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Stichwort: Siralkof-Xugellager - Ä 15 Vorrichtung zum Wickeln von
Drahtschrauben Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wickeln von Drahtschrauben
mit einem Wickeldorn, dessen Durchmesser an der Seite, an der die Drahtschraube
von ihm abläuft, größer' ist als an der Seite, an der der Draht zugeführt ist, und
mit einer entsprechend der Steigung geformten Führung für die Drahtschraubenwindungen.
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Bs sind Wickelvorrichtungen für Drahtschrauben bekannt, bei denen
der in Sohraubenform zu wickelnde Draht von einem eine Drehbewegung ausführenden
konischen Wickeldorn transportiert wird, während die Steigung der Drahtschraube
von wendelförmigen Führungsnuten einer feststehenden Hülse bestimmt wird. Der Wickeldorn
ist dabei im Bereich desjenigen Endes der Hülse, an dem die Irahtachraube aus der
Hülse tritt, um ein das Auffedern der Schraube übersteigendes Maß konisch erweitert.
Die Fiihrungsnuten sind tiefer als der Drahtdurchmesser, damit die Drahtwindungen
radial zum Wickeldorn ausweichen können, wenn die Drahtschraube, etwa bei der Weiterverarbeitung,
auf ein Hindernis auftrifft. Bei einem derartigen Ausweichen heben die Drahtwindungen
soweit vom Wickeldorn ab, daß der Transport der Drahtschraube zum Stillstand kommt.
Derartige Wikkelvorrichtungen sind z.B. in der deutschen Patentschrift 141.506 und
in der deutschen Patentschrift 1.189.513 beschieben. In der deutschen Patentschrift
141.506 ist die Nut durch eine feststehende, in einer festen Büchse angeordnete
Drahtspirale realisiert. Die bekannten Wickelvorrichtungen haben den Nachteil, daß
der Draht an den Wänden der wendelförmigen, sich über den ganzen Wickelbereich erstreckenden
Führungsnut in der feststehenden Hülse entlangschleift, was Verschleiß zur Folge
hat.
Stwjr: Spiralkopf-Lugellager - A 15 aufgabe der ErSindung ist
eine verschleißarme Führung des Drahtes während der Bildung der Drahtschraube.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Führung
mehrere Teil-Anlageflächen aufweist, an denen die Windungen anliegen, und daß die
Teil-Anlageflächen jeweils um eine Achse drehbar ausgebildet aind.
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Eine Führungafläche im Sinne der Erfindung kann auch eine sehr schmale
Zone sein, an der der Draht zumindest teilweise geführt ist.
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Die Erfindung eignet sich insbesondere Sür Wickelvorrichtungen mit
Wickeldornen, bei denen der Ubergang der Durch messer von einem kleinen zu einem
größeren Wert allmählich erfolgt, d.h. für Wickelvorrichtungen mit konischen Wickeldornen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind in Richtung der Drehachse
des Wickeldorns vorteilhaft mehrere eil-Anlageflkohen hintereinander angeordnet,
an denen ein Element des Drahtes nacheinander, und zwar jeweils über eine sehr kurze
Wegstrecke, zur Anlage kommt. Eine derartige Ausbildung der Teilflächen wirkt sich
vorteilhaft auf die Gleichförmigkeit der gebildeten Drahtsohraube und auf die angestrebte
Reduzierung der Reibung aus.
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Zur Realisierung der Erfindung können die Teil-Anlageflächen ringförmige
Außenflächen von Rotationskörpern sein. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung
können die Teil-Anlagefläohen Mantelflächen von zumindest teilweise kegelförmig
ausgebildeten Rotationskörpern sein, wobei die Rotationsachse eines Rotationskörpers
vorteilhaft parallel zu einer Mantellinie des Wickeldorns verläuft, die mit der
Drehachse des Wickeldorns in einer Ebene liegt. Gemäß einer Variante der Erfindung
können die Teil-Anlageflächen auch Mantelflächen von zylinderförmig ausgebildeten
Rotationskörpern sein, wobei die Rotationsachse eines Rotationskörpers dann vorteilhaft
einen Winkel zu einer Mantellinie des Wickeldorns einschließt, die mit der drehachse
des Wickeldorns in einer
Stw.: Spiralkopf-Kugellager - A 15 Ebene
liegt. Auf die Gleichförmigkeit der gebildeten Drahtschraube wirkt es sich ferner
positiv aus, wenn gemäß einer Weiterbildung, der Erfindung Reihen von Rotationskörpern
auf unterschiedlichen Seiten des Wickeldorns drehbar gelagert sind. Pur die Ausbildung
der Rotationskörper gelten über die vorgenannten Vorachriften der Teil-Anlageflächen
keine besonderen Bedingungen. Eine einfache Lagerung solcher Rotationskörper ist
Jedoch möglich, wenn Wälzlager verwendet werden. In dem Fall, daß eine Teil-Anlagefläche
als Mantelfläche eines Kegelstumpfes ausgebildet iat, läßt sich die Anlage fläche
vorteilhaft als Übergangsfläche zwischen der Maütelfläche und einer Stirnfläche
eines Wälzlageraußenringes ausbilden. Eine derartige Übergangsfläche läßt sich leicht
durch Anphasen der Außenkante des Wälzlagers herstellen.
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Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung liegt bei der lrahtschraubenfertigung
für die Herstellung von Blätterpacks, deren Einzelblätter durch die Drahtsohrauben
zusammengehalten werden. Hiersu werden die Drahtschrauben unmittelbar nach dem Wickeln
in Lochreihen derartiger Blätterpacks eingedreht und anschließend abgeschnitten.
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Stw. : Spiralkopf-Kugellager - A 15 Die Erfindung wird anhand der
Ausführungsbeispiele enthaltenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1
eine Wickelvorrichtung mit konischem Wickeldorn und mit auf einer gemeinsamen zu
einer Mantellinie des Wickeldorns parallelen Achse drehbar aufgesetzten Kugellagern,
deren Ubergangsflächen zwischen Mantel- und Stirnflächen als Teil-Anlagefläche für
die Drahtwindungen ausgebildet sind, Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Figur
1 mit Wickeldorn, einem Kugellager und einer Draht windung, Figur 3 eine Wickelvorrichtung
mit konischem Wickeldorn und Kugellagern, deren Drehachsen einen Winkel zu der Mantellinie
des Wickeldornes einschliessen und und deren Mantelfläc,hen als Teil-Anlageflächen
für Drahtwindungen ausgebildet sind, Figur 4 eine Wickelvorrichtung mit gegenüber
Figur 3 verkürztem Konusbere ich.
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Stw.: Spiralkopf-Kugellager - A 15 Die Wickelvorrichtung der Figuren
1 und 2 weist einen glatten konischen Wickeldorn 1 auf, der an einer Antriebswelle
2 von einem nicht dargestellten Antrieb in Richtung des Pfeils Durchmesser 3 drehantreibbar
ist. Der
aes Wickeldorns nimmt in Richtung des Pfeils 4 (Förderriehtung der gewickelten Drahtschraube
5) zu. Auf gemeinsamenAchsen 6 und 7 sinn auf gegenüberliegenden Seiten A und B
des Wickeldorns 1 in Richtung von dessen Drehachse 8 hintereinander Rotationskörper
in Borm vnn Kugellagern 9a ... 9h bzw. 11a ... lih so befestigt, daß ihre Außenringe
(siehe auch Figur 2) sich frei drehen können. Die Außenringe der Kugellager 9a ...
9 h und 11a 11h haben an den Seiten, an denen Windungen 12a ... 12h eines Drahtes
12, der rechtwinklig zur Ebene der Figur 1 zuführbar ist, anliegen, Teil-Anlageflächen,
die als Übergangsflächen 13a ... 13h bzw. 14a ... 14h zwischenMantelflächen 16a
... 16h bzw. 17a ... 17h und Stirnflächen 18a 18h bzw. 19a ... 19h der Kugellager
ausgebildet sind. Der Übersichtlichkeit halber sind die Ubergangsflächen, die Manteilflächen
und die Stirnflächen nur der jeweils ersten und letzten Kugellager 9a, 9h und 11a,
11h einer Reihe mit Bezugszeichen versehen. Die vorgenannten Flächen sind außerdem
in Figur 2 an dem Kugellager 9a noch einmal genauer dargestellt. In dieser Figur
wird sichtbar, daß es sich bei der Teil-Anlagefläche (Übergangsfläche) 13a um die'
Mantelfläche eines Kegelstumpfes aü dem Außenring 21a des Kugellagers 9a handelt.
Selbstverständlich kann die Übergangsfläche 13a auch eine modifizierte Form haben.
Wichtig ist vor allem, daß die Irahtwindung 12a nicht über eine scharfe Kante des
Außenringes zwischen der Mantelfläche 16a und der Stirnfläche 18a läuft.
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Die Achsen 6 und 7, die die Rotationsachsen der Kugellager darstellen,
sind parallel zu den Mantellinien 1a und 1b des Wickeldornes 1 angeordnet, wobei
diese Mantellinien mit der Drehachse 8 des Wickeldornes 1 in einer Ebene liegen.
Der
Stw.: Spiralkopf-Kugellager - A 15 Abstand der Achsen 6 und
7 von dem Wickeldorn 1 ist so gewählt, daß die Mantelflächen 16a ... 16h und 17a
... 17h an die Oberfläche des Wickeldorne 1 dicht angrenzen oder diesen sogar leioht
berühren. Die Achsen 6 und 7 sind einerseits in an einem lagergehäuse 22 befestigten
Tragarmen 23 bzw. 24, andererseits in dem Lagergehäuse 22 selbst befestigt.
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Die gebildete Drahtschraube 5 ist von der Wickelvorrichtung unmittelbar
zu einer Lochreihe 25 eines Blätterpacks 26 geführt.
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Wirkungsweise der Wickelvorrichtung der Figur 1: Der von Hand in die
Zwischenräume zwischen den Kugellagern 9a ... 9h, 11a ... 11h und dem Wickeldorn
1 eingeführte Draht 12 wird, sobald der Wickeldorn 1 zu einer Drehbewegung angetrieben
wird, in Richtung des Pfeiles 27 bewegt. Die Windungen 12a ... 12h des Drahtes sowie
die gewickelte Drahtschraube führen außerdem eine Bewegung in Richtung des Pfeiles
4 aus. Infolge der Steigung der Drahtschraube 1 werden die Drahtwindungen 12a ...
12h gegen die als Ubergangaflächen 13a ... 13h und 14a ... 14h der Außenringe der
tugellager 9a ... 9h bzw. lla ... 11h ausgebildeten Geil-Anlageflächen gepreßt.
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Durch diesen Preßdruck und die Bewegung der Drahtwindungen in Richtung
des Pfeiles 27 "rollen" die Drahtwindungen an den Teil-Anlageflächen ab und veranlassen
die Außenringe der Kugellager zu Drehbewegungen um die Achsen 6 und 7 entsprechend
den Pfeilen 28 und 29.
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Eine verschleißende gleitende Reibung wird dadurch praktisch vermieden.
Die fertige Drahtschraube 5 wird unmittelbar in die Lochreihe 25 des Blätterpacks
26 eingeführt und, sobald die Lochreihe auagefüllt ist, von einem nicht dargestellten
Werkzeug abgeschnitten. Stößt die Drahtschraube auf ein Hindernis, dann verändert
sich die Reibung zwischen den Draht-
Stw.: Spiralkopf-Kugellager
- A 15 windungen 12a ... 12h und dem Wickeldorn in an sich bekannter Weise, etwa
wie in der deutschen Patentschrift 141.506 beschrieben, so daß die Förderung der
Windungen und damit der Drahtachraube unterbrochen wird.
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Die Wickelvorrichtung der Figur 3 unterscheidet sich von derjenigen
der Figur 1 vor allem dadurch, daß die eil-Anlageflächen als Nantelflächen 116a
... 116g, 117a ... 117g von zylinderförmigen Rotationskörpern in Form von Kugellagern
109a ... 109g bzw. 111a ... 111g ausgebildet sind. Die Rotationsachsen 106a ...
106g und 107a ... 107g der Kugellagerschließen im Gegensatz zu Figur 1 einen Winkel
zu den Mantellinien 101a bzw. 101b des Wickeldorns 101 ein, wobei unter Mantellinien
wieder Linien verstanden werden, diemit der Drehachse 108 des Wickeldorns 101 in
einer Ebene liegen, mithin z.B. den gezeichneten Umfangslinien des Wickeldorns in
Figur 3 entsprechen. Diejenigen Teile der Figur 3, die mit entsprechenden Teilen
der Figur 1 übereinstimmen, sind mit gleichen Bezugszeichen, vermehrt um 100, versehen
und nicht mehr besonders erläutert.
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Dadurch, daB bei drehendem Wickeldorn 101 die Drahtwindungen 112a,
112c, 112e und 112g an Mantelflächen der Kugellager anliegen, ist ein Änphasen der
Außenringe der Kugellager wie in Figur 1 zur Herstellung von Übergangsflächen nicht
mehr erforderlich.
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Die Wickelvorrichtung der Figur 4 unterscheidet sich von den Ausführungsformen
der Figur 1 und insbesondere der Figur 3 vor allem dadurch, daß der konische Ubergang
des Wickeldorns 201 von einem kleineren Durchmesser 201c auf einen größeren Durchmesser
201d atark verkürzt ist. Die gleichartigen Teilen in Figur 3 entsprechenden Teile
sind mit gleichen Bezugszeichen, vermehrt um 100, versehen und brauchen daher nicht
im einzelnen erläutert zu werden.
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Stw.: Spiralkopf-Kugellager - A 15 Der Vorteil der Erfindung besteht
in einer wesentlichen Verringerung der Verschleiß verursachenden Reibung zwischen
den Windungen der Draht schrauben und ihrer Führung infolge der starken Verkürzung
der Wege (Teil-Anlageflächen) , an denen die Windungen überhaupt anliegen und vor
allem infolge der Drehbeweglichkeit der Anlageflächen selbst.
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Ein Fremdantrieb dieser Flächen (also nicht über die Drahtwindungen)
wäre im Rahmen der Erfindung ebenfalls möglich, jedoch mit zusätzlichem Aufwand
verbunden. Die Erfindung läßt sich besonders vorteilhaft realisieren, wenn preiswerte
Kugellager mit gehärteten Außenringen zur Bildung der Teil-Anlageflächen Verwendung
finden. Ein Auswechseln der Eugellager ist sehr schnell und auch von ungeschultem
Personal durchführbar. Selbstverständlich können anstelle von Eugellagern auch Rotationskörper
anderer Ausführung, z.B. runde Scheiben und dergleichen, verwendet werden.
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- Patentansprüche -