DE3810967A1 - Wickelspule - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spule, insbesondere zur Aufnahme von bandförmigem Material, mit zwei Flanschen, die durch einen zylindrischen Kern, dessen Längsachse die Spulenachse bildet, miteinander trennbar verbunden sind.

Solche Spulen werden beispielsweise unter der Bezeichung "BS-Spulen" von der Häfner & Krullmann GmbH angeboten. Sie bestehen aus zwei Flanschen und einem Kern, wobei Flansche mit unterschiedlichem Durchmesser mit Kernen unterschied­ lichen Durchmessers und Länge beliebig kombiniert werden können. Die Kerne haben hierzu auf beiden Seiten angespitzte Laschen, die entsprechende Schlitze in den Flanschen durchgreifen. Um die unterschiedlichen Bandbreiten von Bändern abzudecken, die auf diesen Spulen mit einem Durchmesser von 500 mm und mehr aufgewickelt werden, ist die Bereitstellung einer Vielzahl von Kernen unterschiedlicher Länge notwendig. Außerdem kann die Aufteilung der Spule in drei Einzelteile mit den zwei Verbindungsstellen zu einer gewissen Instabili­ tät führen.

Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der vor­ liegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spule zur Aufnahme von band­ förmigem Material anzugeben, deren Wickelbreite praktisch stufenlos in vor­ gegebenen Grenzen geändert werden kann.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Kern quer zur Längsachse unterteilt ist, wobei der eine Teil dem einen Flansch und der andere Teil dem anderen Flansch drehfest zugeordnet ist, wobei die freien Stirnflächen jedes Teiles aufeinanderliegen und im gleichen Abstand zur Längsachse verlaufen mit einer Steigung in Richtung der Längsachse derart, daß sie jeweils mindestens eine Sprungstelle besitzen, wobei die eine Stirnfläche eine der anderen Stirnfläche entsprechende, jedoch gegenläufige Steigung aufweist, und wobei die Flansche zentriert zur Längsachse gehalten sind. Mit der erfindungsgemäßen Spule, die aus nur zwei Teilen besteht, ist die Möglichkeit gegeben, den Abstand zwischen den beiden Flanschen, d.h. die Wickelbreite, zu verändern. Hierzu werden die Spulenhälften gegenläufig um die Spulenachse verdreht; die Hälften des Kernes verschieben sich hierbei auf den aufliegenden Stirnflächen, wobei zunächst in einer Ausgangsstellung die Flächen an den Sprungstellen aufeinanderliegen, die dann mit einem Verdrehen voneinander beabstandet werden; mit dem Verdrehen entsteht zwischen diesen Sprungstellen ein Freiraum, ohne daß hierbei jedoch die Außenkontur des Kernes verändert wird. Die Wickelbreite der Spule kann maximal um die Länge, die der Höhe der Sprungstelle entspricht, stufenlos ver­ ändert werden. In einer Stellung, die der gewünschten Wickelbreite entspricht, werden dann die Spulenhälften gegeneinander gesichert, beispielsweise durch eine Verschraubung. Falls die Wickelbreite der Spule in sehr kleinen Bereichen verändert werden soll, werden die Stirnflächen mit einer geringen Steigung in Richtung der Längsachse des Kernes ausgeführt, während für große Verstell­ bereiche die Steigung der Stirnflächen größer, d.h. steiler, gewählt wird. Dadurch, daß die Spule aus zwei Teilen mit nur einer Trennstelle zusammen­ gesetzt ist, wird im Vergleich zu Spulen mit zwei Trennstellen eine erhöhte Stabilität erreicht. Die beiden Spulenhälften können als gleiche Bauteile ge­ fertigt werden; zwei solcher Bauteile werden dann zu einer Spule zusammen­ gesetzt. Hierbei liegt die Trennstelle der Spulenhälften in der Mitte zwischen den beiden Flanschen. Solche Spulenhälften haben den Vorteil, daß sie mit nur einer Spritzgußform hergestellt werden können. Um mit der vorgeschlagenen Spule größere Wickelbreiten-Bereiche abdecken zu können, besteht die Möglichkeit, eine der Spulenhälten mit einem gegenüber der anderen Spulenhälfte längeren Kern zu versehen. Solche Spulenhälften können mit abgestuften Kernlängen bereitgestellt werden, so daß die geforderten Wickelbreiten abgedeckt werden. Die Flansche mit den zugeordneten Kernhälften können in der Ebene des Flansches unterteilt sein, wobei dann die Kernhälften mit dem jeweiligen Flansch fest verschraubt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, wie vorstehend beschrieben, die Flansche zusammen mit dem Kern in einem Bauteil, beispielsweise in einem Spritzgußteil, zu fertigen.

Bevorzugt sind die Stirnflächen der Kerne mit jeweils vier Sprungstellen versehen, wodurch beim Verschieben der Kerne auf eine größere Breite vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Auflageflächen gebildet sind, die jeweils durch einen Freiraum zwischen den Flächen benachbarter Sprungstellen gebildet werden. Die Anzahl der Sprungstellen hängt auch davon ab, welche Verstellbreite bei einem vorgegebenen Durchmesser des Spulenkernes mit einer Winkeldrehung erreicht werden sollen. Je steiler die Stirnflächen ausgeführt sind, desto kleiner wird der Drehwinkel, mit dem die Kernhälften verdreht werden müssen, um eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Abstandes der Flansche zu erzielen.

Bevorzugt wird jeder Flansch mit dem dazugehörigen Kern als ein zusammenhängendes Kunststoffspritzteil ausgeführt.

In einfachster Ausführung werden die beiden Spulenhälften miteinander durch Schrauben oder Bolzen verbunden.

Zur Zentrierung der beiden Kernhälften in radialer Richtung können in den Stirnflächen, die aufeinander liegen, strahlenförmig zur Längsachse radiale Rillen vorgesehen werden, die ineinandergreifen und ein Verstellen der beiden Spulenhälften zueinander stufenweise von Rille zu Rille ermöglichen. Durch solche Rillen werden die beiden Spulenhälften zusätzlich zur Längsachse der Spule zentriert gehalten. Vorsprünge oder Zapfen in Verbindung mit den Rillen werden bevorzugt an der Innenseite der Kerne ausgeführt, so daß eine glatte Oberfläche des Spulenkernes erhalten bleibt, eine wesentliche Forderung solcher Spulen.

In einer vorteilhaften Ausbildung erfolgt die Zentrierung und Fixierung der Flansche in axialer Richtung durch radial zur Achse verlaufende Nuten des einen Teiles und radial zur Achse verlaufende federnde Vorsprünge des anderen Teiles, die von den Stirnflächen vorstehen und in die Nuten eingreifen. Eine solche Verbindung kann auch durch hakenartige Elemente am Kern des einen Flansches gebildet werden, die in entsprechende Haltevorsprünge am Kern des anderen Flansches eingreifen. Beim Verdrehen der beiden Kernhälften gegeneinander, greifen die Hakenelemente jeweils in den nächsten Haltevorsprung ein. Solche Haltevorsprünge können aber auch durch einen durchlaufenden Steg an der Innenseite eines als Hohlzylinder ausgebildeten Kerns gebildet werden, wobei dieser Steg schraubenförmig an der Innenseite des Kerns entsprechend der Steigung der Stirnfläche verläuft.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung zwei Spulenhälften, die voneinander gelöst sind mit zwei Sprungstellen,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Spule nach Fig. 1 quer zur Spulenachse in einer Stellung, die die geringste Wickelbreite darstellt,

Fig. 3 die Spule nach Fig. 2 in einer Stellung mit der größten Wickelbreite,

Fig. 4 die Spule nach Fig. 2 mit zusätzlichen radialen Zentrierrillen in einer Stelllung, die die geringste Wickelbreite darstellt,

Fig. 5 die Spule nach Fig. 4 in einer Stellung mit der größten Wickelbreite,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung einer Spule, bei der die Spulenhälften durch ineinandergreifende Elemente zueinander gehalten werden, wobei die einzelnen Darstellungen die ineinandergreifenden Elemente an verschiedenen Stellen der Stirnflächen zeigen, in einer Stellung, die die geringste Wickelbreite darstellt,

Fig. 7 die Spule nach Fig. 6 in einer Stellung mit der größten Wickelbreite,

Fig. 8 die Spule nach Fig. 6 und 7 in einer Stellung, die die geringste Wickelbreite darstellt,

Fig. 9 eine Gesamtansicht der Spule nach Fig. 8 in einer Stellung, die der größten Wickelbreite entspricht und

Fig. 10 eine Schnittdarstellung, die ein hakenförmiges Element der einen Spulenhälfte im Eingriff mit einem entsprechenden Vorsprung an der anderen Spulenhälfte zeigt.

Die Spule weist, wie Fig. 1 zeigt, zwei Spulenhälften 1, 2 auf mit jeweils einem Flansch 3, wobei an jedem Flansch ein Kern-Teil 4 ansetzt. Die Kern-Teile 4, die in ihrem Aufbau identisch sind, sind hohlzylindrische Teile, die an ihren freien Stirnflächen 5 vier Sprungstellen 6 besitzen. Diese vier Sprungstellen 6 unterteilen die Stirnflächen 5 in vier gleichgroße Hälften. Alle Stirnflächen 5 besitzen eine identische Steigung, so daß in der Stellung, in der die Flansche 3 der Spule den geringstmöglichen Abstand aufweisen, die Stirnflächen 5 in allen Bereichen flächig aufeinanderliegen. Eine solche Stellung ist in Fig. 2 in einer Seitenansicht gezeigt. Neben den in allen Bereichen flächig aufeinanderliegenden Stirnflächen 5 stoßen die Flächen im Bereich der Sprungstellen 6 ebenfalls aneinander. Der größtmögliche Abstand, der mit zwei derartigen Spulenhälften 1, 2 einstellbar ist, ergibt sich aus der Größe der Sprungstelle, d.h. aus deren axialer Länge. Um ausgehend von einer Anordnung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, die Wickelbreite, in den Fig. 2 und 3 mit der Bezugsziffer 8 bezeichnet, zu verändern, werden die beiden Spulenhälften 1, 2 gegenläufig zueinander um die Längs-Achse 7 der Spule verdreht, so daß sich die Spulenhälften 1, 2 schraubenartig auseinander schieben. In dieser Stellung, in der eine große Wickelbreite gegeben ist, liegen die Stirnflächen 1, 2 nur teilweise flächig aufeinander, da die Flächen der Sprungstellen 6 in der verdrehten Stellung voneinander beabstandet sind, wie dies in Fig. 3 durch den Freiraum 9 angedeutet ist. In dieser verdrehten Stellung mit großer Wickelbreite 8 stehen an der Wickelfläche 10 keine Teile vor, so daß die zylindrische Außenkontur des Kernes 4′ bestehend aus den zwei Kern-Teilen 4 erhalten bleibt und ein glattes Aufwickeln eines Bandes gewährleistet ist.

Als zusätzliche Zentrierung der beiden Spulenhälften 1, 2 in radialer Richtung zur Längs-Achse 7 sind in der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 radial zur Achse 7 in den Stirnflächen 5 umlaufende Rillen 11 ausgebildet, die ineinandergreifen und eine zusätzliche Führung der beiden Spulenhälften 1, 2 ein Verdrehen zur Einstellung der Wickelbreite 8 mit sich bringt.

Während in den Fig. 1 bis 5 keine gesonderten Bauteile dargestellt sind, um die Spulen gegeneinander in einer Stellung zu fixieren - dies kann beispielsweise durch Schraubelemente erfolgen, die im Bereich der Oberseite der Kern-Teile 4 jeweils von der Außenseite der Flansche 3 aus in das Kern-Teil 4 der anderen Spulenhälfte hinein verschraubt sind - sind in der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 an dem Kern-Teil 4 der einen Spulenhälfte 2 Hakenelemente 12 vorgesehen, die in Haltevorsprünge 13 an dem Kern-Teil 4 der anderen Spulenhälfte 1 eingreifen. Eine solche eingerastete Stellung, in der die beiden Spulenhälften 1, 2 miteinander verbunden sind, ist in Fig. 6 gezeigt, wobei die einzelnen Schnittdarstellungen 20-28 jeweils den Kernmantel 14 in fortlaufenden Radial-Schnitten zur Achse in gleichen Abständen um den gesamten Umfang des Kernmantels 14, d.h. jeweils um 30° versetzt, zeigen. Die beiden Spulenhälften 1, 2 der Fig. 6 mit den entsprechenden Schnittdarstellungen 20-28 sind dagegen in Fig. 7 in einer voneinander gelösten Stellung gezeigt. Die Stirnflächen 5 der Kern-Teile 4 werden in dieser Ausführungsform durch Verstärkungs-Stege 15 der rechten Spulenhälfte 2 gebildet, während die schraubenförmigen Stirnflächen 5 durch die Endflächen 16 von Stegen 29 gebildet sind, die in den Zwischenraum 17 zwischen dem Doppelmantel eingreifen und gegen die Verstärkungs-Stege 15 zur Anlage kommen, wie dies die Fig. 6 zeigt. In dieser Klemmstellung nach Fig. 6 greifen die Hakenelemente 12, die an der unteren Wandung des doppelwandigen Kernmantels 14 vorstehen, in die Haltevorsprünge 13 ein, so daß die beiden Spulenhälften 1, 2 gegen ein axiales Verschieben gesichert sind. In Fig. 6 sind an den ineinandergreifenden Teilen axial verlaufende Drehsicherungs-Rillen 18 erkennbar, die in der Klemmstellung ein Verdrehen der Bauteile gegeneinander verhindern.

Um die Wickelbreite 8 der Spule zu verändern, wird die Verbindung der beiden Spulenhälften 1, 2, wie er in der Fig. 6 dargestellt ist, gelöst, indem die Hakenelemente 12, die um den Umfang der Spule verteilt sind, aus dem Eingriff mit den Haltevorsprüngen 13 gelöst werden, so daß die Spulenhälften 1, 2 voneinander abgenommen werden können. Die Spulenhälften 1, 2 werden dann gegeneinander verdreht bis eine Stellung erreicht ist, die die erforderliche Wickelbreite 8 ergibt. Die Spulenhälften 1, 2 werden dann wieder zusammengesteckt, bis die Hakenelemente 12 mit den Haltevorsprüngen 13 ineinander eingreifen. In dieser gedrehten Stellung mit einer im Vergleich zu der Darstellung nach Fig. 6 größeren Wickelbreite kommen beispielsweise die Hakenelemente 12 und die Haltevorsprünge 13 in einer Stellung zum Eingriff, in der die Haktenelemente 12 der rechten Spulenhälfte 2 um einen Winkelbereich von 30° verschoben mit den Haltevorsprüngen 13 der linken Spulenhälfte 1 verbunden sind, d.h. die einzelnen Schnittdarstellungen 20 bis 28 der rechten Spulenhälfte 2 sind um eine Darstellung nach unten zu den Schnittdarstellungen 20 bis 28 der linken Spulenhälfte 1 versetzt.

Je nach Größe der Drehsicherungs-Rillen 18 muß zum Verstellen der Wickelbreite 8 der Eingriff der Hakenelemente 12 mit den Haltevorsprüngen 13 gelöst werden. Falls die Drehsicherungs-Rillen 18 nur sehr fein strukturiert sind, kann die Spulenweite auch verändert werden, ohne den Eingriff der Hakenelemente 12 mit den Haltevorsprüngen 13 zu lösen, indem gegen den Widerstand der Drehsicherungs-Rillen 18 die beiden Spulenhälften 1 und 2 gegeneinander verdreht werden. Da die Drehsicherungs-Rillen 18 fortlaufend über den gesamten Umfang der beiden Spulenhälften 1, 2 ausgebildet sind, kann eine Verstellung der Wickelbreite 8 in Abhängigkeit des Abstandes benachbarter Drehsicherungs-Rillen 18, also in sehr kleinen Stufen, verändert werden.

Die Anordnung der Spule nach den Fig. 6 und 7 ist in einer Seitenansicht nochmals in den Fig. 8 und 9 in einer vereinfachten Darstellung gezeigt, wobei die Fig. 8 die geringste Wickelbreite 8 darstellt, während die Fig. 9 die größtmögliche Wickelbreite 8 zeigt. Die beiden Spulenhälften 1,2 sind wiederum mit Hakenelementen 12 an der einen Spulenhälfte 2, die Haltevorsprünge 13 an der anderen Spulenhälfte 1 hintergreifen, wie dies die Fig. 10 zeigt, miteinander verbunden. Der Schnitt, den die Fig. 10 zeigt, ist in einen Bereich der Spule gelegt, in dem die Stirnflächen 5 der Kern-Teile 4 flächig aufeinander liegen. Um die beiden Spulenhälften 1, 2 voneinander zu lösen, wird das an seinem Ende auf der Innenseite abgeschrägte Hakenelement 12 (die schräge Fläche ist mit dem Bezugszeichen 19 bezeichnet) mit einem geeignetem Werkzeug aus dem Eingriff mit dem Haltevorsprung 13 gelöst. Mehrere dieser Hakenelemente 12 können gleichzeitig aus dem Eingriff mit den Haltevorsprüngen 13 gelöst werden, indem ein ringförmiges Werkzeug eingesetzt wird, das alle Haltevorsprünge 13 löst, die in die Innenausnehmung der Spule hineinragen.

Claims (8)

1. Spule, insbesondere zur Aufnahme von bandförmigem Material, mit zwei Flanschen, die durch einen zylindrischen Kern, dessen Längsachse die Spulenachse bildet, miteinander trennbar verbunden sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kern (4′) quer zur Längsachse (7) unterteilt ist, wobei der eine Teil (4) dem einen Flansch (3) und der andere Teil (4) dem anderen Flansch (3) drehfest zugeordnet ist, wobei die freien Stirn­ flächen (5) jedes Teiles (4) aufeinanderliegen und im gleichen Abstand zur Längsachse (7) verlaufen mit einer Steigung in Richtung der Längsachse (7) derart, daß sie jeweils mindestens eine Sprungstelle (6) besitzen, wobei die eine Stirnfläche (5) eine der anderen Stirnfläche (5) entsprechende, jedoch gegenläufige Steigung aufweist, und wobei die Flansche (3) zentriert zur Längsachse (7) gehalten sind.

2. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flansch (3) mit dem ihm zugeordneten Kern-Teil (4) eine unlösbare Baueinheit bildet.

3. Spule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirn­ fläche (5) jedes Teiles (4) vier Sprungstellen (6) aufweist.

4. Spule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Baueinheit, bestehend aus Flansch (3) und Kern, ein Kunststoffspritzteil ist.

5. Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung der Flansche (3) durch radial zur Achse (7) verlaufende Nuten in den Stirnflächen (5) des einen Teiles (4) und radial zur Achse ver­ laufende federnde Vorsprünge, die in die Nuten eingreifen, in den Stirn­ flächen (5) des anderen Teiles (4) gebildet ist.

6. Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (5) Rillen aufweisen, die strahlenförmig zur Längsachse (7) hin verlaufen und die Flansche (3) zentriert zur Längsachse (7) halten.

7. Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern-Teil (4) des einen Flansches (3) Hakenelemente aufweist, die Halte­ vorsprünge am Kern-Teil (4) des anderen Flansches (3) hintergreifen.

8. Spule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevor­ sprünge (13) durch einen durchlaufenden Steg (15) an der Innenseite des als Hohlzylinder ausgebildeten Kern-Teiles (4) gebildet sind, der schrau­ benförmig entsprechend der Steigung der Stirnfläche (5) verläuft.