschnitte mit der zweiten Umbiegung aus Vertiefungen im jeweiligen Flansch wird die Spule einfach demontierbar ohne Zerstörung der Zuganker.
  • Alternativ kann die Ausrichtung der abgewinkelten Enden der Zuganker in beliebiger Richtung erfolgen. Die von den Mittelabschnitten der Zuganker abgewinkelten Enden können, bezogen auf den betrachteten Flansch, auch in tangentialer Richtung oder auch nach innen auf die Spulenachse weisen, wenn aufgrund der Größe der Spule für eine solche Anordnung genügend Raum ist.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, der weiteren Umformung des freien Stangendes eine Ausnehmung oder ein Vorsprung aussen im Flansch zuzuordnen. Der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten, innen scharfkantigen Knick an dem betrachteten Endabschnitt der Zuganker ist so elastisch bemessen, daß die zweite Umbiegung bei der Montage und bei der Demontage nach außen gezogen werden kann und in der endgültigen Position des kompletten Zugankers mit der Ausnehmung oder dem Vorsprung verhakt. Bei Verwendung einer Ausnehmung zum Verhaken erhält die gesamte Umformung der Enden die Form eines Handgriffs eines Spazierstocks. Alternativ kann die zweite Umbiegung mit den stummelförmigen Endabschnitten auch in der Flanschebene angeordnet sein. Vorzugsweise soll dann der umgeformte Endabschnitt – der klammernde Teil und der fixierende Teil – in die Flanschwand eingelassen sein.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Löcher im Flansch zum Durchstecken der Zuganker mit ihrem, bezogen auf die Spulenachse, äußeren Umfang auf dem Innenumfang des Kerns liegen. Dadurch wird es möglich, auf zusätzliche Mittel zur Zentrierung des Kerns zu verzichten, da die Zuganker in ihrer fixierten Position diese Aufgabe mit übernehmen.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist geprägt durch mindestens einen Stopfen, mit dem nach Montage der Zuganker verbleibende Lochabschnitte in den Flanschen geschlossen und die Zuganker in dem Restloch fixiert werden. Dabei kann die Sicherung der Zuganker gegen Verdrehung um ihre Längsachse durch die Stopfen selbst und mindestens eine daran angeformte Gabel und/oder durch Vorsprünge oder Ausnehmungen an den Flanschen im Bereich der Endabschnitte der Zuganker erfolgen. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für Spulen aus Kunststoff, bei denen die Stopfen, z.B. mit einem Filmscharnier sofort mit angespritzt werden können.
  • In Weiterführung der Erfindung ist vorgesehen, daß die zweite Abbiegung des Stangenendes in Richtung des Wickelraums der Spule weist und in ein Loch in einer Flanschwand eintaucht. Alle Biegungen der Zuganker sind dann in der gleichen Ebene ausgebildet. Die Ausnehmung kann dann die Form eines Durchgangsloches in der Flanschwand haben.
  • Zur Vereinheitlichung der Flanschausbildung und zur Vereinfachung der Montage kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß beide Enden der stangenartigen Zuganker zweifach abgeknickt sind und die äußersten abgeknickten Abschnitte in die Flanschwand eintauchen.
  • Zur Verbesserung der Belastbarkeit des Flansches an den Tragstellen der Zuganker kann nach einem weiterbildenden Merkmal der Erfindung vorgesehen sein, daß die Zuganker eine flache Längsseite aufweisen. Praktisch kommen dabei Bandeisen oder Vierkantdraht als Vormaterial für die Zuganker in Frage.
  • Die Erfindung wird im einzelnen anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigen:
  • 1 Eine Spule im Halbschnitt nach der Erfindung;
  • 2 einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht von 1;
  • 3 einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht eines Spulenflansches;
  • 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in 3;
  • 5 einen Ausschnitt aus einem Spulenflansch mit einer besonderen Ausbildung eines Endes eines Zugankers;
  • 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI in 5;
  • 7 einen abschnittweise dargestellten Zuganker mit rechteckförmigem Querschnitt;
  • 8 ein Stück Zuganker mit Endabschnitt und spezieller Querschnittsausbildung;
  • In 1 ist eine Sperrholz-Spule 2 gezeigt, die aus zwei Flanschen 2, 3 und einem Kern 4 besteht, wobei die Flansche 2, 3 und der Kern 4 durch vorzugsweise mindestens drei Zuganker 5 zusammengehalten werden. Am Innenumfang des Kerns 4 sind drei Zuganker 6 gleichmäßig verteilt, von denen nur einer gezeigt ist. Die Zuganker 5 werden durch Löcher 9, 10 in den Flanschen 2, 3 gesteckt. Die Zuganker 5 tragen ausgehend von ihrem Mittelabschnitt 6 innerhalb des Kerns 4 an ihren beiden Enden zu einer Klammer abgewinkelte Endabschnitte 7, 8, an deren Enden in den Wickelraum 25 der Spule 1 weisende Zapfen 11, 12 durch eine weitere Umbiegung ausgebildet sind. Die Zapfen 11, 12 dienen der Fixierung des Zugankers in der Spule. Beide Biegungen eines jeden Ankerendes liegen in der gleichen Ebene, einer Längsebene der Spule 1. Die Zapfen 11, 12 greifen in Ausnehmungen 14, 15 in den Flanschen 2, 3 ein, die auf Höhe des Wickelraumes 25 angeordnet sind. Die Zuganker 5 sind aus Vierkantdraht hergestellt. Die Zuganker 5 werden zur Montage der Spule 1 durch die Löcher 9, 10 in den Flanschen 2, 3 gesteckt. Die Löcher 9, 10 sind so bemessen, daß die umgebogenen Enden 7, 8 durch die Löcher 9, 10 passen. Mit ihrem in radialer Richtung, bezogen auf die Spulenachse 22 äußeren Umfang 23 (2) berühren die Löcher 9, 10 den Innenumfang 24 des Kerns 4. Der Abstand der Ausnehmungen 14, 15 von den Umfangsabschnitten 23 der Löcher 9, 10 entspricht genau der lichten inneren Weite der U-förmig gebogenen Enden der Zuganker 5, so daß die Zuganker 5, wenn ihre Zapfen 11, 12 in die Ausnehmungen 14, 15 eingerastet sind, in jeder Hinsicht fixiert sind. Das bezieht sich auf die radiale Lage der umgeformten Enden hinsichtlich der Spulenachse 22 und auf ihre Drehlage bezogen auf die Längsachse des Zugelements 6. Die Fixierenden 11, 12 mit einem Schraubenzieher kann die Spule 1 wieder zerlegt werden.
  • Die in 3 und 4 gezeigte Kunststoffspule 20 umfaßt zwei Flansche 19, von denen nur einer gezeigt ist, einen Kern 35 und Zuganker 21, die die Flansche 19 und den Kern 35 in der die Spule prägenden Gestalt zusammenhalten. Der Zuganker 21 hat einen die gesamte Länge der Spule durchgreifenden mittleren Abschnitt und an beiden Enden einen rechtwinklig abgebogenen Endabschnitt 25, der sich in einer Tasche im Flansch 19 in radialer Richtung von der Spulenachse 36 nach außen erstreckt. Ein Loch 48 unterhalb des abgewinkelten Endes 25 des Zugankers 21 ist durch einen Stopfen 18 nach Abschluß der Montage verschlossen worden. Dadurch ist der Zuganker in radialer Richtung, bezogen auf die Spulenachse 36 fixiert. Zur Sicherung der Drehlage des Zugankers 21 sind zwei Vorsprünge 16, 17 radial außerhalb des Loches 48 mit dem Stopfen 18 vorgesehen, die das abgebogene Ende 25 des Zugankers zwischen sich einschließen.
  • Die in 5 und 6 gezeigte Sperrholzspule besteht aus zwei Flanschen 26, die in der bekannten Anordnung einen Kern 27 zwischen sich einschließen und durch Zuganker 29 zusammengehalten werden. Die Zentrierung des Kerns 27 erfolgt über eine Stützronde 28, wobei die Flansche 26 und die Stützronde im Kernbereich kongruente Öffnungen 34 aufweisen, die so bemessen sind, daß die umgebogenen Enden 30 der Zuganker 29 in Richtung der Längsachse der Spule und der sich dazu parallel erstreckenden Längsachse des Zugankers 29 durchsteckbar sind. Die Enden 30 des Zugankers 29 erstrecken sich in radialer Richtung bezogen auf die Zentralbohrung 33 in der Spulenmitte. Die freien Enden der umgebogenen Endabschnitte 30 sind mit angeformten und durch einen weiteren Biegevorgang in Umfangsrichtung der Spule entstandenen Zapfen 31 versehen. Sowohl die Endabschnitte 30 als auch die Zapfen 31 sind zumindest teilweise in der Form, der Endabschnitte und ihrer Zapfen 31 angepaßten Ausnehmungen 32 in den Flansch 26 eingelassen. Durch die Paßform der Ausnehmung 32 ist der komplette Zuganker 29 mit seinen Endabschnitten 30 und seinen Zapfen 31 ohne Freiheitsgrad, bezogen auf die Spule, fixiert.
  • In 7 ist ein Zuganker 39 insbesondere für eine Holzspule gezeigt, der am Übergang des zentralen Zugabschnittes auf den in der Flanschebene liegenden Abschnitt scharfkantig hochgebogene Endabschnitte 37 trägt, die mit nach innen umgebogenen Zapfen 40 abschließen. In Aufbau und Wirkungsweise entspricht der Zuganker 39 dem Zuganker 6 aus 1. Der Zuganker 39 hat als Besonderheit einen rechteckigen Querschnitt 38. Die Endabschnitte 37 und die Zapfen 40 sind über die Breitseiten des Rechteckquerschnitts gebogen. An den tragenden Stellen am – hier nicht gezeigten – Flansch der Spule liegt der Querschnitt mit seiner breiten Flachseite 49 auf.
  • In der Ausführungsform des Zugankers 42 nach 8 für eine Holzspule ist das Ausgangsmaterial ein runder Draht, wie aus der Schnittdarstellung bei 45 ersichtlich. Der Zuganker 42 entspricht dem Zuganker 5 in 1. Gezeigt ist dabei nur der linke Abschnitt des Zugankers in 1. Der Runddraht mit dem bei 45 dargestellten Profil erstreckt sich fast bis über die gesamte Länge der – nicht gezeigten – Spule in deren Innerem. In seinem äußeren Bereich mit dem abgewinkelten Endabschnitt 43 und dem daran ausgeformten noch einmal abgebogenen Zapfen 46 ist das Rundmaterial abgeplattet, wie aus der Querschnittdarstellung bei 44 ersichtlich und liegt mit seiner Flachseite 47 am und im Flansch an, um die Flächenpressung zwischen Zuganker und Flansch zu reduzieren und die erforderlichen Kräfte zum Aufbiegen der umgebogenen Enden der Zuganker herabzusetzen.
  • Die Endabschnitte 7, 8, 37 und 43 sind von ihrer Länge und Querschnittsbemessung so ausgebildet, daß sie um das vorstehende Maß der Zapfen 11, 12, 40, 46 von Hand – ggf. mit einem Werkzeug elastisch aufgebogen werden können und zum Abschluß der Montage der Zuganker und nach Lösen der Aufbiegung elastisch in eine Vertiefung 14, 15 (1) im Spulenflansch zurückfedern. Entsprechendes gilt für die Endabschnitte 25 in 3 und 4 sowie für den Endabschnitt 30 in 5 und 6.

Claims (8)

  1. Spule (1, 20) mit zwei Flanschen (2, 3, 19, 26) und einem Kern (4, 27, 35) und mit Zugankern (5, 21, 29, 39, 42) zum Fixieren der Flansche (2, 3, 19, 26) und des Kerns (4, 27, 35) in der für die Spulengestalt massgeblichen Anordnung, wobei die Zuganker (5, 21, 29, 39, 42) durch Löcher (9, 10, 34, 48) in den Flanschen (2, 3, 19, 26) gesteckt werden, beide Enden (7, 8, 37) der Zuganker (5, 21, 29, 39, 42) umgeformt sind und von den Mittelabschnitten (6, 41) der Zuganker radial abkragende Abschnitte (7, 8, 25, 30, 37, 43) aufweisen, und radial abkragende Abschnitte der Zuganker (5, 21, 29, 39, 42) durch ein etwa rechtwinklig abgebogenes Ende (7, 25, 30, 37, 43) des Zugankers (5, 21, 29, 39, 42) gebildet werden, wobei die Loecher (9, 10, 34) in einem Flansch (2, 3, 19, 26) so gross sind, dass die zugeordneten, etwa rechtwinklig abgebogenen Enden (7, 8, 25, 30, 37, 43) der Zuganker (5, 21, 29, 39, 42) in Längsrichtung der Zuganker (5, 21, 29, 39, 42) durchgesteckt werden können, und Mittel (11, 12, 16, 17, 18, 31, 40, 46) aufweisen zum Fixieren des etwa rechtwinklig abgebogenen Endes (7, 8, 25, 30, 37, 43) der Zuganker (5, 21, 29, 39, 42) in der Flanschwand in der fertig montiert Anordnung dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (11, 12, 16, 17, 18, 31, 40, 46) zum Fixieren des etwa rechtwinklig abgebogenen Endes des Zugankers (5, 21, 29, 39, 42) von einer weiteren Umformung des freien Endes des Zugankers (5, 21, 29, 39, 42) gebildet werden, dem eine Ausnehmung (14, 15, 32) im oder ein Vorsprung (16, 17) aussen am Flansch (2, 3, 19, 26) zugeordnet ist.
  2. Spule (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide radial abkragenden Endabschnitte (7, 8, 25, 30, 37, 43) der Zuganker (5, 21, 29, 39, 42) durch Umbiegen gebildet werden.
  3. Spule (1, 20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Umformung des freien Endes des Zugankers (5, 21, 29, 39, 42) durch eine Abbiegung gebildet wird.
  4. Spule (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (9, 10) im Flansch (2, 3) zum Durchstecken der Zuganker mit ihrem, bezogen auf die Spulenachse (22), äußeren Umfang (23) auf dem Innenumfang (24) des Kerns (4) liegen.
  5. Spule (20) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen Stopfen (18) als Teil der Mittel zum Fixieren, mit dem, nach Montage der Zuganker (21) verbleibende Lochabschnitte in den Flanschen (19), die Zuganker (21) in dem Loch (48) fixiert werden.
  6. Spule (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Abbiegung des Zugankers (11, 12, 40, 46) in Richtung des Wickelraums (25) der Spule (1) weist und in ein Loch (14, 15) in einer Flanschwand (2, 3) eintaucht.
  7. Spule (1) nach Anspruch 1, Anspruch 3 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden (7, 8, 37) der Zuganker (5, 39) zweifach abgeknickt sind und die äußersten abgeknickten Abschnitte (11, 12, 40) in die Flanschwand (2, 3) eintauchen.
  8. Spule nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker (39, 42) eine flache Längsseite (47, 49) aufweisen.
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