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Wicklung aus sich selbsttätig abspulendem Band sowie ein Verfahren
und eine Einrichtung zu ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft eine Wicklung eines
sich selbsttätig abspulenden Bandes sowie ein Verfahren und eine Einrichtung zu
deren Herstellung.
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Es ist bereits bekannt, zum Herstellen einer im Luftraum verwendbaren
Waffe ein verdrilltes Band in Spiralform aufzuwickeln und dieses Band zusammen mit
einem Fallschirm in einem Gehäuse aufzubewahren. Diese Waffe kann dann von einem
Flugzeug so ausgeworfen werden, daß sicb das Band abspult und am Fallschirm nach
unten hängt. Insbesondere bei einer Vielzahl solcher schwebender Bänder im Raum
kann eine wirksame Barriere zum Schutz eines Objektes gegen Luftangriffe geschaffen
werden. Das Band kann dabei an einer Längskante mit Zacken versehen sein, die zusammen
mit der Verdrillung die Wirkung dieser Waffe erhöhcn.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Wicklung zu schaffen,
die bei Freigabe sich selbst abspult und den aufgewickelten Draht in einer vorbestimmten
Richtung auswirft. Diese Aufgabe wird bei Wicklungen aus einem sich selbst abspulenden
Draht, der in schraubenförmigen Windungen zu einer mehrere Lagen aufweisenden Wicklung
aufgespult ist und von abnehmbaren Halteorganen zusammengehalten wird, gemäß der
Erfindung dadurch gelöst, daß der mindestens einen flachen Streifen aufweisende
Draht einen flachen Querschnitt aufweist und in aufgespultem Zustand elastisch derart
verformt ist, daß er sich selbsttätig in seiner Längsrichtung um eine im Draht liegende
Verdrillachse zu verdrillen bestrebt ist. Bei Freigabe wirft sich in überraschender
Weise ein solches Band aus den Kern heraus in Achsrichtung der Wicklung praktisch
auf seiner ganzen Länge unter der Wirkung der gespeicherten Energie aus. Beispielsweise
kann auf diese Weise eine Verbindung zwischen zwei Stellen hergestellt werden, wie
auf See zwischen Schiffen oder um einen Wasserlauf vor Errichtung einer Brücke zu
überspannen.
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Stößt das vordere Bandende während seines Fluges auf ein Hindernis,
so häuft sich das Band zu einer verwirrten Masse auf. Die erfindungsgemäße Wid lung
kann daher auch dazu benutzt werden, ein einer Stacheldrahtsperre ähnliches Hindernis
aufiurichten Der flache Querschnitt des aufgespulten Materials ist ein besonders
vorteilhaftes Merkmal der Erfindung, da es für ein einwandfreies Abspulen des Bandes
notwendig ist, daß das aufgespulte Material während des Abspulens derart seine äußere
Form ändert, daß die etwa zylindrische Gestalt jeder Windung in eine langgestreckte
Form übergeht. Dabei verdrillt sich das Band gleichzeitig, so daß seine Breitflächen
Schraubenflächen
um seine Längsmittelachse bilden.
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Dies bietet gegenüber einem Draht mit kreisförmigem Querschnitt vor
allem dann beträchtliche Vorteile, wenn die erfindungsgemäße Wicklung zur Errichtung
eines einer Stacheldrahtsperre ähnlichen Hindernisses dient. Entlang einer oder
beider Kanten eines Bandes kann nämlich leicht eine an sich bekannte messerähnliche
Schneide oder hakenförmige Verzahnung vorgesehen werden, was bei einem Draht mit
rundem Querschnitt praktisch unmöglich ist. Wird eine Verzahnung angebracht, so
liegt diese in der Wicklung flach in den Windungsflächen, ohne daß sie sich in benachbarte
Windungen verhaken kann, wohingegen eine Verzahnung bei rundem Draht dazu führt
daß sich einander benachbarte Windungen ineinander verhaken und infolgedessen beim
Abspulen der Wicklung von diese ganze Schlingen abgezogen werden. Außerdern können
an den einander
zugekehrten Breitflächen zweier oder mehrerer Streifen,
die zu einem mehrschichtigen Band aufeinandergelegt sein können, federnde spitze
Zungen vorgesehen sein, ohne daß Schlingenbildung beim Auf-und Abspulen der Wicklung
auftritt.
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Die erfindungsgemäße Wicklung weist also eine erhebliche Länge eines
sich selbst abspulenden Bandes auf, das in mehreren etmn zylinderförmigen Lagen,
deren jede mehrere schraubenförmig verlaufende Windungen aufweist, aufgespult ist.
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Vorzugsweise wird die Wicklung um einen zusammenlegbaren Spulenkern
herum ausgeführt. Erfindungsgemäß speichert das Band in der Wicklung eine erhebliche
Menge elastischer Energie, die bestrebt ist, das Band in seiner Längsrichtung kräftig
um seine Längsmittelachse zu verdrillen, so daß seine Oberflächen Schraubenflächen
bilden. Es werden deshalb Halteorgane benötigt, die die Wicklung in ihrer etwa zylindrischen
Form halten, so daß die elastische Energie im Band gespeichert bleibt. Ferner werden
Einrichtungen vorgesehen, durch die willkürlich wenigstens ein Teil der Halteorgane
unwirksam gemacht werden kann, beispielsweise Einrichtungen zum Zusammenlegen des
Spulenkernes, so daß sich das Band selbsttätig, wie erwähnt, nach und nach von seinem
einen zum anderen Ende stetig verdrillen kann. Wird auf diese Weise das Band freigegeben,
so schnellt es sich infolge der frei werdenden, gespeicherten elastischen Energie
schnell selbsttätig von der Wicklung weg.
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Infolge der elastisch begradigten, dauerhaften Verdrillung des elastischen
Bandes der Wicklung sowie der Tatsache, daß das Band flach zu einer mehrere Lagen
umfassenden, etwa zylindrischen Wicklung aufgespult ist, deren Lagen jeweils mehrere
schraubenförmig verlaufende Windungen aufweisen, befähigt die in dem Band gespeicherte
elastische Energie, die beim Abspulen, an einem Ende des Bandes beginnend, freigegeben
wird, das zuerst frei werdende Bandende dazu, nahezu augenblicklich von der Wicklung
mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise etwa 64 km in der Stunde fortzufliegen,
und zwar über Entfernungen von 24 m und mehr. Überraschend und besonders vorteilhaft
ist dabei, daß das Band sich, wenn es sich von der Wicklung abspult, auffallend
geradlinig fortbewegt, ähnlich einem Wasserstrahl, sich jedoch, wenn sein vorderes
Ende auf ein Hindernis auftrifft, dort zu einer wirren Masse aufhäuft.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die erfindungsgemäße
Wicklung auch ein eine Einheit bildendes lamelliertes Band haben, welches zu einer
mehrere Lagen aufweisenden, etwa zylindrischen Wicklung schraubenförmig aufgespult
ist. Dieses Band umfaßt dann wenigstens einen ersten und einen zweiten Streifen,
die in den Windungen der Wicklung aufeinandergepreßt werden, jedoch voneinander
getrennt werden können. Ferner können wenigstens an einem der beiden Streifen mehrere
Teile, beispielsweise Widerhaken, vorgesehen werden, die von dem anderen Streifen
in der Wicklung federnd flach auf den ersten Streifen gepreßt werden und bestrebt
sind, sich aufzurichten und so von diesem ersten Streifen abzustehen. Eine besondere
Ausführungsform zeigt dabei in Längsrichtung des Bandes im Abstand voneinander angeordnete
Teile, die abwechselnd an dem ersten und zweiten Streifen befestigt und bestrebt
sind, von dem sie tragenden Streifen in Richtung auf
den anderen Streifen abzustehen.
Jedes dieser Teile kann vorteilhafterweise am Ende zugespitzt und an seinen Kanten
mit Zacken versehen sein.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Wicklung aus
sich selbständig abspulendem Band wird vorzugsweise wie folgt durchgeführt: Ein
Baiid wird zuerst durch ein erstes Paar mit ihren Umfangsflächen gegeneinander anliegenden
Rollen und dann wenigstens durch ein zweites, ebensolches Paar hindurchgeführt,
welches im Abstand von dem ersten Paar angeordnet ist. Dieses zweite Paar läßt man
als Ganzes bezüglich des ersten Paares so oft rotieren, daß das zwischen den beiden
Paaren befindliche Bandteilstück in seiner Längsrichtung verdrillt wird und die
Bandbreitflächen Schraubenflächen bilden. Dann wird das als Ganzes rotierende Paar
von Führungsrollen gegen weitere Rotationen gesichert und die elastische Verdrillung
des Bandteilstückes dauerhaft gemacht. Als nächstes wird dann das Band von dem zweiten
Paar gegeneinander anliegender Rollen unter Zugspannung abgezogen und gleichzeitig
daran gehindert, vollständig seine Eigenform wieder anzunehmen. Schließlich wird
das von den Rollen abgezogene Bandteilstück unter Zugspannung schraubenförmig auf
einen lediglich um seine Längsachse drehbaren zylindrischen Spulenkern mit ortsfester
Drehachse in mehreren Lagen aufgewickelt, wobei jede Lage mehrere schraubenförmige
Windungen aufweist.
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Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Patentansprüchen hervor.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen beschrieben; es zeigt
F i g. 1 ein Bandteilstück eines für die erfindungsgemäße Wicklung verwendbaren
Bandes, dessen eine Längskante mit Widerhaken versehen ist, F i g. 2 eine schematische
Darstellung eines ersten Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Wicklung,
F i g. 3 eine ihr Band auswerfende Wicklung, F i g. 4 eine schematische Darstellung
eines weiteren Verfahrens, F i g. 5 eine schematische Darstellung eines weiteren
Verfahrens, wobei zwei Streifen zu einem Band zusammengefügt werden, F i g. 6 eine
schaubildliche Darstellung eines Teilstückes eines mit elastischen, spitzen Zungen
versehenen Streifens, der zur Durchführung des Verfahrens gemäß Fig.5 geeignet ist,
F i g. 7 einen Längsschnitt durch zwei mittels des Verfahrens nach Fig. 5 aufeinandergepreßte
Streifen gemäß Fig.6, F i g. 8 eine schaubildliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform
eines Bandteilstückes mit elastischen, spitzen Zungen, F i g. 9 eine schaubildliche
Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines mit elastischen Widerhaken versehenen
Bandteilstückes, F i g. 10 eine schematische Darstellung eines weiteren Verfahrens.
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Die erfindungsgemäße Wicklung weist ein Band 10 auf, das vorteilhafterweise
aus einem kohlenstoffreichen Federstahl, etwa 6,35 mm breitem und 0,635 mm starkem,
gewalztem Material, herausgeschnitten ist. Wie in Fig. 1 gezeigt, kann eine Längskante
des Bandes 10 als gezackte Schneide 11 ausgebildet sein, sofern mit der Wicklung
eine Art Stacheldrahthindernis oder Stacheldrahtverhau erstellt
werden
soll. Wie bereits erwähnt, kann eine derartige gezackte Schneide bei Verwendung
eines Drahtes mit rundem Querscllnitt praktisch nicht hergestellt werden, da eine
Schneide oder mit dem Draht einstückige Widerhaken längs eines Drahtes mit rundem
Querschnitt nicht ohne wo termes hergestellt werden können. Des weiteren legen sich
an einem Draht runden Querschnittes angebrachte, getrennte Widerhaken oder Spitzen
in einer Wicklung nicht flach, wie dies die gezackte Schneide 11 des Bandes vermag,
so daß sich diese Widerhaken oder Spitzen beim Abspulen des Drahtes in anliegenden
Windungen verfangen und so den Draht völlig verwirren können.
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Wie in F i g. 2 dargestellt ist. kann die erfindung gemäße Wicklung
in einer ihrer Grundausführungsformen so hergestellt werden, daß man zuerst ein
vorderes Ende eines eine beliebige Länge aufweisen den Bandes 10, das zuvor abgeschreckt
und angelassen wurde, durch ein erstes Paar von mit ihren Umfangsflächen gegeneinander
anliegenden Führungsrollen 12 hindurchführt. Es ist dabei von Vorteil, wenn alle
benötigten Führungsrollen genutete Umfangsflächen haben, um eine richtige Lage des
Bandes zwischen diesen Führungsrollen sicherzustellen. Nachdem das Band die Führungsrollen
12 verlassen hat, wird das vordere Ende des Bandes 10 zwischen einem zweiten Paar
von ehensolehen Führungsrollen 13 hindurchgeführt, die zu den Führungsrollen 12
gleichgeordnet und im Abstand von diesen angeordnet sind.
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Nachdem das vordere Ende des Bandes 10 zwischen den Führungsrollen
13 des zweiten Paares hindurchgeführt wurde, werden diese Führungsrollen mittels
eines Gestells 14, in dem sie drehbar gelagert sind, in Richtung des Pfeiles in
F i g. 2 so oft rotiert, daß ein zwischen den beiden Paaren von Führungsrollen befindliches
Bandteilstück 10 A, wie in der Zeichnung dargestellt, verdrillt wird. Dieses verdrillte
Bandteilstück weist eine Anzahl von Schraubengängen auf, deren jeder in einem typischen
Fall des gezeigten Bandes eine Ganghöhe von 63,5 mm haben kann. Die Folge dieser
Verdrillung ist eine plastische Verformung des Bandteilstückes 10 A, so daß letzteres,
wenn sein vorderes Ende freigegeben würde, eine Folge von Schraubengängen mit einer
Ganghöhe von etwa 152 mm bilden würde. Es ist charakteristisch für eine derartige
Verdrillung, daß das Band um eine Achse herum verdrillt wird, die mit seiner Längsmittelachse
zusammenfällt, so daß seine Breitflächen Schraubenflächen bilden. Eine derartige
Verdrillung ist wohl zu unterscheiden von einer Spirale einer flachen Feder, die
um eine Achse herum gebildet wird, die mit keiner innerhalb des Federmaterials liegenden
Linie zusammenfällt und bei der die Breitflächen der Feder etwa zylindrisch und
nicht schraubenförmig sind.
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Nachdem das zwischen den Führungsrollen 12 und 13 befindliche Bandteilstück
10A dadurch dauerhaft verdrillt wurde, daß das zweite Paar von Führungsrollen 13
zusammen mit dem diese Führungsrollen tragenden Gestell 14 als Ganzes rotiert wird,
wird das Gestell 14 gegen weitere Rotation gesichert; das Verdrillen des Bandteilstückes
10A geschieht so, daß es zwar dauerhaft verdrillt wird. jedoch trotzdem seine Elastizität
behält. Dann wird das vordere Ende des Bandes 10 unter beträchtlicher Zugspannung
von den Führungsrollen 13 abgezogen und auf dem Umfang eines drehbaren, angetriebenen
und zusammenleg-
baren Spulenkerns 15 befestigt, dessen Längs2cllse ortsfest ist
und der im Abstand von den Führungsrollen 13 angeordnet ist. Da das Bandteilstück
10A unter Zugspannung zum Spulenkern 15 gezogen wird, kann es seine elastische und
dauerhaft verdrillte Form nicht wieder völlig annehmen, die es auf Grund einer plastischen
Verformung zwischen den Führungsrollen 12 und 13 erhielt; wäre keine Zugspannung
vorhanden, so würde dieses Bandteilstück wieder seine schraubenförmig verdrillte
Form annehmen, beispielsweise mit einer Ganghöhe von 152 mm, die es zwischen den
Führungsrollen 12 und 13 aufgewiesen hatte. Dann wird der Spulenkern 15 in ständige
Drehung versetzt und das Bandteilstück 10A schraubenförmig auf seinen Umfang aufgespult.
Durch eine nicht dargestellte Seitenführungsvorrichtung wird das Band längs des
Spulenkernes hin- und hergeführt, so daß sich eine etwa zylindrische Wicklung mit
mehreren Lagen ergibt, deren jede mehrere schraubenförmige und dicht nebeneinanderliegende
Windungen aufweist, die mit ihren Breitflächen gegen diejenigen der Windungen der
unmittelbar benachbarten Lagen anliegen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Spulenkern 15 in einem solchen
Abstand von den Führungsrollen 13 angeordnet ist, daß das unter Zugspannung von
den letzteren abgezogene Band 10 den Umfang des Spulenkernes und schließlich die
Wicklung etwa in einem solchen Punkt berührt, in dem das Band ohne zusätzliche Kräfte
mit seinen Breitflächen parallel zu der Drehachse des Spulenkernes liegt, d. h.
also in einem Punkt, in dem die im Band verlaufende Querachse des Bandes parallel
zur Drehachse des Spulenkernes ist. Selbstverständlich versuchen die elastischen
Kräfte des Bandes auch bei noch so hoher aufgewendeter Zugspannung, Teilstücke des
Bandes um seine Längsmittelachse zu verdrillen. Das Band wird daher in Abhängigkeit
von der Größe der aufgewendeten Zugspannung sowie seiner Verdrillkraft eine schraubenförmige,
verdrillte Form mit einer Ganghöhe einnehmen, die beträchtlich größer als die ursprüngliche
Ganghöhe von 152 mm ist, die es aufweisen würde, wenn sein vorderes Ende völlig
frei wäre. Es wurde festgestellt, daß sich das Band am Beginn jeder neuen Windung
von selbst und ohne zusätzliche niederhaltende Kräfte tangential und flach auf den
Spulenkern bzw. auf die Wicklung legt, wenn der Spulenkern bezüglich der Führungsrollen
13 so angeordnet wird, daß das Band den Spulenkern oder die Wicklung zuerst in einem
Punkt berührt, in dem die im Band verlaufende Querachse des Bandes ohne zusätzliche
Kräfte parallel zur Spulenkernachse ist. Auf diese Weise wird ein Maximum an elastischer
Energie in der Wicklung gespeichert, was nicht der Fall wäre, wenn das Bandteilstück
bei seiner ersten Tangentialanlage gegen den Spulenkern oder die Wicklung das Bestreben
hätte, seine Verdrillung rückgängig zu machen, um an dem Spulenkern bzw. der Wicklung
flach anzuliegen. Eine derartige Anordnung des Spulenkerns 15 bezüglich der Fülirunasrollen
13 bringt den Vorteil einer maximalen Auswerfkraft mit sich, die auf das Band beim
Abspulen der erfindungsgemäßen Wicklung einwirkt.
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Um sicherzustellen, daß das unter Zugspannung auf den Spulenkern
oder die Wicklung aufgewickelte Band auch wirklich in einem solchen Punkt flach
zum Anliegen kommt, wird der Abstand zwischen den Führungsrollen 13 und dem Berührungspunkt
so
gewählt, daß dazwischen eine Verdrillung des Bandes um 1800 um
seine Längsmittelachse stattfindet. Soll das Band in diesem Bereich um mehr als
1800 verdrillt sein, so muß der Spulenkern so weit von den Führungsrollen entfernt
werden, daß sich eine Verdrillung von 360, 540 oder 7200 usw. ergibt. Soll sich
das Band zwischen den Führungsrollen 13 und dem Spulenkern 15 nicht verdrillen,
so muß der Spulenkern unmittelbar an die Führungsrollen herangerückt werden.
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Nachdem die für eine Wicklung 17 erwünschte Anzahl von Lagen in schraubenförmigen
Windungen auf den Spulenkern 15 gewickelt sind, wird das hintere, freie Ende des
Bandes 10 auf der Wicklung in beliebiger Weise befestigt, oder es wird eine Umhüllung
auf die Wicklung aufgebracht, worauf die Wicklung von dem Antriebsmechanismus des
Spulenkerns abgenommen werden kann. Die Befestigung des hinteren, freien Endes des
Bandes 10 oder eine Umhüllung stellen Halteorgane dar, durch die die ungefähr zylindrische
Form der den Spulenkern umschließenden Windungen erhalten und die elastische Energie
im Band gespeichert bleibt. Die Verwendung eines Bandes an Stelle eines Runddrahtes
bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß die Windungen nicht durch äußere Begrenzungen
in Form von Flanschen am zusammenlegbaren Spulenkern gegen seitliches Verschieben
gesichert werden müssen. Derartige Begrenzungen sind bei Wicklungen aus Runddraht
erforderlich, da diese sich sonst abspulen können, wenn ihre außenliegenden Windungen
über den Spulenkern hinausgleiten.
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Soll die erfindungsgemäße Wicklung in Benutzung genommen werden,
so wird sie so gehalten, daß ihre Achse in die Richtung weist, in der das Band ausgeworfen
werden soll. Dann wird der Spulenkern zusammengelegt und somit die im Innern der
Wicklung wirkende Haltekraft entfernt. Nunmehr verdrillt sich das vordere, innere
Ende des Bandes 10 augenblicklich und mit großer Kraft in seine dauerhafte, verdrillte
Form mit einer beispielweisen Ganghöhe von etwa 152 mm, wobei die gespeicherte elastische
Energie frei wird und dieses Ende des Bandes in Richtung der Achse der Wicklung
fortschleudert. Die Folge ist, daß weitere Windungen des Bandes 10 aus dem Innern
der Wicklung herausgeschleudert werden, die nacheinander ihre verdrillte Form annehmen.
Dabei ist die Wirkung der frei werdenden gespeicherten elastischen Energie kumulativ,
und ein immer längeres Bandteilstück nimmt seine gestreckte Form an, so daß das
schon verdrillte Bandteilstück immer weiter in Richtung der Achse der Wicklung fortgeschleudert
wird. Der ganze Vorgang spielt sich mit großer Geschwindigkeit und unter Entfaltung
beträchtlicher Kräfte ab, so daß die erfindungsgemäße Wicklung die ganze Länge des
Bandes 10 sehr schnell auswirft, und zwar mit Geschwindigkeiten von beispielsweise
64 km pro Stunde und über Entfernungen von 24 m und mehr.
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Wie ein typisches Auswerfen des Bandes aus einer erfindungsgemäßen
Wicklung 18 geschieht, ist in F i g. 3 dargestellt. Das Band fließt ähnlich einem
einer Düse entströmenden Wasserstrahl bogenförmig durch die Luft, bis sein Flug
durch ein Hindernis unterbrochen wird oder seine ganze Länge ausgeworfen ist. Wenn
seine Ausbreitung ein gutes Stück innerhalb seiner größten Reichweite unterbrochen
wird, so häuft sich das Band 10 als verwirrte Masse 19 auf.
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Ein gegenüber dem vorstehend geschilderten Verfahren etwas abgewandeltes
Verfahren wird an Hand der F i g. 4 erläutert. Ein Band 20 aus gewalztem Material
wird zuerst durch ein erstes Paar von Führungsrollen 21 hindurchgeführt, die den
Führungsrollen 12 der Fig.2 entsprechen. Dann wird das Band 20 durch eine HF-Induktionsheizspule
22 und einen Ölbadbehälter 23 zum Abschrecken kontinuierlich hindurchgeführt und
anschließend zwischen einem zweiten Paar von Führungsrollen 24 hindurchgezogen,
die in einem Gestell 25 drehbar gelagert sind, welch letzteres wiederum als Ganzes
rotieren kann.
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Nach dem zweiten Paar von Führungsrollen 24 durchläuft das Band 20
einen Röhrenofen 26 und dann ein drittes Paar von Führungsrollen 27, die in einem
dem Gestell 25 entsprechenden Gestell 28 gelagert sind.
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Ehe das kontinuierlich auflaufende Verfahren beginnt, wird das Gestell
25 so oft als Ganzes in Pfeilrichtung rotiert, daß ein Bandteilstück 20A zwischen
den Führungsrollen 21 und 24 in gewünschten und an Hand der F i g. 2 erläuterten
Weise verdrillt wird.
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Zur selben Zeit oder anschließend daran wird das Gestell 28 als Ganzes
doppelt so schnell wie das Gestell 25 in derselben Richtung gedreht, so daß ein
Bandteilstück 20B zwischen den Führungsrollen 24 und 27 ebenso wie das Bandteilstück
20A verdrillt wird. Dann werden die beiden Gestellte25 und 28 verriegelt und das
vordere Ende des Bandes 20 auf dem Umfang eines Spulenkerns 29 befestigt, der im
Abstand von den dritten Führungsrollen 27 angeordnet ist.
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Wiederum wird der Spulenkern 29 bezüglich der beiden Führungsrollen
27 so angeordnet, daß das von diesen unter Zugspannung abgezogene Band den Umfang
des Spulenkerns oder der darauf aufgespulten Windungen in einem Punkt des Bandes
berührt, in dem die im Band verlaufende Querachse des Bandes, ohne daß zusätzliche
Kräfte aufgebracht werden müssen, parallel zu der Achse des Spulenkerns ist. Die
sich hieraus ergebenden Vorteile sind dieselben wie im Beispiel der F i g. 2. Ebenso
kann ein Verdrillen des Bandes um 1800 zwischen den Führungsrollen 27 und dem Spulenkern
29 bzw. der Wicklung zugelassen werden.
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Wird nun der Spulenkern 29 in Drehung versetzt, so wird das Band
20 durch die aufeinanderfolgenden Stationen des Verfahrens gemäß F i g. 4 gezogen.
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Infolgedessen wird das Band zuerst im Bereich des Bandteilstückes
20A verdrillt, dann wird dieses Bandteilstück über seine bezüglich der Elastizität
kritische Temperatur mit Hilfe der HF-Induktionsheizspule 22 erhitzt. Dann wird
dieses Bandteilstück 20A im Ölbadbehälter 23 abgeschreckt. Auf dieses Weise wird
ein sprödes, hartes, abgeschrecktes Material erzielt, das im Bereich im Röhrenofen26
angelassen wird, wodurch die verdrillte Form des Bandes 20 dauerhaft gemacht wird,
ohne daß das Band dabei seine Elastizität einbüßt. Deshalb wird im Band 20 eine
beträchtliche Menge elastischer Energie gespeichert, wenn dieses flach um den Spulenkern
29 herumgewickelt wird und so eine Wicklung 30 bildet; infolge dieser elastischen
Energie ist das Band bestrebt, sich kräftig in Längsrichtung um seine Längsmittelachse
zu verdrillen, so daß seine Breitflächen schraubenförmig gewunden sind.
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Das der F i g. 4 entsprechende Verfahren hat den Vorteil, in sich
geschlossen durchführbar zu sein, so
daß es unmittelbar hinter einer
Walzstraße ausgeführt werden kann, in dc Bandmaterial in der Breite zugeschnitten
und . liter Umständen längs einer Kante gezackt wird. Die Wirkungsweise der Wicklung
30 ist genau dieselbe, wie dies im Zusatz iaenang m-t den F i g. 2 und 3 beschriebeil
wurde.
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Diese Verfahren können mannigfach abgewandelt werden, beispielsweise
indem man an Stelle des Paares von Führungsrollen 13 in Fig.2 das Paar von Führungsrollen
12 als Ganzes in Rotation versetzt; Entsprechendes gilt für das Ausführungsbeispiel
gemäß F i g. 4. Desgleichen können zusätzliche drehbare Paare von Führungsrollen
vorgesehen sein, um das Band nach und nach stärker zu verdrillen wohingegen es gemäß
dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 in den aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten
stets gleichmäßig verdrillt wurde.
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In den F i g. 5 bis 9 sind andere erflndungsgemäße Wicklungen dargestellt,
bei denen Teile, wie beispielsweise spitze Zacken, im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 von den Breitflächen des Bandes abstehen, wenn dieses in bereits beschriebener
Weise ausgeworfen ist. In F i g. 5 ist das Grundsätzliche eines Verfahrens zur Herstellung
derartiger Wicklungen schematisch dargestellt, und da dieses Verfahren bis auf die
Art des verwendeten Bandes mit dem Verfahren gemäß F i g. 2 identisch ist, sei es
im folgenden nur kurz beschrieben. Ferner ist noch zu bemerken, daß die wesentlichen
Merkt male des Verfahrens gemäß F i g. 4 auch auf das im folgenden beschriebene
Verfahren angewandt werden können.
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Von nicht dargestellten Vorräten werden beliebige Längen eines ersten
und eines zweiten Streifens 31 bzw. 32 abgenommen und zwischen einem ersten Paar
von Führungsrollen 33 übereinandergelegt.
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Jeder Streifen ist vorzugsweise aus kohlenstoffreichem Federstahl,
der abgeschreckt und getempert wurde.
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Nachdem die beiden übereinandergelegten Streifen als mehrschichtiges
Band 35 die Führungsrollen 33 verlassen haben, wird dieses Band einem zweiten Paar
von ehensoleken Führungsrollen 36 zugeführt.
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Ein diese Führungsrollen tragendes Gestell 37 wird als Ganzes rotiert,
so daß ein Bandteilstück 35A zwischen den Führungsrollen 33 und 36 verdrillt wird;
damit wird eine pl-tische Verformung des Bandteilstückes 35A erzielt, wie sie an
Hand der F i g. 2 beschrieben wurde. Anschließend wird das Gestell 37 gegen weitere
Rotation gesichert und das vordere Ende des zweischichtigen Bandes 35 unter starker
Zugspannung zu einem drehbaren Spulenkern 39 gezogen. Mittels Seitenführungsvorrichtungen
wird das Band längs des Spulenkerns hin- und hergeführt, so daß sich durch Drehen
des letzteren elne ungefähr zylindrische Wicklung mit mehreren Lagen ergibt, in
der eine Vielzahl schraubenförmiger Windungen aneinander und mit ihren BreitRächen
gegen die Windungen der benachbarten Lagen anliegen. Der Spulenkern 39 wird bezüglich
des zweiten Paares von Führungsrollen 36 vorzugsweise, wie an Hand der F i g. 2
beschrieben, angeordnet, so daß das Band 3" dazwischen um 180 verdrillt ist. Eine
so um den Spulenkern 39 herumgewickelteWicklung 40 ist in der Lage, unter dem Einfluß
der in ihr gespeicherten elastischen Energie ebenso wie die an Hand der Fi g. 2
beschriebene Wicklung 17 das zweiscllicilltige Band 35 auszuwerfen; dabei ergeben
sich gegenüber der bereits beschriebenen Wicklung 17 lediglich einige zusätz-
liche
Merkmale, die nachfolgend geschildert werden sollen.
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Wie in Fig. 5 dargestellt, sind die das Band 35 bildenden beiden
Streifen 31 und 32 mit einer Vielzahl von Teilen 42 versehen, die im Abstand voneinander
längs der Längsmittelachse eines jeden Streifens angeordnet sind. Eine in Fig.6
dargestellte Ausführungsform eines solchen Teils ist aus kohlenstoffreichem Federstahl
und aus Flachmaterial ausgeschnitten; es hat zwei in entgegengesetzten Richtungen
der Längsmittelachse des sie tragenden Streifens, beispielsweise des Streifens 32,
weisende spitze Zungen.
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Wenn diese Teile 42 nicht niedergehalten werden, stehen diese Zungen43
von der Breitfläche des Streifens 32 unter einem erheblichen Winkel ab, sc daß die
Spitzen beträchtlich abstehen. Das Teil 42 ist auf dem Streifen 32 mittels zweier
Schweißpunkte 44 befestigt, die im mittleren Teilstück zwischen den beiden Zungen
43 liegen. An jedem der beiden Streifen 31 und 32 kann eine Vielzahl solcher Teile
42 angeschweißt sein.
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Wenn die beiden Streifen 31 und 32 zwischen dem ersten Paar von Führungsrollen
33 zu einem zweischichtigen Band 35 übereinandergelegt werden, müssen die Elemente
42 der beiden Streifen 31 und 32 im Abstand voneinander derart angeordnet sein,
daß immer ein Teil eines Streifens auf eines des anderen Streifens folgt. Dadurch
werden die Spitzen 43 elastisch niedergehalten, wie dies in F i g. 7 gezeigt ist,
in der der besseren Deutlichkeit wegen die Streifen sowie die Elemente 42 mit größerer
Dicke dargestellt wurden, als dies der Wirklichkeit entspricht. Die beiden Streifen
31 und 32 sind also trennbar aufeinandergelegt, und die elastisch flachgedrückten
Zungen 43 eines jeden Elementes 42 haben das Bestreben, sich gegen den gegen sie
anliegenden Streifen hochzustellen. Das Band 35 behält diesen Zustand, weleher in
Fig. 7 dargestellt ist, während des ganzen Vorganges des Verdrillens im Bereich
des Bandteilstückes 35A und des Aufspulens auf den Spulenkern 39 bei. Wenn nun der
Spulenkern 39 zusammengelegt wird und das Band 35 sich unter der Wirkung der kumulativ
frei werdenden, gespeicherten elastischen Energie selbst auswirft, wie dies vorstehend
schon beschrieben wurde, trennen sich die beiden Streifen 31 und 32 voneinander,
so daß die Spitzen 43 der Elemente 42 hochfedern können und einen Winkel mit dem
sie tragenden Streifen bilden, wie dies in F i g. 6 gezeigt ist. Deswegen ist diese
neuartige Wicklung eines sich selbst auswerfenden Eandes besonders zum Errichten
wirkungsvoller Stacheldralitveriiaue geeignet.
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Die Wicklung gemäß den F i g. 5 bis 7 kann noch einige Abwandlungen
erfahren, wie sie an Hand der F i g. 8 und 9 beschrieben werden. F i g. 8 zeigt
einen Streifen 46, der zusammen mit einem weiteren Streifen ein Band 35 bilden kann
und der bei 47 aufgeschnitten ist, so daß spitze Zungen 49 hochgebogen werden können.
Diese werden im Band 35 elastisc niedergehalten, wie dies an Hand der Zungen 43
schon besdirieben wurde, jedoch mit dem Unterschied, daß sie dann völlig in der
Ebene ihres Streifens liegen. Ein aus derartigen Streifen 46 gebildetes lamelliertes
Band ist deshalb flacher als das in F i g. 7 gezeigte, und zwar um die Stärke der
Zungen 49.
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Fig.9 zeigt einen Streifen 52, der eine angvschweißte Doppelzunge
53 aufweist, die den Teilen 42 der F i g. 6 entspricht, jedoch hat sie längs der
Kanten
ihrer elastischen Zungen eine Anzahl von Widerhaken 54. Derartige Widerhaken, wie
sie auch an den Zungen 49 (F i g. 8) vorgesehen werden können, vergrößern die Hinderniswirkung
eines durch eine erfindungsgemäße Wicklung gelegten wirken Band:qaufens. Dasselbe
wird auch erreicht, wenn zusätzlich seitliche Haken oder gezackte Schneiden längs
der Kanten eines jeden Streifens 31, 32, 46 oder 52 vorgesehen werden, wie dies
in Fig. 1 gezeigt ist. Des weiteren können auch mehr als zwei solcher Streifen zu
einem mehrschichtigen Band übereinandergelegt werden, so daß ein ausgelegtes Hindernis,
wenn sich die verschiedenen Streifen beim Auswerfen des Bandes trennen, eine wesentlich
größere Anzahl von Zungen oder Widerhaken aufweist. Wenn mehr als zwei Streifen
übereinandergelegt werden, so können die innenliegenden Streifen des lamellierten
Bandes auf ihren beiden Breitflächen solche Zungen aufweisende Teile tragen.
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In allen Ausführungsbeispielen gemäß den F i g. 5 bis 9 hat das lamellierte,
mehrere übereinandergelegte Streifen aufweisende Band 35 glatte Außenflächen, solange
es im Bereich des Bandteilstückes 35A verdrillt und dann schraubenförmig zu einer
Wicklung 40 aufgespult wird. Deshalb entspricht eine derartige Wicklung sowohl hinsichtlich
ihrer Herstellung als auch hinsichtlich ihres Gebrauchs im wesentlichen den Ausführungsbeispielen
einer erfindungsgemäßen Wicklung nach den F i g. 1 bis 4 und weist daher auch dieselben
Vorteile und Abwandlungsmöglichkeiten auf. Der einzige Unterschied besteht in der
vergrößerten Hinderniswirkung der Ausführungsbeispiele nach den F i g. 5 bis 9,
und dieser Vorteil beruht auf dem lamellierten Aufbau des Bandes, auf Grund dessen
die federnden Elemente zwischen den Streifen niedergehalten werden.
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An Hand der Fig. 10 soll nun ein weiteres Verfahren beschrieben werden,
durch das gewisse Wirkungen vermieden werden, die die vorhergehenden Verfahrensweisen
zur Herstellung eines lamellierten Bandes aus zwei Streifen aufweisen. In dem Ausführungsbeispiel
nach F i g. 5 kann es manchmal vorkommen, daß sich der auf der Innenseite der Windungen
der Wicklung 40 liegende Streifen 32 wirft, da die auf ihn wirkenden Schubkräfte
nicht durch ein Abgleiten der beiden Streifen 31 und 32 aufeinander herabgesetzt
werden können; ein Abgleiten ist deshalb nicht möglich, weil die beiden Streifen
31 und 32 des Bandes als Ganzes und nicht jeder Streifen für sich das Bestreben
haben, eine verdrillte Form anzunehmen.
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Die in jeder Windung der Wicklung auf den innenliegenden Streifen
32 wirkenden Schubkräfte rühren daher, daß die neutrale Faser des zweischichtigen
Bandes in derjenigen Ebene verläuft, in der sich die beiden Streifen berühren. In
Fig. 10 ist dargestellt, wie dieser Nachteil dadurch vermieden werden kann, daß
man jeden einzelnen von zwei Streifen 60 und 61 einem Verfahren unterwirft, wie
es an Hand der Fig. 2, 4 oder 5 beschrieben worden ist. Beispielsweise kann so verfahren
werden, daß man den Streifen 60 zuerst zwischen einem ersten Paar von Führungsrollen
62 und anschließend zwischen einem zweiten Paar von Führungsrollen 63 hindurchführt,
wobei das letztgenannte Paar in einem als Ganzes rotierbaren Gestell 64 gelagert
ist. Wird dieses Gestell und damit das Paar von Führungsrollen 63 als Ganzes rotiert,
so wird der Bereich eines Streifenteil-
stückes 60A zwischen den Führungsrollen 62
und 63 in der beschriebenen erfindungsgemäßen Weise dauerhaft verdrillt, ohne daß
der Streifen dabei seine Elastizität verliert. Anschließend wird der andere Streifen
61 zwischen einem ersten und zweiten Paar von Führungsrollen 66 bzw. 67 hindurchgeführt,
deren letztgenanntes ebenfalls in einem Gestell 68 gelagert ist, das samt den Führungsrollen
als Ganzes rotieren kann. Zwischen den Führungsrollen 66 und 67 kann dann ein Streifenteilstück
61 A verdrillt werden.
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Nachdem die Streifen 60 und 61 von ihrem jeweils zweiten Paar von
Führungsrollen 63 bzw. 67 unter starker Zugspannung abgezogen worden sind, werden
sie daran gehindert, ihre dauerhafte, verdrillte Form anzunehmen. Gleichzeitig werden
sie übereinanderliegend zu einem lamellierten Band zusammengeführt, das schraubenförmig
unter Zugspannung auf einen drehbaren Spulenkern 70 mit ortsfester Drehachse zu
einer mehrere Lagen aufweisenden Wicklung 71 aufgewickelt wird. In dieser Wicklung
ist jeder der beiden Streifen 60 und 61 des Bandes für sich bestrebt, eine verdrillte
Form anzunehmen. Deshalb und weil die beiden Streifen gesondert aufgespult werden,
kann der in den Windungen der Wicklung 71 innenliegende Streifen 61 auf dem Streifen
60 um den geringen Betrag gleiten, der erforderlich ist, um die Druckspannung freizugeben,
die sonst zu Verwerfungen im Streifen 61 führen würde.
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Auf das Verfahren gemäß Fig. 10 sowie die Wicklung nach diesem Verfahren
können sämtliche zuvor beschriebenen Merkmale der Erfindung angewendet werden, wobei
zum Unterschied lediglich jeder der beiden Streifen bis zum Aufspulen auf den Spulenkern
70 für sich behandelt wird und infolgedessen jeder Streifen das Bestreben hat, sich
statt um eine Längsmittelachse eines zwei Streifen aufweisenden lamellierten Bandes
um seine eigene Längsmittelachse zu verdrillen.