DE2110408C2 - Spiralfedergetriebene Wickelvorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine spiralfedergetriebene Wickelvorrichtung mit einer drehbar auf einer Welle gelagerten Wickeltrommel zur Aufnahme eines biegsamen Strangmaterials, insbesondere eines Kabels, und mit wenigstens einer Spiralfeder, deren inneres Ende sich an der Welle abstützt und deren äußeres Ende an der Wickeltrommel festgelegt ist.

Eine derartige Wickelvorrichtung ist bereits bekannt (DE-GM 18 28 448). Sie weist zwei axial nebeneinander auf der Welle angeordnete Spiralfedern auf, die parallel zwischen der Welle und der Wickeltrommel angeordnet sind, und zwischen denen eine gegenüber der Welle drehbare Platte vorgesehen ist. Das innere Ende einer jeden Spiralfeder liegt an der Welle an und ist mit dieser durch einen Radialstift fest verbunden.

Solche Wickelvorrichtungen eignen sich für Elektrokabel. Seile, Schläuche und anderes biegsames Strangmaterial. Dabei wird die bzw. jede Spiralfeder beim Abrollen des Strangmaterials durch die Drehung der Wickeltrommel gespannt, so daß das Strangmaterial, wenn es nicht mehr von der Wickel· orrichtung abgezogen und freigegeben wird, selbsttätig auf die sich zurückdrehende Wickeltrommel aufgespult wird.

Die Lebensdauer dieser spiralfedergetriebenen Wikkelvorrichtung wird in erster Linie durch die Haltbarkeit der Spiralfedern begrenzt, die häufig nach einer nicht allzu langen Betriebszeit brechen. Ein wesentlicher Grund dafür liegt darin, daß nach dem Freigeben des Rückspulvorgangs die Wickeltrommel sich unter dem Einfluß von Massenkräften über die normale, für das vollständige Aufwickeln des Strangmaterials ausreichende Aufwickelstellung hinaus zurückdreht, wodurch die Spiralfedern Wechselbeanspruchungen ausgesetzt sind. Dabei ist das innere Ende der Spiralfeder, das am stärksten gekrümmt ist, in erster Linie bruchgefährdet, da hier die auftretenden Stoßbeanspruchungen am schlechtesten aufgefangen werden können. Hinzu kommt, daß die Spiralfedern aus gehärtetem Stahl hergestellt sind und das innere Ende zu seiner Befestigung hakenförmig abgebogen oder sonstwie befestigt werden muß, was ein vorhergehendes örtlich begrenztes Weichmachen des Spiralfederwerkstoffs erfordert, so daß eine metallurgische Diskontinuität entsteht, die einen Federbruch im Bereich des inneren Federendes begünstigt Im Gegensatz dazu wickelt sich das äußere Spiralfederende auf einem großen Durchmesser ab, ist nicht den gleichen Beanspruchungen ausgesetzt und läßt sich auch vergleichsweise einfach beispielsweise mittels einer Öffnung an der Wickeltrommel befestigen.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Wickelvorrichtung so zu verbessern, daß die Gefahr eines Spiralfederbruchs herabgesetzt ist, so daß sich die Lebensdauer der Wickelvorrichtung erhöht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich das innere Ende der Spiralfeder an der Welle über eine spiralförmige Halterung abstützt, die gegensinnig zur Spiralfeder gewickelt ist, mit ihrem inneren Ende mit der Welle verbunden ist und mit ihrem äußeren Ende einen in Abwickelrichtung wirksamen Anschlag für das innere Ende der Spiralfeder bildet.

Bei dieser Ausbildung stützt sich die Spiralfeder mit ihrem inneren Ende nicht direkt, sondern über die Halterung an der Welle ab. Die Halterung ist zwar selbst spiralförmig gewickelt, übernimmt jedoch nicht die Aufgabe der Spiralfeder und kann somit einen großen Querschnitt aufweisen und aus nichtgehärtetem Stahl hergestellt werden. Sie ist nur in geringem Maße flexibel und zugleich kaum bruchgefährdet Jedoch vermindert die Halterung durch ihre Spiralform die Stoßeinwirkungen auf das innere Ende der Spiralfeder. Beim Zurückdrehen der Mittelrölle und damit der Spiralfeder kann sich diese vom Halterungsanschlag abheben, so daß das innere Ende der Spiralfeder keinen Wechseltorsionsbeanspruchungen ausgesetzt wird. Die Form der Halterung stellt sicher, daß beim nachfolgenden Abwickeln des Strangmaterials das innere Ende der Spiralfeder wieder mit dem Halterungsanschlag zusam-

menwirkt, so daß die Spiralfeder wieder gespannt wird. Es ist daher ersichtlich, daß die Spiralfeder in besonderem Maße vor starken Beanspruchungen geschützt ist, was zu einer erhöhten Lebensdauer führt

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform, die von der bereits beschriebenen bekannten Ausführung mit zwei axial nebeneinander aiii der Welle angeordneten Spiralfedern ausgeht, zwischen denen eine gegenüber der Welle drehbaren Platte vorgesehen ist, weist die Platte auf der .-inen Stirnseite eine mit dem inneren Ende der einen Spiralfeder verbindbare Nabe und auf der anderen Stirnseite einen Befestigungszapfen für das äußere Ende der anderen Spiralfeder auf, so daß die beiden Spiralfedern in Reihe zwischen der Welle und der Wickeltrommel angeordnet sind. Diese Ausführungsform ist vorteilhafterweise so weitergebildet, daß jeder Spiralfeder sowohl eine spiralförmige Halterung wie ein Befestigungszapfen an der Wickeltrommel zugeordnet ist, so daß die Spiralfedern wahlweise in Reihe oder parallel zwischen der Welle und der Wickeltrommel angeordnet werden können. Hierbei wird das iose Zusammenarbeiten des inneren Spiralfederendes mit dem Halterungsanschlag di^u ausgenutzt, die Anordnung und Wirkungsweise der Spiralfedern den Gegebenheiten des Einzelfalles anzupassen und eine Grundausführung vorzusehen, die einfach umgerüstet werden kann. Die dabei erfolgende Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse dient zugleich einer Berücksichtigung der im Einzelfall auftretenden Belastungen der Spiralfedern, die daher auch durch diese Maßnahmen vor Überbeanspruchungen geschont werden.

Vorteilhafterweise ist die bzw. jede Halterung wahlweise in der einen oder anderen von zwei Stellungen mit entgegengesetzter Spiralwicklungsrichtung mit der Welle verbindbar und ist die bzw. jede Spiralfeder entsprechend in umgekehrter Stellung befestigbar. Diese Maßnahme dient ebenfalls der Anpassung an die speziellen Betriebsverhältnisse und erhöht die Einsatzmöglichkeiten der Wickelvorrichtung unter Nutzung der durch die Einschaltung der Halterung gegebenen Möglichkeiten zur Umorientierung der Spiralfeder.

Eine solche Umorientierung wird ebenso wie ein einfacher Zusammenbau und Austausch begünstigt. wenn die Welle eine Längsnut od. dgl. zur Verbindung mit der bzw. jeder Halterung durch Einsetzen ihres innerer. Endes in die Längsnut aufweist. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß es bereits bekar.nt ist. bei einer spiralfedergetriebenen Wickelvorrichtung, die mit einer einzigen Spiralfeder arbeitet, deren inneres Ende in eine Längsnut einzuhaken, die im Außenumfang einer auf die Welle der Wickelrolle aufgesetzten Buchse ausgebildet ist (US-PS 31 76 931).

Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, das bzw. jedes innere Spiralfederende hakenartig umzubiegen. Durch diese Ausbildung wird ein sicheres Zusammenwirken des inneren Spiralfederendes mit dem Halterungsanschlag gewährleistet, ohne daß dadurch ein Abheben vom Halterungsanschlag am Ende des Rückspulvorgangs behindert wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Wickelvorrichlung, wobei die obere und die untere Hälfte zwei verschiedene Anordnungen wiedergeben;

Fig.2 einen vergrößerten Radialschnitt durch die vorgesehene Welle mit der Halterung;

F i g. 3 die Anordnung aus der Welle, der Halterung und der Spiralfeder in einer Stirnansicht;

F i g. 4 eine Stirnansicht einer Platte zum Einbau von zwei Spiralfedern in Reihe und

F i g. 5 einen axialen Vertikalschnitt durch die Platte gemäß F i g. 4.

Die in Fig. 1 dargestellte Wickelvorrichtung ist eine sog. offene Ausführung und weist ein Gehäuse 1 für die Aufnahme eines (nicht dargestellten) Kabels auf. Das Gehäuse 1 ist aus zwei aus Blech gezogenen Felgenscheiber. 2, 3 gebildet, die an ihren Mittelteilen miteinander verbunden sind und breite Flansche oder Ränder 4 aufweisen, welche den Raum für die Aufnahme des Kabels begrenzen. An der Felgenscheibe 2 ist im Mittelteil ein Sitz für ein Wälzlager 5 gebildet. Der Innenraum der Felgenscheibe 2 ist durch eine daran befestigte weitere Scheibe 8 abgeschlossen. Die Scheibe 8 weist einen Sitz für ein weiteres Wälzlager 7 auf. Die Vorrichtung ist mittels der Wälzlager 5 und 7 drehbar auf einer Welle 6 gelagert. Diese A :ordnung erübrigt eine besondere Nabe, erleichtert som:i die Herstellung der Vorrichtung und verringert deren Kaufpreis.

Die Felgenscheibe 3 ist mittels eines Blechdeckels 9 abgeschlossen, welcher in der dargestellten Ausfünrung die elektrischen Teile der Aufwickelvorrichtung abdeckt. Diese enthalten Schleifringe 10 auf dem inneren Wellenende und Bürsten 11, welche von einer Haltewelle 12 getragen sind. Die Haltewelle 12 ist in einem Schlitz oder einer Bohrung 13 in sinem Ansatz 14 an der Felgenscheibe 3 angeordnet und mittels Muttern 15 befestigt. Man erkennt, daß diese Art der Anbringung der Bürstenhalterwelle 12 besonders einfach und zweckmäßig ist

In der Außenfläche der Felgenscheibe 3 ist ein Ausschnitt 16 gebildet. Dann ist eine Kabeleinführung 17 umkehrbar eingesetzt, deren Stellung von der jeweiligen Aufwickelrichtung abhängig ist.

Ein auf das Gehäuse 1 gewickeltes und durch die Kabeleinführung 17 in dieses geführtes Kabel ist an den Bürstenhaltern angeschlossen. Ein weiteres (ebenfalls nich. dargestelltes) Kabel ist an den Schleifringen 10 angeschlossen und durch die hohle Welle 6 geführt. Im inneren Wellenende ist eine Buchse 18 und am äußeren Wellenende eine weitere konische Buchse 19 eingesetzt. Die Buchsen 18 und 19 sind aus einem elastischen Kunststoff gefertigt. Sie haben eine Durchlaßöffnung entsprechend dem Kabeldurchmesser, so daß ohne Verwendung von Stopfbuchsen eine dichte Kabeldurchführung gebildet ist. Vorzugsweise ist eine ähnliche Buchse an der Kabeleinführung 17 vorgesehen.

Die Welle 6 ist profiliert ausgeführt (Fig.2). In der dargestellten Ausführung weist die Welle 6 eine sich über d^:e gesamte Länge erstreckende Nut 20 auf. Erfindungsgemäß sind aus in Form jeweils einer Spirale mit in gegenseitigeTi Abstand verlaufenden Windungen gewickelten Stäben oder Bändern Halterungen 21 gebildet. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, sind die inneren Enden 22 der spiralförmigen Halterungen 21 einwärts abgewinkelt, so di.3 sie mit der Nut 20 der Welle 6 in Eingriff kcmmen. Die äußeren Enden 23 bilden Angriffspunkte für die hakenartig umgebogenen inneren Enden 24 von Spiralfedern 25, die mit ihren äußeren Enden an Zapfen 26 befestigt sind (F i g. 3).

Die einzelnen Halterungen 21 sind an einer Seite der Welle 6 in zwei entgegengesetzten Stellungen aufsetzbar. Die Spiralfeder 25 ist ebenfalls in zwei Richtungen montierbar, so daß sich durch einfaches Umdrehen einer

Halterung mit der dazugehörigen Feder eine Umkehrung der Abwickeleinrichtung eines Kabels auf die dargestellte Wickelvorrichtung erzielen liißt. Wie bereits vorstehend erwähnt, ist die Kabeleinführung 17 in diesem Falle ebenfalls umzudrehen.

Die Wickelvorrichtung weist zwei nebeneinander angeordnete Spiralfedern 25 auf. Diese Federn sind erfindungsgemäß wahlweise in Serie oder parallel zueinander verwendbar.

Für die Verwendung der Spiralfedern 25 in Serie ist eine Platte 27 vorgesehen (Fig. 4, 5). Sie ist im wesentlichen dreieckig und trägt nahe den Ecken an einer Seite vorstehende Zapfen 28. An der anderen Seite ragt in der Mitte der Platte 27 eine frei drehbar auf die Welle 6 aufsetzbare Nabe 29 hervor. Im oberen Teil von Fig. I ist die im Inneren des Gehäuses I auf die Welle 6 gesetzte Platte 27 dargestellt. Die Nabe 29 weist eine Nut 30 auf, deren Zweck nachstehend erläutert ist. An den Felgenscheiben 2, 3 des Gehäuses 1 ist ein kurzer Zapfen 31 befestigt.

In einer durch die Platte 27 abgeteilten (linken) Kammer des Gehäuses 1 ist eine Spiralfeder 25 angeordnet, welche auf der in der Kammer auf die Welle 6 aufgeschobenen Halterung 21 sitzt und mit ihrem Außenende an einem der Zapfen 28 befestigt ist. In der rechten durch die Platte 27 abgeteilten Kammer ist eine zweite Spiralfeder 25 eingesetzt. Ihr hakenartig umgebogenes inneres Ende 24 ist im Eingriff in der Nut 30 der Nabe 29, und ihr äußeres Ende ist am Zapfen 31 befestigt. Aus vorstehender Beschreibung erkennt man, daß die beiden Federn in dieser Weise zwischen der Welle 6 und dem Gehäuse 1 in Serie angeordnet sind, wobei die Platte 27 der Kraftübertragung von der einen zur anderen dient.

Wird während des Aufwickeins das Kabel freigegeben, so daß das Gehäuse 1 bestrebt ist, sich durch

Wirkung von Massenkräften über die Endstellung beim Aufwickeln hinwcg/udrchcn. so vermag das hakenartige Ende 24 der Spiralfeder 25 im Gegen/.eigersinn um die Halterung 21 umzulaufen, wobei sich die Windungen der spiralförmigen Halterung 21 zusammendrücken (F i g. 3). Dadurch ist ein Bruch der Spiralfeder 25 sicher vermieden.

Sollen die beiden Spiralfedern 25 parallel zueinander arbeiten, so werden zwei Halterungen 21 nebeneinander auf die Welle 6 gesetzt. Zwischen den Halterungen 21 verläuft eine Trennwand 32. und an den Felgenscheiben 2, 3 ist ein längerer Zapfen 33 befestigt (Fig. I, unterer Teil). Die beiden Spiralfedern 25 sind nun beide an den Halterungen 21 verankert und mit ihren äußeren Enden zusammen am Zapfen 33 befestigt. Die Wirkungsweise der parallel arbeitenden Spiralfedern 25 ist ohne Schwierigkeit verständlich.

Die vorstehende Beschreibung zeigt also, daß man auf der Basis einer einzigen Grundausführung durch Wahl verschiedener auf die Weiie 6 aufzusetzender Teile eine Wickelvorrichtung mit in Serie arbeitenden oder eine solche mit parallel zueinander arbeitenden Spiralfedern 25 erzielt.

Die erfindungsgemäße Wickelvorrichtung kann in an sich bekannter Weise mit einer Sperre versehen sein. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel ist hierzu an einem Beschlag 35 eine Sperrklinke 34 gelenkig angebracht. Ein mit der Klinke 34 zusammenwirkendes Sperrad 36 ist aus einer oder mehreren auf die Welle 6 aufschiebbaren Scheiben zusammengesetzt (Fig. I. unterer Teil). Die im oberen Teil von F i g. I dargestellte Aufwickelvorrichtung weist keine Sperreinrichtung auf. Deshalb ist in dieser Ausführung ein Befestigungsflansch 37 weiter nach rechts versetzt als bei der im unteren Teil von F i g. I gezeigten Ausführung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Spiralfedergetriebene Wickelvorrichtung mit einer drehbar auf einer Welle gelagerten Wickeltrommel zur Aufnahme eines biegsamen Strangma- terials, insbesondere eines Kabels, und mit wenigstens einer Spiralfeder, deren inneres Ende sich an der Welle abstützt und deren äußeres Ende an der Wickeltrommel festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich das innere Ende (24) der Spiralfeder (25) an der Welle (6) über eine spiralförmige Halterung (21) abstützt, die gegenseitig zur Spiralfeder (25) gewickelt ist, mit ihrem inneren Ende (22) mit der Welle (6) verbunden ist und mit ihrem äußeren Ende (23) einen in Abwickelrichtung wirksamen Anschlag für das innere Ende (24) der Spiralfeder (25) bildet.

2. Wickelvorrichtung nach Anspruch 1 mit zwei axial nebeneinander auf der Welle (6) angeordneten Spiralfedern (25), zwischen denen eine gegenüber der Wel!» (6) drehbare Platte (27) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (27) auf der einen Stirnseite eine mit dem inneren Ende (24) der einen Spiralfeder (25) verbindbare Nabe (29) und auf der anderen Stirnseite einen Befestigungszapfen (28) für das äußere Ende der anderen Spiralfeder (25) aufweist, so daß die beiden Spiralfedern (25, 25) in Reihe zwischen der Welle (ti) und der Wickeltrommel (1) angeordnet sind.

3. Wickelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spiralfeder (25) sowohl eine spiralförmige Halterung (21) wie ein Befestigungszapfen (28) an der Wickeltrommel (1) zugeordnet ist, so daß du beide.. Spiralfedern (25, 25) wahlweise in Reihe od^r parallel zwischen der Welle (6) und der Wickeltrommel (i angeordnet werden können.

4. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Halterung (21) wahlweise in der einen oder anderen von zwei Stellungen mit entgegengesetzter Spiralwicklungsrichtung mit der Welle (6) verbindbar ist und die bzw. jede Spiralfeder (25) entsprechend in umgekehrter Stellung befestigbar ist.

5. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (6) eine Längsnut (20) od. dgl. zur Verbindung mit der bzw. jeder Halterung (21) durch Einsetzen ihres inneren Endes (22) in die Längsnut (20) aufweist.

6. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. jedes innere Spiralfederende (24) hakenartig umgebogen ist.