DE3104337A1

DE3104337A1 - Hoch belastbare spule zur aufnahme von metalldraht u.dgl.

Info

Publication number: DE3104337A1
Application number: DE19813104337
Authority: DE
Inventors: Joseph J. Easton Conn. Kovaleski
Original assignee: Wyrepak Industries Inc
Current assignee: Wyrepak Industries Inc
Priority date: 1980-02-29
Filing date: 1981-02-07
Publication date: 1982-01-21
Also published as: JPS612587B2; JPS56132272A; BE887658R; FR2477125A2; GB2070566B; FR2477125B2; CA1151625A; GB2070566A; NL8100611A; US4269371A

Description

Dlpl.-Phy*. Heinrich Seids . Patentanwalt · Bierstadter Höhe 15 · Postfach 5105 · 6200 Wiesbaden 1. ®* (0 6121) 56 2022

Die Erfindung bezieht sich auf hoch belastbare Spulen zur Aufnahme von Metalldraht u.dgl., die aus einem zylindrischen Spulenkörper bzw. Mittelstück und zwei konischen Spulcn-Endflanschen auseinandernehmbar zusammengesetzt sind, wobei die Spulen-Endflansche am äußeren Endbereich einen verdickten Umfangsrand und am inneren Endbereich eine Querwand mit einer Öffnung für ein die Spulenteile zusammenhaltendes Zugelement aufweisen.

Es sind Spulen bekannt, die durch Schweißen aus Metallblechteilen zusammengebaut sind. Die Herstellungskosten solcher Spulen sind hoch, weil schweres ziehbares Metall benutzt werden muß und erhebliche Bearbeitungskosten erforderlich sind. Aus US-PS 2,295,222 ist eine auseinandernehmbare Spule mit einem mittigen Spulenkörper und Endspulen-Endflanschen bekannt. Der Durchlaß des Spulenkörpers ist mit Gewinde versehen, um einen Gewindeteil des Endflansches aufzunehmen. Die zusammenpassenden Gewindeteile sind aber zu teuer.

Aus US-PS 1,786,366 sind scheibenförmige Endflansche bekannt, die an ein den Spulenkörper bildendes Rohrstück aus Eisen oder Stahl gepasst sind. Wülste an jedum Flansch greifen über den Spulenkörper, während außermittige Bolzen die Flansche zusammenhalten. Eine solche Spule läßt sich nur

130063/0626

Dipl.-Phys. Helnri* Seide · Patentanwalt ■ Bieretadter Höhe 15 · Poitfadi 5105 · 6200 Wiesbaden 1 . ®Γ (0 6121) 56 20 22

schwer zusammenbauen. Es ist vor allem schwierig, die Wülste einzusetzen und die Bolzen richtig festzuziehen. Außerdem neigen die Endflansche zur Verformung. Deshalb sind diese bekannten Spulen zu schwach und zu teuer.

LJS-PS 1,987,990 zeigt eine aus vielen Teilen zusammengesetzte Spule, wobei diese Teile unübliche Ausbildung haben und zu teuer sind.

Schließlich ist aus DE-OS 28 49 482 eine Spule bekannt, deren Endflansche aus Metallblech gepreßt und mit einem einzigen Bolzen an einem zylindrischen Spulenkörper gehalten sind, wobei dieser Bolzen am einen Ende mit einem Auge ausgestattet ist. Mit diesem Spulenaufbau wurden viele bisherigen Probleme gelöst, aber es wird dort ein wirksamer Oberflächenschutz für die konischen Endflansche benötigt.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Spule der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der die oben beschriebenen Mangel behoben werden können, die im Aufbau einfach, im Betrieb verläßlich und gegen Feuchtigkeit widerstandsfähig ist, wobei Oberflächenbehandlung und Oberflächenschutz gegen Korrosion an den Endflanschen nicht mehr nötig sein sollen, und dies bei verminderten Gestehungskosten und hoher Festigkeit und Widerstandsfähigkeit der Spule.

130063/0626

DlpL-Phy». Heinrich Seids · Patentanwalt · Blerstadter Höhe 15 · Postfach SlOS . 6200 Wiesbaden 1 · © (06121) 562022

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spulen-Endflansche in allen Teilen mit im wesentlichen gleichmäßiger Wandstärke aus Kunststoff gebildet sind und am inneren und a;n äußeren Endbereich ihrer konischen Flansch wand versteift ausgebildet sind. Die beiden Spulen-Endflansche sind gleich ausgebildet. Ihre kleineren, inneren Bereiche weisen eine mit Öffnung versehene Querwand auf, durch die sich ein einziger Bolzen erstreckt. Die Querwände werden dadurch unter gleichmäßiger fortgesetzter Spannung und der Spulenkörper unter gleichmäßigem axialen Druck gehalten. Der zylindrische Spulenkörper kann aus sehr dickem Karton gebildet sein. Wenn ein Endflansch oder der Spulenkörper beschädigt wird, kann der jeweilige Spulenteil leicht ausgewechselt werden. Um das Aufnahmevermögen einer Spule zu vergrößern, kann ein zylindrischer Spulenkörper größerer Länge benutzt werden, was durch entsprechendes Auswechseln des einzigen Zugbolzens leicht möglich ist..

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind in den konischen Spulen-Endflanschen zwei oder mehr koaxiale Ringnuten vorgesehen, die neben verbesserter Versteifung auch wohl definierte Sitze für die gegenüberliegenden Enden von Spulenkörpern verschiedener Durchmesser bilden. Der Durchlaß des jeweiligen Spulenkörpers kann etwas Untergröße aufweisen, um fester in die Spulen-Endflansche einzugreifen.

Es werden keine speziellen Werkzeuge zum Zusammenbau be-

130663/0626

Dipl.-Phy». Heinrich Seid» - Patentanwalt · Bierfilter Höhe 15 · Pottfadt 5105 ■ 6200 Wiesbaden 1 . 5? (0 6121) 56 2022

9 -

nötigt.

Die Spulen-Endflansche/sind so aus schlagfestem, widerstandsfähigem Kunststoff geformt, daß alle Teile im wesentlichen gleichmäßige Dicke aufweisen, und die ümfangsränder sind versteift, indem sie U-förmigen Querschnitt aufweisen, um eine Ringnut zu umschließen, die axial nach außen offen ist. Die Ränder können so ausgebildet sein, daß sie sich sowohl radial einwärts als auch radial auswärts von dem äußeren Endbereich des konischen Spulen-Endflansches erstrecken. An der Außenseite der Spulen-Endflansche sind Versteifungsrippen angeordnet, und zwar in Ebenen liegend, die durch die Achse verlaufen. Diese Versteifungsrippen können zugleich so geformt werden, daß sie eine Einlaßführung für den Zugbolzen in die Öffnung der Querwand bilden.

Durch die Erfindung wird eine neuartige, verbesserte, hoch belastbare, auseinandernehmbare Spule geschaffen, die geeignet ist, eine beträchtliche Menge und ein beträchtliches Gewicht an Metalldraht aufzunehmen. Diese Spule läßt sich leicht auseinandernehmen, und die konischen Spulen-Endflansche lassen sich kompakt stapeln. Die konischen Endflansche benötigen keine Oberflächenbearbeitung und zeigen weder Korrosion noch Verbeulen. Sie sind widerstandsfähig und lassen sich sowohl im Freien als auch in Räumen lagern. Ihre Erstehungskosten sind gering, ebenso wie diejenigen

130063/0626

DIpl.-Phy*. Heinrich Seids. Patentanwalt. Bieretadter Höhe 15 · Postfach 5105 . 6200 Wiesbaden 1. S? (06121) 56 2022

- 10 -

der aus Karton hergestellten Spulenkörper, wodurch die Gesamtkosten für die Herstellung niedrig bleiben. Durch Benutzung von Spulenkörpern verschiedenen Durchmessers können die Spulen zur Aufnahme kleinerer odor größerer Drahtmengen eingerichtet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Spule mit an einem zylindrischen Spulenkörper befestigten konischen Spulen-Endflansch;

Fig. 2 eine vergrößerte Teildarstellung eines Spulen-Endflansches, insbesondere die Zusammenpassung mit dem Spulenkörper;

Fig. 3 eine Endansicht nach der Linie 3-3 der Fig. 1; Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 1 und Fig. 5 eine Teilschnittdarstellung eines Paares von

konischen Spulen-Endflanschen, die nach Abnehmen von der Spule zum kompakten Lagern gestapelt sind.

Die verbesserte Spule hat aus Kunststoff geformte Spulen-Endflansche 10, 12 und einen zylindrischen Spulenkörper 14, letzterer vorteilhafterweise aus dickem und schwerem, billigem Karton, der hervorragende Widerstandsfähigkeit

130063/0626

Dlpl.-Phy». Heinrirh Seid« ■ Patentanwalt · Bicrstadter Höhe 15 · Postfach 5105 ■ 6200 Wiesbaden 1 · G? (06121) 562022

- 11 -

gegen Beschädigung und bei einer Dicke von 6,5 mm oder mehr sehr starr und fest ist. Die Spulen-Endflansche IO und 12 sind gleich. Sie weisen eine kegelstumpf-förmige Flanschwand 16 auf, an der alle Teile im wesentlichen gleichförmige Kunststoffdicke aufweisen, um ein schnelles und gleichförmige Verfestigen bzw. Aushärten sicherzustellen. Geeignet sind schlagfeste Kunststoffe wie sie unter den Handelsnamen LEXAN (hoch temperaturbeständiges Polykarbonatharz, Römpps Chemie Lexikon 1973, Seite 1964) und VALOX bekannt sind, ein.seh Lioßlich Materialien aus thermoplastischem Polyesterharz, Polykarbonat und ABS-Kunststoffe (DIN 7728). Die Kunststoffmaterialien können Glasfaser oder andere feste Faserstoffe enthalten.

Die Flanschwände 16 haben große, äußere Endbereiche 18 bzw. kleinere innere Endbereiche 20 und versteifende ümfangsränder 22, die die äußeren Endbereiche 18 umgeben und mit U-förmigem Querschnitt geformt sind, um Ringnuten 24 zu umgrenzen, die axial von den Flanschwänden 6 weg offen sind.

Jeder Umfangsrand 22 weist einen Streifen 26 auf, der den Boden einer Nut 24 überspannt und einstückig mit den inneren und äußeren Teilen der Umfangsflansche 28 und 30 gebildet ist. Ein Wulst 32 auf dem äußeren Umfangsflansch 30 bildet die Trennungslinie der Form.

130063/0626

DipL-Phys. Heinrich Seids · Patentanwalt · BIerstadter Höhe 15 · Postfach 5105 ■ 6200 Wiesbaden 1 . S? (0 6121) 562022

- 12 -

Die Streifen 26 und Umfangsflansche 28, 30 erstrecken sich sämtlich radial auswärts und radial einwärts von dem größeren äußeren Endbereich 18.

Jede Flanschwand 16 hat eine Querwand 34 und eine Öffnung 36 zur Aufnahme eines Zugbolzens 38. Dieser Zugbolzen 38 hat einen Zapfen 40, ein Gewinde 42 für eine Mutter 44, die sich über eine Unterlegscheibe 46 gegen den einen Spulen-Endflansch 12 abstützt. Der Zapfen 40 hat einen Kopf 48 und tritt durch einen Ring 50, der von einem Stahlrohr geschnitten und zur Aufnahme des Zapfens 40 gebohrt ist, wobei sich der Kopf 48 an der Innenseite dieses Ringes 50 abstützt Eine Unterlegscheibe 52 zwischen dem Rinrf 50 und der Querwand 34 verteilt die ausgeübte Kraft.

Jede Flanschwand 60 hat konzentrische Ringnuten 54, 5 6 auf ihrer äußeren konischen Oberfläche, um entweder einen Spulenkörper 14 kleineren Durchmessers oder einen Spulenkörper größeren Durchmessers aufzunehmen. Wenngleich zwei Nuten 54 und 56 gezeigt sind, können auch drei oder mehr solcher Nuten vorgesehen sein. Die Nut 54 hat die Nutwände 5fi und 60, die - wie im Schnitt der Figur 2 gezeigt - rechtwinklig zueinander liegen und mit dem rechtwinklig geschnittenen Ende des Spulenkörpers 14 zusammenpasst. Die Nut 56 ist in ähnlicher Weise geformt.

130063/0626

310A337

Dlpl.-Phy«. Heinrich Seide · Patentanwalt. Bierstadter Höhe 15 · Postfach 5105 · «200 Wiesbaden 1 · β" (06121) 562022

- 13 -

Radial einwärts der Nuten 54 und 5 6 befinden sich Ringwülste 62 und 64, die vorzugsweise ausgerundet sind und im wesentlichen gleichförmige Wanddicke aufweisen.

Die aus Kunststoff bestehenden Spulen-Endflansche 10 und 12 sind so geformt, daß sie zu kompaktem Lagern ineinander gestapelt werden können. Das spezielle, geformte, schlagfeste und widerstandsfähige Kunststoffmaterial korrodiert nicht und beult nicht ein. Es muß deshalb nicht frei von Feuchtigkeit gelagert werden. Vielmehr können die Spulen-Endflansche im Freien gelagert werden.

Die Spulen-Endflansche 10 und 12 haben einstückig daran ausgebildete Kippen 66, sowohl auf der Außenseite des Endbereiches 20 als auch auf der Außenseite der Querwand 34. Insgesamt können beispielsweise acht solcher Rippen 66 vorgesehen sein. Die Rippen 66 liegen in Ebene, die parallel zur Achse der Flanschwand 16 verlaufen. An ihren sich benachbarten Enden 68 sind die Rippen 66 auf kleinere Dimension insbesondere geringere Höhe abgeflacht, um eine Einführungseinrichtung für den Zugbolzen 38 zur Öffnung 36 beim Zu- sammenbauen der Spule zu bilden.

Während des Stapeins der Spulen-Endflansche 10 und 12 können ein innerer ümfangsflansch 28 am Umfangsrand 22 des einen Spulen-Endflansches und seine Ringwülste 62, 64 auf die

13 0063/0626

Dlpl.-Phy». Heinrich Selds · Patentanwalt · Blerstadter Höhe 15 · Postfach 5105 · <32OO Wiesbaden 1 · ® (06121) 562022

- 14 -

konische Außenfläche der Flanschwand 16 eines eingelagerten Spulen-Endflansches greifen. Ebenso können die Versteifungsrippen 66 eines eingelagerten Spulen-Endflansches auf die innere konische Oberfläche des aufnehmenden Spulen-Endflansches greifen. Dieses Aufeinandergreifen erfolgt längs kreisförmiger Berührungslinien und schafft erhöhte Festigkeit, wenn eine große Anzahl von Spulen-Endflanschen zu einem Stapel zusammengesteckt werden.

Wenn die Spulen mit hohem Gewicht an Draht gefüllt sind, können sie mit einem Hebezeug leicht angehoben und transportiert werden, das ein Hebekabel und Haken aufweist. Die große Zusammenbau-Festigkeit des rohrförmigen Spulenkörpers 14, der Spulen-Endflansche mit den Vorstarkungsrippen 66 und Stahl-Zugbolzen 38 mit Aufnahmeauge 60 ermöglicht es, jede Spule leicht und sicher anzuheben und zu transportieren einfach dadurch, daß man den Kabelhaken in das Auge 50 einhakt und das Kabel nach oben zieht. Dadurch wird ein hoher Sicherheitsfaktor erreicht.

130063/0626

Leerseite

Claims

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. HEINRfCH SB 62 Wiesbaden · Biersladter HUhe IS · Postfach 12068 · Telefon (0 6121) 56 53 82 Postscheck Frankfurt/Main 1810 Ofi - 602 · Bank Deutsche Bank 395 63 72 ■ Nass. Sparkasse 108 00 30 f>5 Wiesbaden, den 03. Februar 1981 W 241 VNR: 107565 S/ha Wyrepak Industries, Inc. 136 James Street Bridgeport, Connecticut, USA Hoch belastbare Spule zur Aufnahme von Metalldraht u.dgl. Priorität: USA Patentanmeldung Nr. 126,065 vom 29. Februar 1980 Patentanspr ü c h e

1) Hoch belastbare Spule zur Aufnahme von Metalldraht u.dgl die aus einem zylindrischen Mittelstück und zwei konischen Spulen-Endflanschen auseinandernehmbar zusammengesetzt ist, wobei die Spulen-Endflansche am äußeren Endbereich einen verdickten Umfangsrand und am inneren Endbereich eine Querwand mit einer Öffnung für ein die Spulenteile zusammenhaltendes Zugelement aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß

die Spulen-Endflansche (10, 12) an allen Teilen mit im wesentlichen gleichmäßiger Wandstärke aus Kunststoff gebildet sind und am inneren und am äußeren Endbereich

1 30063/062Ö

Dipl.-Phy*. Heinrich Seide · Patentanwalt · Bierstadter Höhe 15 · Postfach 5105 · 6200 Wiesbaden 1 . ® (06121) 562022

(18, 20) ihrer konischen Flanschwand (16) versteift ausgebildet sind.

2) Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsrand (22) in U-förmigem Querschnitt ausgebildet ist und eine Ringnut (24) umgrenzt, die axial von der Flanschwand (16) weg offen ist, dieser Uiafangsrand sich von dem äußeren Endbereich (18) der Flanschwand (16) radial nach außen erstreckt und daß in der Flanschwand (16) mindestens eine zweite Ringnut (54, 56) in der konischen Außenfläche zwischen dem äußeren Endbereich (18) und dem inneren Endbereich (20) der Flanschwand (16) ausgebildet ist.

3) Spule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der versteifte Umfangsrand (20) sowohl einwärts der inneren konischen Fläche der Flanschwand (16) als auch auswärts der äußeren konischen Fläche der Flanschwand (16) vorsteht.

4) Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, insbesondere zur Aufnahme von Metalldraht beträchtlichen Gewichtes, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein zylindrischer Spulenkörper (14) aus dickem und schwerem Karton vorgesehen ist.

130063/062G

Dlpl.-Phys. Heinrich Selds · Patentanwalt · Bierstadter Höhe 15 · Postfach 5105 · 6200 Wiesbaden 1 . © (0 6121) 56 20

b) die Enden dieses zylindrischen Spulenkörpers (14) in jeweils eine der zwischen dem äußeren Endbereich (18) und dem inneren Endbereich (20) der Flanschwand (16) ausgebildeten Ringnuten (54, 56) eingepaßt sind und

c) das Zugelement (38) durch die Öffnungen (36) der Spulen-Endflansche (10, 12) zum Festhalten dieser Spulen-Endflansche (10, 12) gegen die stirnseitigen Enden des aus Karton bestehenden Spulenkörpers (14) eingesetzt ist.

5) Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschwand (16) mit einer Mehrzahl von einstückig an ihr ausgebildeten Versteifungsrippen (66) versehen ist, von denen jede sich sowohl über einen Teil der konischen Außenfläche der Flanschwand (16) als auch über die Außenseite der Querwand (34) erstreckt und diese Rippen (66) in Ebenen liegen, die durch die Achse der konischen Flanschwand (16) verlaufen.

6) Spule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß acht solcher Versteifungsrippen (66) vorgesehen sind.

130063/0626

Dipl.-Phys. Heinrich Seids · Patentanwalt ■ BJerstadter Höhe 15 · Postfach 5105 . 6200 Wiesbaden 1 . G? (0 6121) 56 2022

7) Spule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem äußeren Endboreich (IU) und dem inneren Endbereich (20) in der Außenfläche der Flanschwand (16) angebrachten Ringnuten jeweils in einer Normalebene zur Achse der Flanschwand (16) liegen und auf der Innenseite der Flanschwand (16) ein sich jeweils entlang einer solchen Ringnut (54, 56) erstreckender und im wesentlichen radial einwärts von dieser angeordnete Ringwulst (62, 64) einstückig ausgebildet ist.

8) Spule nach einem der Ansprüche 1 bii; 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei konzentrische Ringnuten (54, 56) zwischen dem äußeren Endbereich (18) und dem inneren Endbereich (20) an der Außenseite der Flanschwand (16) ausgebildet sind.

9) Spule nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Querwand (34) angeordneten Endbereiche (64) der Versteifungsrippen (66) die Öffnung (36) in der Querwand (34) umgeben und zur Bildung einer Einlaßführung für einen Zugbolzen (38) mit nach dieser Öffnung (36) hin abnehmender Höhe ausgebildet sind.

130063/062-3

Dipl.-Phys. Heinrich Seide · Patentanwalt. Bierstadter Höhe 15 · Postfach 5105 . 6200 Wiesbaden 1 . G? (0 6121) 56 20 22

10). Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der äußere Umfangsrand (22) sich einwärts der konischen Innenfläche der Flanschwand (16) erstreckt,

b) die Flanschwand (16) mindestens einen einstückig mit ihr ausgebildeten Ringwulst (62, 64) auf ihrer Innenseite aufweist, der sich einwärts der konischen Innenflache erstreckt,

c) die einstückig mit der Flanschwand (16) ausgebildeten Versteifungsrippen (66) sich auswärts der konischen Außenfläche der Flanschwand (16) erstrecken und daß der äußere Umfangsrand (22) und der Ringwulst bzw. die Ringwulste (62, 64) dazu ausgebildet sind, auf die äußere konische Fläche eines zweiten Spulen-Endflansches (IO bzw. 12) zu greifen, der in einen gleichen Spulen-Endflansch (12, 10) gestapelt ist.

11) Spule nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifunsrippen (66) der Spulen-Endflansche (10, 12) dazu ausgebildet sind, beim Stapeln auf die konische Innenfläche eines aufnehmenden Spulen-Endflanschcs (10 bzw. 12) zu greifen.

130063/0626