DE19607835C2 - Spulspindel - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine Spulspindel nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Eine derartige Spulspindel ist bekannt aus der CH-PS 501 549. Weite­ re Spulspindeln sind bekannt aus GB 20 23 256 A bzw. DE-PS 618 886. Das grundsätzliche Problem derartiger Spulspindeln liegt in der getrieblichen Umsetzung der Aufspannkräfte in die erforder­ liche Bewegung der Hülsenspanneinrichtung so, daß bei möglichst wenig Reibarbeit möglichst hohe Klemmkräfte entstehen. Bei einer Spulspindel gemäß GB 20 23 256 A wird z. B. ein Kegelstumpf zwischen sich gegenüberliegende Klemmkörper gefahren und drückt diese auseinander. Bei einer Spulspindel gemäß US-PS 3,526,369 treibt eine drehbare verzahnte Achse zwei radial auseinanderge­ triebene Zahnstangen an.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine mechanisch robuste und kon­ struktiv einfache Hülsenspanneinrichtung in eine derartige Spulspindel zu integrieren.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 8. Aus der Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß prinzipiell lediglich zwei oder drei relativ zueinander bewegte Teile zum Festspannen der Spulhülsen auf jeweils einer der beiden Seiten der Spulspindel vorzusehen sind, sofern der jeweilige Bolzen die richtige Länge und die richtige Stirnflächengeometrie aufweist.

In Folge der geringen Anzahl der relativ zueinander bewegten Teile läßt sich daher die Hülsenspanneinrichtung problemlos in jede Spulspindel integrieren. Der mechanisch einfache Antrieb zum Auseinanderfahren und Zusammenfahren der mit dem Innenumfang der Spulhülse zusammenwirkenden Stirnflächen am Bolzen kann nicht nur derart robust ausgeführt werden, daß er praktisch wartungsfrei ist, sondern zugleich ist lediglich geringer Platz­ bedarf für den Stellantrieb erforderlich. Dennoch lassen sich dank der Einfachheit des Stellantriebs außerordentlich hohe Klemmkräfte praktisch verschleißfrei aufbringen. Dabei bestimmt der Stellantrieb zwei voneinander abweichende vorbestimmte Stellungen des Bolzens in seiner Bohrung. In einer der vorbe­ stimmten Stellungen ragt die nach außen weisende Stirnfläche des Bolzens nicht oder nur unwesentlich über die kreiszylindrische Einhüllende hervor, welche die Sitzfläche für die Spulhülse definiert. Aus dieser vorbestimmten Stellung ist der Bolzen mittels des Stellantriebs in eine weitere vorbestimmte Stellung bringbar, in welcher er mit zumindest einer Kante dieser Stirn­ fläche die kreiszylindrische Einhüllende so weit überragt, daß sich diese Kante in den Innenumfang der aufgesteckten Spulhülse einformen oder zumindest an der Spulhülse radial anpressen kann.

Es kommt daher auf die Kombination eines in den Abmessungen angepaßten Bolzens, einer an den Bolzen angepaßten Querbohrung in der Spulspindel und auf einen Stellantrieb für den Bolzen an, welcher die beiden vorbestimmten Stellungen, die der Bolzen einnehmen kann, definiert.

Die Bewegung des Bolzens kann dabei als reine Drehbewegung um seine Längsachse und/oder als reine Linearbewegung quer zur Längsachse der Spulspindel vorgesehen sein. Darüber hinaus sind auch Mischformen hieraus denkbar.

Zunächst einmal soll auf diejenigen Ausführungsbeispiele einge­ gangen werden, bei denen der Bolzen in der zugehörigen Bohrung drehbar sitzt. Dann genügt es nämlich, lediglich den Drehbolzen relativ zur Spulspindel zu verdrehen. Die Drehung kann von außen mittels eines geeigneten Schlüssels geschehen. Allein durch die Verdrehung des Drehbolzens aus seiner vorbestimmten Stellung, in welcher zumindest eine seiner Stirnflächen in oder kurz unter­ halb der Mantelfläche der Spulspindel liegt, wandert diese Stirnfläche aus der Mantelfläche heraus und überragt diese dann bereichsweise mit einer oder zwei Kanten.

Hierdurch wird erreicht, daß der Drehbolzen sich mit dem aus der Mantelfläche der Spulspindel herausragenden Bereich seiner Stirnfläche in den Innenumfang der Spulhülse einformt/eindrückt und auf diese Weise die Spulhülse unverrückbar festhält und dabei verdrehsicher sitzt.

Dabei kommt es nicht zwingend darauf an, daß die Stirnfläche des Drehbolzens exakt mit der Mantelfläche der Spulspindel in vor­ bestimmter Drehstellung zusammenfällt. Die Stirnfläche kann sogar innerhalb der Mantelfläche der Spulspindel liegen, also bezüglich dieser nach innen zurückspringen. In jedem Fall wird allein durch Verdrehen des Drehbolzens erreicht, daß die vorher mit den längsverlaufenden Mantellinien der Spulspindel parallel liegenden Begrenzungslinien der Stirnfläche soweit in die Um­ fangsrichtung der kreiszylindrischen Außenkontur der Spulspindel verdreht werden, daß ein die zylindrische Außenkontur der Spul­ spindel deutlich überragender Absatz entsteht, der sich in die Spulhülse einformt/eindrückt.

Das Prinzip dieser Ausführungsform der Erfindung beruht daher auf einem widerhakenähnlichen Mitnahmeeffekt zwischen dem Innen­ umfang der Spulhülse und kantig aus der Außenkontur der Spul­ spindel hervorspringender(n) Nase(n) des Drehbolzens.

Die Stirnflächenkontur des Drehbolzens kann so ausgelegt werden, daß in einer vorbestimmten Mitnahmerichtung zwischen Spulspindel und Spulhülse ein selbstverstärkender Mitnahmeeffekt eintritt, in der Gegenrichtung jedoch bedingtes Durchrutschen möglich ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die vorspringende Nase sich in der einen Drehrichtung der Spulspindel mit einer steilen Flanke in die Spulhülse einformt und in der anderen Drehrichtung eine relativ flach liegende Flanke ausbildet.

Bei Verwendung von Drehbolzen kann die Bohrung einerseits als Sackbohrung ausgeführt sein, auf deren Boden sich der Drehbolzen abstützt. Hierbei bildet der Boden der Sackbohrung ein Widerla­ ger, so daß sich der darauf abgestützte Drehbolzen mit seinem anderen Ende unnachgiebig in die Innenfläche der aufgesteckten Spulhülse einarbeiten kann.

Eine andere Ausführungsform sieht vor, die Bohrung als Durch­ gangsbohrung vorzusehen, wobei in dieser Durchgangsbohrung ein im wesentlichen durchgehender Drehbolzen sitzt. Die Länge dieses Drehbolzens ist so bemessen, daß er in erster vorbestimmter Drehstellung mit seinen Stirnflächen fluchtend innerhalb oder kurz unterhalb der Mantelfläche der Spulspindel liegt. Bei Verdrehung dieses Drehbolzens werden daher beide sich gegenüber­ liegende Stirnflächen aus ihrer fluchtenden Position herausver­ dreht und arbeiten sich auf diese Weise in den Innenumfang der Spulhülse ein.

Zusätzlich kann vorgesehen sein, den Drehbolzen innerhalb der Bohrung geringfügig längsverschieblich zu führen, so daß ferti­ gungsungenaue Spulhülsen trotzdem genau kraftsymmetrisch und zentrisch auf der Spulspindel gespannt werden.

Als Drehantrieb für den Drehbolzen kommen mehrere Ausführungs­ beispiele in Betracht. Einerseits läßt sich die Spulspindel stirnseitig soweit schlit­ zen, daß der Schlitz die Bohrung des Drehbolzens schneidet. In diesem Fall kann daher der Drehbolzen mit einer Gewindebohrung versehen sein, welche in eine mit dem stirnseitigen Schlitz fluchtende Position bringbar ist. In diese Bohrung soll im einfachsten Fall ein Hebelstift eingesteckt werden, dessen freies Ende die Stirnseite der Spulspindel überragt. Auf diese Weise wird das freie Ende des Hebelstiftes frei zugänglich und über den Hebelstift kann dem Drehbolzen das geeignete Drehmoment aufgeprägt werden, um diesen innerhalb der beiden vorbestimmten Drehstellungen zu verdrehen.

Dabei sind die vorbestimmten Drehstellungen des Drehbolzens prinzipiell begrenzt durch die Geometrie des stirnseitig einge­ brachten Schlitzes. Vorzugsweise läßt sich die Geometrie des Schlitzes so vorsehen, daß der Hebelstift in beiden vorbestimm­ ten Drehstellungen (Losstellung, Feststellung) an jeweils einem Ende des Schlitzes anstößt.

Für diesen Fall empfiehlt es sich, die Schlitzebene genau senk­ recht zur Längsrichtung der Bohrung vorzusehen, um zu verhin­ dern, daß während des Verstellens des Drehstiftes der Drehbolzen zusätzlich in axialer Richtung ausweichen muß.

Hierdurch ergeben sich bereits eindeutig definierte Eingriffs­ verhältnisse zwischen den Stirnseiten des Drehbolzens und dem Innenumfang der aufgesteckten Spulhülse.

Dennoch kann auch hier vorgesehen sein, die Breite des stirnsei­ tig eingebrachten Schlitzes geringfügig zu vergrößern, um dem Drehstift eine geringfügige axiale Ausweichmöglichkeit zu schaf­ fen. Hierdurch wird erneut der kraftsymmetrische Eingriff zwi­ schen den Stirnflächen des Drehbolzens und dem Innenumfang der Spulhülse begünstigt.

Ein anderes Ausführungsbeispiel sieht vor, den Drehbolzen über eine längs zur Spulspindel verschiebliche Zahnstange anzutrei­ ben. Zu diesem Zweck wird stirnseitig in die Spulspindel ein Längsschlitz eingebracht, der die Bohrung des Drehbolzens seit­ lich anschneidet. Im gemeinsamen Überlappungsbereich zwischen Längsschlitz und Querbohrung weist nun der Drehbolzen eine umfangsmäßige Verzahnung auf, in welche die Verzahnung der in den Längsschlitz eingesteckten Zahnstange eingreift, so daß durch Längsverschiebung der Zahnstange dem Drehbolzen eine Drehbewegung aufgeprägt wird.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung beruht auf dem Prin­ zip, den Bolzen in Längsrichtung verschieblich, jedoch unver­ drehbar in der Bohrung zu führen, wobei der Bolzen vom Inneren der Spulspindel ausgehend mit einer Antriebsspindel im Eingriff ist, die auf einfache Weise wieder durch zum Beispiel einen Hebelstift in Drehung versetzbar ist.

Auch dieses Klemmsystem kann in einer Weiterbildung über zwei derartige Bolzen verfügen, die von gemeinsamem Spindelantrieb synchron auseinander- und zusammenfahrbar sind.

Darüber hinaus ist es auch möglich und soll von der Erfindung ausdrücklich mit umfaßt sein, die Querbohrung mit einem Innenge­ winde und den Bolzen mit einem entsprechenden Außengewinde zu versehen, so daß durch Aufprägen entsprechender Drehbewegung der Bolzen innerhalb der Bohrung klettern oder fallen kann.

In weiterer Ausführungsform ist jeder Bolzen kolbenartig in­ nerhalb der Querbohrung geführt. Hieran greift nach Art eines Pleuels jeweils eine Schubstange an, die mit ihrem vom Bolzen abgewandten Ende quer zur Spulspindel verschieblich ist. Das verschiebliche Ende der Schubstange wird dabei auf einer Bahn geführt, die im wesentlichen gerade verläuft. Auf diese Weise muß der kolbenartige Bolzen, wenn das freie Ende der Schubstange auf der Bahn entlangwandert, entweder nach außen oder nach innen folgen. Kurz nachdem der Bolzen dann seine äußerste Position erreicht hat, soll erfindungsgemäß die Führung des freien Endes der Schubstange auf Endanschlag laufen, so daß der unter radia­ ler Vorspannung durch die aufgeschobene Spulhülse stehende Bolzen nunmehr seinerseits die Schubstange in einer Anlagestel­ lung hält, während gleichzeitig die Klemmstellung des Bolzens genau definiert eingehalten wird.

Auch hierfür werden Ausführungsbeispiele gegeben. Bevorzugt werden Ausführungsbeispiele, bei denen die Bohrung diametral die Spulspindel durchsetzt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.

Für unnachgiebige Spulhülsen kann zusätzlich vorgesehen sein, den Bolzen in Richtung von der Spulhülse weg abzufedern.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 eine stirnseitige Ansicht auf das Ausführungs­ beispiel gemäß Fig. 1,

Fig. 3a stirnseitige Ansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 in Freigabestellung,

Fig. 3b stirnseitige Ansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 in Mitnahmestellung,

Fig. 4a Seitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 in Freigabestellung entlang Blickrich­ tung gemäß IVa aus Fig. 3a,

Fig. 4b Seitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 in Mitnahmestellung entlang Blickrich­ tung gemäß IVb aus Fig. 4b,

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Drehantrieb über Zahnstange,

Fig. 6a, 6b schematische Darstellung eines über Antriebspin­ del angetriebenen Bolzenpaares,

Fig. 7 schematische Darstellung eines über Schubstangen angetriebenen Bolzenpaares.

Sofern im folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren.

Die Figuren zeigen eine Spulspindel 1, zum Teil mit aufgesteck­ ter Spulhülse 3. Die Spulspindel 1 weist eine Außenkontur auf, die im wesentlichen von einer kreiszylindrischen Einhüllenden umschrieben wird. Zum Befestigen der aufgesteckten Spulhülse 3 ist eine Hülsenspanneinrichtung 4 vorgesehen. Die Hülsenspann­ einrichtung 4 preßt sich radial in den Innenumfang 2 der aufge­ steckten Spulhülse 3. Auf diese Weise wird ein kraftschlüssiger Kontakt zwischen dem Innenumfang der Spulenhülse 3 und dem Außenumfang der Spulspindel 1 erzielt.

Für alle Figuren wird die Hülsenspanneinrichtung 4 gebildet aus der Kombination einer quer zur Längsachse 5 der Spulspindel liegenden Bohrung 6 und darin geführtem Bolzen 7. Zur Bewegung des Bolzens 7 ist ein Stellantrieb 8 vorgesehen. Der Stellan­ trieb 8 wirkt mit dem geführten Bolzen 7 zwischen zwei vorbe­ stimmten Bolzenstellungen (Losstellung, Feststellung) zusammen. In einer der beiden vorbestimmten Stellungen liegt der Bolzen mit einer seiner Stirnflächen 9 in oder kurz unterhalb der kreiszylindrischen Einhüllenden 10 (Losstellung), welche die Sitzfläche für die Spulhülse 3 bildet. In der anderen der vor­ bestimmten Stellungen überragt der Bolzen 7 mit eben dieser Stirnfläche 9 die kreiszylindrische Einhüllende 10 (Feststel­ lung) soweit, daß er sich dann mit einer Kante in den Innen­ umfang der aufgesteckten Spulhülse 3 abstützt.

Spezielle Ausführungsformen derartiger Hülsenspanneinrichtung werden nun im folgenden einzeln beschrieben.

Im Fall der Fig. 1 wird die Hülsenspanneinrichtung 4 gebildet von einer quer zu Längsachse 5 der Spulspindel 1 liegenden Querbohrung 6 und einem darin geführten Drehbolzen 7. Die Boh­ rung 6 ist hier zwar stets als Durchmesserbohrung in der Spul­ spindel 1 gezeigt, dies muß jedoch nicht so sein. Die Bohrung 6 muß lediglich quer zur Längsachse 5 der Spulspindel 1 liegen. In der Bohrung 6 sitzt im Fall der Fig. 1 ein drehbarer Drehbolzen 7 mit zugehörigem Drehantrieb 8. Der Drehbolzen 7 ist in der Bohrung 6 zwischen zwei Endstellungen drehbar.

Die Endstellungen werden begrenzt durch den Bewegungsbereich, welchen der Drehstift 14 innerhalb seines stirnseitig in die Spulspindel 1 eingebrachten Führungsschlitzes 13 gegeben ist.

Im gezeigten Fall ist die Bohrung 6 als Durchgangsbohrung durch die Spulspindel 1 ausgebildet. In dieser Durchgangsbohrung sitzt der drehbare Bolzen und erstreckt sich über die Länge der Durch­ gangsbohrung. Ist daher die Durchgangsbohrung als sogenannte Durchmesserbohrung ausgeführt, weist der Bolzen eine maximale Länge auf, die praktisch mit dem Durchmesser der Spulspindel an dieser Stelle übereinstimmt, jedenfalls jedoch auch praktisch den Durchmesser der kreiszylindrischen Einhüllenden hat.

Ein anderes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß die Bohrung 6 als Sackbohrung ausgeführt ist. In diesem Fall stützt sich der Drehbolzen 7 mit seinem innerhalb der Spulspindel liegenden Ende auf den Boden der Sackbohrung ab. Für beide Ausführungsbeispiele gilt die nun folgenden Beschreibung:

In einer der vorbestimmten Endstellungen liegt der Drehbolzen 7 mit zumindest einer seiner Stirnflächen 9 in der Mantelfläche 10 der Spulspindel 1. Diese Stirnfläche 9 kann auch geringfügig unterhalb der Mantelfläche 10 liegen, bezüglich des Außenumfang also nach innenspringend.

Aus dieser vorbestimmten Drehstellung ist der Drehbolzen 7 mittels des Drehantriebs 8 nun so herausdrehbar, daß seine in der Mantelfläche 10 liegende Stirnfläche 9 beim Herausdrehen eine die Mantelfläche 10 überragende Kante bildet. Je nach Lage der Querbohrung 6 kann dabei der gesamte Umfang oder nur ein teilweiser Umfang der Stirnflächenkante an der Spulhülse an­ greifen. Liegt die Querbohrung 6 diametral zur Spulspindel 1, entsteht ein der Spulspindel-Drehrichtung zugewandter Kantenbe­ reich, sowie ein hiervon abgewandter Kantenbereich. Die der Drehrichtung der Spulspindel zugewandte Kante bewirkt einen sich selbstverstärkenden Einformeffekt in der Spulhülse. Diese Kante wird begrenzt von einer im wesentlichen radial verlaufenden Teilmantelfläche des Drehbolzens sowie einer hierzu unter etwa rechtem Winkel stehenden Stirnflächenzone, wobei Stirnflächenzo­ ne und Zylindermantelbereich in der sich bildenen gemeinsamen Schnittlinie die hier relevante Kante entstehen lassen.

Von besonderem Vorteil ist, daß keine resultierenden axialen Kräfte auf die Spulhülse nach außen wirken, weil die axialen Kräfte zwischen Drehbolzen und Spulhülse sich bei Drehung des Drehbolzens gegenseitig aufheben. Trotzdem entstehen neben den radialen Klemmkräften auch sehr große axiale Haltekräfte, weil sich die Stirnflächen in die Spulhülse symmetrisch einformen.

Liegt die Querbohrung 6 sekantial zur Spulspindel 1, so ist zu erwarten, daß lediglich in einer der Drehrichtungen der Spul­ spindel eine Mitnahmekante gebildet wird, die sich in den Innen­ umfang der Spulhülse 3 einformt/eindrückt. Der gegenüberliegende Kantenbereich springt hinter der kreiszylindrischen Einhüllenden soweit zurück, daß er mit dem Innenumfang außer Kontakt bleibt.

Es ist daher in jedem Fall davon auszugehen, daß sich mit dieser Erfindung nicht nur ein kraftschlüssiger Kontakt zwischen Dreh­ bolzen 7 und Innenumfang 2 der Spulhülse 3 einstellt, sondern daß darüber hinaus auch ein Formschluß gewährleistet ist.

Dies folgt aus der Tatsache, daß sich nur die bei Drehung des Drehbolzens 7 aus der Zylindermantelfläche der Spulspindel 1 hervorspringenden Kanten in den Innenumfang der Spulhülse 3 einformen/eindrücken können.

Jede dieser sich in die Spulhülse einformenden Kantenbereiche besitzt eine im wesentlichen radiale oder sehr steil und eine relativ dazu sehr flach, daß heißt in Umfangsrichtung ablaufende Fläche bzw. Flanke.

Es ist daher zu erwarten, daß abhängig von der Lage der Bohrung 6 in einer oder in jeder der beiden Drehrichtungen ein Mitnah­ meeffekt zwischen Spulspindel 1 und Spulhülse 3 verstärkt wird, da sich die steil ausgebildete Fläche nahezu senkrecht zur Antriebsrichtung zwischen Spulspindel 1 und Spulhülse 3 in die Spulhülse eingraben wird, während die flach dazu geneigte Fläche des Drehbolzens eine sogenannte ablaufende Fläche mit nur rela­ tiv geringem Formschlußkontakt bietet.

Die Querbohrung 6 kann darüber hinaus als Sackbohrung oder als Durchgangsbohrung ausgeführt sein. Ist die Querbohrung 6 als Sackbohrung ausgeführt, soll sich der Drehbolzen endseitig auf dem Boden 11 der Sackbohrung abstützen. Ist die Querbohrung 6 als Durchgangsbohrung ausgebildet, wird vorgeschlagen, daß der Drehbolzen mit seinen beiden außenliegenden Stirnflächen 9, 12 in der Ruhestellung mit der Mantelfläche 10 der Spulspindel 1 fluchtet.

Diese Weiterbildung bietet den zusätzlichen Vorteil, daß sich der Drehbolzen in seiner Durchgangsbohrung 6 noch etwas ver­ schieben kann, so daß ein zentrisches Aufspannen jeder Spulhülse 3 möglich ist.

In beiden Fällen besteht der Drehantrieb 8 aus einem umfangs­ mäßig am Drehbolzen 7 angreifenden Kraftgeber, der von außen zugänglich ist, und mit dessen Hilfe der Drehbolzen 7 verdreht werden kann.

In den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und 2 besteht der Drehantrieb 8 aus einem Hebelstift 14, der in den Drehbolzen 7 eingesteckt ist. Der Hebelstift 14 ist in einem stirnseitigen Schlitz 13 der Spulspindel 1 geführt. In radialer Richtung zur Spulspindel kann der Hebelstift 14 zusammen mit dem Drehbolzen 7 gering beweglich sein, um, wie gesagt, ein Ausrichten des Drehbolzens 7 in der Spulhülse 3 zu ermöglichen.

Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, die Spulspindel 1 in axialer Richtung mit einem parallel zur Querbohrung 6 liegenden Längsschlitz 13 zu versehen. Der Längsschlitz 13 soll die Quer­ bohrung 6 anschneiden. Als Drehantrieb 8 ist hier eine Zahn­ stange 15 vorgesehen, die sich im Zahneingriff mit dem Drehbol­ zen 7 befindet und die innerhalb der Längsschlitzes 13 in axia­ ler Richtung geführt ist. Bewegt man die Zahnstange in der einen Axialrichtung, wird der Drehbolzen 7 in eine bestimmte Umfangs­ drehrichtung versetzt. Bewegt man die Zahnstange in die andere Axialrichtung, wird die Drehbewegung rückgängig gemacht. Wäh­ renddessen stützt sich die Zahnstange 15 mit ihrer Rückseite auf der Wandung des Längsschlitzes 13 ab.

Zusätzlich soll gesagt sein, daß auch aus Gründen der Rotations­ symmetrie über die Länge der Spulspindel 1 verteilt mehrere Hülsenspanneinrichtungen 4 vorgesehen sein können. Die Hülsen­ spanneinrichtungen können bedarfsweise auch unter Winkeln zuein­ ander geneigt sein, so daß die Angriffsflächen in den Stirn­ flächen 9, 12 der Drehbolzen 7 rotationssymmetrisch auf der Spulspindel 1 verteilt sind.

Liegen die Querbohrungen 6 senkrecht zur Längsachse 5 der Spul­ spindel, erreicht man nicht nur einfache Fertigung, sondern auch in beiden Drehrichtungen symmetrische Mitnahmeeffekte zwischen Drehbolzen 7 und Spulhülse 3, da bei dieser Anordnung der Boh­ rung 8 bereits ein tief es Eingraben der Mitnehmerkanten des Drehbolzens 7 gewährleistet ist.

Zusätzlich kann vorgesehen sein, die stirnseitigen Kanten des Drehbolzens 7 zu härten oder mit gehärteten Aufsätzen zu ver­ sehen.

Die Funktion dieser Ausführungsbeispiele der Erfindung läßt sich am besten anhand der Fig. 3a, 3b, 4a, 4b erläutern.

Hierzu zeigt Fig. 3a die stirnseitige Aufsicht auf die Spul­ spindel 1 gemäß Fig. 1. Der Drehbolzen 7 befindet sich mit seiner zugehörigen Stirnfläche 9 fluchtend in der Außenmantel­ fläche 10 der Spulspindel 1. Fig. 4a zeigt die Seitenansicht der Darstellung gemäß Fig. 3a entlang der Linie IVa-IVa. Die Stirnfläche 9 folgt der Krümmung des Zylindermantels der Spul­ spindel 1 genau. Sie ist von kreisförmigem Grundriß und besitzt in einer Ebene denselben Krümmungsradius wie die Spulspindel. In allen hierzu senkrechten Ebenen ist die Stirnfläche von Geraden begrenzt.

Dreht man nun den Drehbolzen 7 aus der gezeigten Stellung her­ aus, siehe Fig. 3b, so verläuft die Mantellinie 17 mit der ur­ sprünglich höchsten Erhebung nunmehr quer zur ursprünglichen Lage, sie bildet folglich eine Tangente an den Umfang der kreis­ zylindrischen Einhüllenden der Spulspindel 1.

Die Länge der Tangente ist genau so groß wie der Durchmesser des Drehbolzens 7. Hieraus ergibt sich, daß quer aus der Mantel­ fläche der kreiszylindrischen Einhüllenden herausspringende Nasen entstehen, welche sich in die Spulhülse 3 einformen kön­ nen. Die Einformtiefe in die Spulhülse 1 ist daher abhängig von dem Durchmesser des Drehbolzens 7. Je größer der Durchmesser wird, desto weiter springen die Nasen auch über die Mantelfläche des Kreiszylinders der Spulspindel hervor. Der wesentliche Effekt dieser Ausführungsform der Erfindung besteht folglich darin, daß durch das Herausdrehen des Drehbolzens 7 aus der vorbestimmten Drehstellung diejenige Mantellinie 17 in der Stirnfläche 9 des Drehbolzens, welche einerseits die Drehachse des Drehbolzens 7 schneidet, und welche andererseits parallel zur Längsachse zur Spulspindel 1 liegt, herausragende Nasen bildet, mit denen sich die Spulspindel 1 hinter der Spulhülse 3 verhaken wird.

Ein weiteres Prinzip dieser Ausführungsform der Erfindung beruht auf der Möglichkeit, eine schwimmende Lagerung des Bolzens in der Spulspindel vorzusehen, so daß sich der Bolzen stets ohne bevorzugte Angriffsstelle mit beiden Enden in eine Spulhülse kraftsymmetrisch einformt und auf diese Weise sogar trotz mögli­ cher Fertigungsungenauigkeiten der Spulhülsen eine Zentrierung auf der Spulspindel herbeiführt.

In jedem Fall wird auch dann der Kraftschluß zwischen Drehbolzen und Spulhülse frei von äußeren Kräften aufrechterhalten.

Die Fig. 6a und 6b zeigen eine Spulspindel 1, bei welcher die Bohrung 6 eine in Längsrichtung der Bohrung liegende Drehverhin­ derungssperre 18 aufweist. Es handelt sich um eine Längsnut parallel zur Bohrung 6, in welche Längsnut ein entsprechend dimensionierter Steg eingreift, der mit dem Bolzen 7 fest ver­ bunden ist. Der Bolzen 7 ist hier als sogenannter Spindelbolzen ausgeführt. Hierzu weist der Bolzen 7 ein von innen angebrachtes Spindelgewinde 19 auf, in welchem eine Antriebsspindel 20 einge­ schraubt ist. Die Antriebsspindel 20 ist innerhalb des Spindel­ gewindes 19 frei drehbar. Zu diesem Zweck ist auch hier ein Hebelstift 14 in die Antriebsspindel 20 eingesteckt. Der Hebel­ stift 14 ist entsprechend der Darstellung aus Fig. 2 in einem stirnflächig angebrachten Führungsschlitz 21 zwischen vorgebebe­ nen Anschlagstellungen geführt.

Auf diese Weise ist die Antriebsspindel 20 von außerhalb der Spulspindel antreibbar und entlang eines vorgegebenen Drehwin­ kels mit dem Spindelgewinde 19 in jeweils einem Bolzen im Ein­ griff. Ein Bolzenpaar liegt sich auf diese Weise gegenüber, welches über ein Paar gegenläufiger Gewinde in der Antriebs­ spindel 20 exzentrisch nach außen oder konzentrisch nach innen gefahren wird, je nachdem in welche Richtung der Hebelstift 14 bewegt wird. Dabei wird eine durch den Drehwinkel und die Gewin­ desteigung der Antriebsspindel 20 vorbestimmte Streckenlänge der Bolzen 7 in der Bohrung 6 abgefahren, auf welcher sich jeder Bolzen mit seiner Drehverhinderungssperre in der Längsnut der Bohrung 6 unverdrehbar abstützt.

Fig. 6a zeigt diejenige Endstellung, in welcher die Bolzen 7 mit ihren nach außen weisenden Stirnflächen 9 in den Innenumfang der aufgesteckten Spulhülse 3 abgestützt sind. Der Hebelstift 14 befindet sich in der gezeigten Endposition, in welcher er am linken Rand des Führungsschlitzes 21 anliegt. Bewegt man den Hebelstift 14 zum gegenüberliegenden Ende des Führungsschlitzes 21, schrauben sich die Enden der Antriebsspindel 20 in die zugehörigen Spindelgewinde 19 der Bolzen ein, während gleichzei­ tig ein Verdrehen der Bolzen um deren Längsachse mittels der Drehverhinderungssperren verhindert wird.

Infolgedessen werden die Bolzen 7 nach innen gefahren, bis der Hebelstift 14 am gegenüberliegenden Ende des Führungsschlitzes 21 angelangt ist. Dieser Drehwinkel in Verbindung mit der zu­ gehörigen Gewindesteigung des Spindelgewindes bestimmt den Einzugsweg der Bolzen 7, der in jedem Fall jedoch so bemessen ist, daß jeder Bolzen 7 mit seiner nach außen weisenden Stirn­ fläche 9 hinter der Einhüllenden 10 zurückspringt, welche dem Innenumfang der aufgesteckten Spulhülse entspricht.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel greift an jedem Bolzen 7 eine Schubstange 22 an. Beide Bolzen liegen koaxial in einer Querboh­ rung und jede der Schubstangen 22 ist gelenkig einerseits mit dem zugehörigen Bolzen verbunden und andererseits sind beide Schubstangen miteinander an ihren sich zugewandten Enden eben­ falls mit einem Gelenk 24 gekoppelt. Zur Verbindung der nach außen weisenden Enden der Schubstangen 22 dienen daher Bolzenge­ lenke 23 zwischen Schubstange und Bolzen, während beide Schub­ stangen dann noch miteinander am gemeinsamen Koppelgelenk 24 verbunden sind. Das Koppelgelenk 24 ist mit den von den Bolzen abgewandten Enden der Schubstangen 22 quer zur Spulspindel in einer schlitzartigen Ausnehmung 21 geführt und kann sich in­ nerhalb dieses Führungsschlitzes 21 frei bewegen. Der Führungs­ schlitz 21 ist derart angeordnet, daß sich das Koppelgelenk 24 entlang seines möglichen Wegs einmal über die Längsmittellinie der Bohrung 6 hinwegbewegt. Die Längsmittellinie 25 ist daher diejenige geometrische Linie, auf welcher bei Bewegung des Koppelgelenks 24 die beiden Bolzen 7 sich am weitesten aus der Mantelfläche (Einhüllenden) 10 emporerheben können. Ein kurzes Stück hiner diesem Durchfahrpunkt des Koppelgelenks durch die Extremlage schlägt der Schieber des Koppelgelenks 24 gegen den spindelfesten Anschlag 26 und verharrt in dieser Position. Dabei fahren zwar die Stirnflächen 9, 12 der Bolzen 7 etwas zurück, überragen jedoch weiterhin die Einhüllende 10 erheblich, so daß sie sich im Innenumfang der aufzusteckenden Spulhülse eingra­ ben/einformen/einpressen können.

Die Querführung 27, welche das Koppelgelenk 24 trägt, ist daher bezüglich der Längsmittellinie 25 unsymmetrisch bewegbar. Durch den spindelfesten Anschlag 26 wird daher eine Endstellung der Querführung festgelegt, in welcher die Stirnflächen 9112 die Einhüllende 10 überragen, während in der anderen möglichen Endstellung der Querführung 27 die Stirnflächen 9, 12 deutlich eingezogen sind, d. h. innerhalb der Mantelfläche 10 liegen. Es entsteht auf diese Weise ein Kniehebelmechanismus, der nicht nur unkompliziert im Aufbau ist, sondern auch äußerst hohe radiale Presskräfte aufzubringen vermag.

Zusätzlich zeigt Fig. 7 beispielhaft, daß jeder Bolzen 7 in Richtung von der aufgesteckten Spulhülse 3 weggerichtet federnd abgestützt ist. In diesem Fall ist jede der beiden Schubstangen 22 zweigeteilt. Die sich zugewandten Enden jedes Schubstangen­ teils sind durch die innere Öffnung einer Schraubenfeder ge­ steckt. Kurz unterhalb des freien Endes weist jedes Schubstan­ genteil eine Querabstützung 28 auf, welche an der zugewandten Stirnseite der Stützfeder 29 anliegt. Führt man nun den Kniehe­ belmechanismus aus der gezeigten Position heraus in die gestri­ chelt gezeigte Endposition, so fahren die Bolzen 7 aus der Querbohrung 6 heraus, bis sie mit ihren Stirnflächen 9, 12 an dem Innenumfang der Spulhülse 3 anliegen. Das Koppelgelenk 24 hat die Längsmittellinie 25 dann noch nicht überschritten. Wird die Querführung 27 dann weiter in Richtung zur Längsmittellinie 25 gebracht, wird den Bolzen 7 weiterhin die radiale Auswärts­ bewegung aufgeprägt, die jedoch durch das Anliegen der Stirn­ flächen 9, 12 am Innenumfang der Spulhülse 3 behindert wird. Zur Verringerung der Anpreßkräfte und zur Einhaltung bestimmter maximaler Anpreßkräfte fahren nun die beiden Schubstangenteile unter Zusammendrückung der Stützfeder 29 ineinander und werden dabei nicht nur kürzer, sondern zusätzlich wird jede der Stütz­ federn 29 gespannt. Nachdem die Querführung 27 die Längsmittel­ linie 25 überfahren hat, fährt die Querführung 27 gegen den spindelfesten Anschlag 26 und verharrt in dieser Position. Die Stützfedern 29 definieren dann in dieser Position jeweils be­ stimmte Vorspannkräfte, mit welchen die Stirnflächen 9, 12 dann auch an den Stellen des Innenumfangs der Spulhülse 3 anliegen.

Bezugszeichenliste

1

Spulspindel

2

Innenumfang

3

Spulhülse

4

Hülsenspanneinrichtung

5

Längsachse

6

Querbohrung, Sackbohrung

7

Bolzen, Drehbolzen, Spindelbolzen

8

Drehantrieb

9

Stirnfläche

10

Einhüllende

12

gegenüberliegende Stirnfläche

13

Längsschlitz

14

Hebelstift

15

Zahnstange

16

überragende Kante

17

Mantellinie mit höchster Erhebung

18

Drehverhinderungssperre

19

Spindelgewinde

20

Antriebsspindel

21

Führungsschlitz

22

Schubstange

23

Bolzengelenk

24

Koppelgelenk

25

Längsmittellinie

26

Anschlag

27

Querführung

28

Querabstützung

29

Stützfeder

Claims (12)

1. Spulspindel (1) mit einer zwischen einer Ruhestellung (Losstellung) und einer Arbeitsstellung (Feststellung) bewegbaren Hülsenspanneinrichtung (4) zur Befestigung einer Spulhülse (3) auf der Spulspindel (1), wobei die Spulspindel (1) bei in Ruhestellung befindlicher Hülsen­ spanneinrichtung (4) eine im wesentlichen kreiszylindrisch eingehüllte Außenkontur besitzt, und die Hülsenspannein­ richtung (4) eine quer zur Längsachse der Spulspindel (1) verlaufende Bohrung (6) mit darin geführtem Bolzen (7) aufweist, dessen außenliegende Stirnfläche mittels eines zugehörigen Stellantriebs (8) zwischen der Ruhestellung und der Arbeitsstellung derart bewegbar ist, daß in der Ruhestellung die Stirnfläche des Bolzens (7) in oder kurz unterhalb der kreiszylindrischen Außenkontur liegt, und daß in der Arbeitsstellung die Stirnfläche (9) des Bolzens (7) die kreiszylindrische Außenkontur überragt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bohrung (6) ein Antrieb zur Verstellung des Bolzens sitzt, der als Drehantrieb oder als Spindel­ antrieb ausgebildet ist.

2. Spulspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (6) als Sackbohrung ausgeführt ist, in welcher ein drehbarer Bolzen (Drehbolzen (7)) mit zugehörigem Drehantrieb (8) sitzt, der sich über die Länge der Sack­ bohrung erstreckt, und der sich mit einem Ende auf dem Boden (11) der Sackbohrung abstützt.

3. Spulspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (6) als Durchgangsbohrung ausgebildet ist, in welcher ein drehbarer Bolzen (Drehbolzen (7)) mit zugehö­ rigem Drehantrieb (8) sitzt, der sich über die Länge der Durchgangsbohrung erstreckt, und der in einer vorbestimm­ ten Drehstellung mit beiden Stirnflächen (9, 12) in oder kurz unterhalb der Mantelfläche (10) der Spulspindel (1) liegt.

4. Spulspindel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulspindel (1) stirnseitig geschlitzt ist, und daß der Schlitz (13) die Bohrung senkrecht schneidet und daß in dem Schlitz (13) ein Hebelstift (14) geführt ist, der mit einem Ende in den Drehbolzen (7) eingesteckt ist.

5. Spulspindel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulspindel (1) in axialer Richtung mit einem Längs­ schlitz (13) versehen ist, der die Bohrung (6) seitlich anschneidet, und daß in den Längsschlitz (13) eine Zahnstange (15) eingesteckt ist, die sich im Zahneingriff mit dem Drehbolzen befindet und innerhalb des Längsschlitzes (13) geführt ist.

6. Spulspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (6) und der Bolzen (7) in Längsrichtung über eine Drehverhinderungssperre (18) relativ zueinander ge­ führt sind, und daß der Bolzen (7) von innen mit einer Antriebsspindel (20) im Eingriff ist, welche von außerhalb der Spulspindel (1) an­ treibbar ist.

7. Spulspindel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeweils zwei Bolzen (7) gegenüberliegen, und daß die Antriebsspindel (20) über gegenläufige Gewinde mit jeweils einem der Bolzen (7) im Eingriff ist.

8. Spulspindel (1) mit einer zwischen einer Ruhestellung (Losstellung) und einer Arbeitsstellung (Feststellung) bewegbaren Hülsenspanneinrichtung (4) zur Befestigung einer Spulhülse (3) auf der Spulspindel (1), wobei die Spulspindel (1) bei in Ruhestellung befindlicher Hülsen­ spanneinrichtung (4) eine im wesentlichen kreiszylindrisch eingehüllte Außenkontur besitzt, und die Hülsenspannein­ richtung (4) eine quer zur Längsachse der Spulspindel (1) verlaufende Bohrung (6) mit darin geführtem Bolzen (7) aufweist, dessen außenliegende Stirnfläche mittels eines zugehörigen Stellantriebs (8) zwischen der Ruhestellung und der Arbeitsstellung derart bewegbar ist, daß in der Ruhestellung die Stirnfläche des Bolzens (7) in oder kurz unterhalb der kreiszylindrischen Außenkontur liegt, und daß in der Arbeitsstellung die Stirnfläche (9) des Bolzens (7) die kreiszylindrische Außenkontur überragt, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Bolzen (7) eine Schubstange (22) angreift, die mit dem vom Bolzen (7) abgewandten Ende quer zur Längsachse der Spulspindel (1) verschieblich ist, wobei dieses Ende der Schubstange (22) an einen Bauteil (24) angelenkt ist, das in einer Querführung (27) an der Spulspindel (1) abge­ stützt ist, wobei das Bauteil (24) zwischen zwei Stellun­ gen beweglich ist, und in der einen Stellung der Bolzen (7) eingezogen und in der anderen Stellung der Bolzen (7) ausgefahren ist.

9. Spulspindel nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß über die Länge der Spulspindel (1) verteilt mehrere Hül­ senspanneinrichtungen (4) vorgesehen sind.

10. Spulspindel nach den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (6) senkrecht zur Längsachse (5) der Spulspin­ del (1) liegt.

11. Spulspindel nach den Ansprüchen 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitigen Kanten der Bolzen (7) gehärtet sind.

12. Spulspindel nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (7) in Richtung von der Spulhülse (1) weg abge­ federt abgestützt ist.