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Vorrichtung zur Herstellung von Wärmeableitungskörpern Die Erfindung
bezieht sich auf die Herstellung von Wärmeableitungs'körpern, die aus einem Rohr
o. d-gl. bestehen, um welches ein in Schraubenform gewickelter Drahtschraubenförmig
herumgelegt ist, welcher mit dem Rohr in geeigneter Weise wärmeleitend verbunden
wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Herstellung derartiger Wärmeableittngskörper
mit Drahtbändern, welche flach gewickelt sind.
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Gemäß der Erfindung erfolgt die Herstellung der Wärmeableitungskörper
in der Weise, daß der zur Herstellung des in Schraubenform gewickelten Drahtbandes
dienende Draht auf einen nicht umlaufenden Dorn aufgewickelt wird und die fertigen
Teile des so gebildeten Drahtbands .in derselben Vorrichtung fortlaufend um den
Umfang eines Rohres herumgelegt werden, während unterdessen noch neue Windungen
auf dem Dorn hergestellt werden.
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Die beiliegenden Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausführtingsforrn
der Erfindung, und zwar ist Abb. r ein Schnitt durch den Wickelkopf einer zur Herstellung
des Drahtbandes und dessen Aufwickelung auf den Rohrkörper dienenden Vorrichtung
und Abb.2 ein Schnitt durch den Wickeldorn der Vorrichtung mit einer darauf angeordnetenScheibe
in größeremMaßstabe, während Abb. 3 .ebenfalls in größerem Maßstabe eine zur Befestigung
des Drahtbandes dienende Klexnnzvorrichtung in drei verschiedenen Ansichten darstellt.
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Abb. q. ist eine Ansicht der gesamten Vorrichtung von .der Bedienungsseite
aus in kleinerem Maßstabe und Abb. 5 ebenfalls in kleinerem Maßstabe eine Seitenansicht
der Vorrichtung, während Abb. 6 einen Schnitt durch das eine Ende des Wärmeableitungskörpers
zu Beginn der Aufwickelung des Drahtbandes in größerem Maßstabe darstellt.
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Abb.6a ist ein Schnitt durch Abb.6 in Richtung der Linien VIa-VIa
und Abb. 7 ein Schnitt durch Abb. 5 in Richtung der Linie VII-VII.
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In der Zeichnung ist 27 der rohrförmige Teil des Wärineableitungskörpers,
um welchen das in Schraubenform gewickelte Drahtband 26 herumgelegt wird (A.bb.
6, 6a). Die Befestigung des Drahtbandes 26 an dem Rohr 27 erfolgt mittels eines
in die Windungen des Drahtbandes eingeführten einfachen. oder doppelten Befestigungsdrahtes
25. Bei der Herstellung des Wärmeableitungskörpers «-erden die Enden des Befestigungsdrahtes
25 an dem Rohr 27 durch Punktschweiß.ung befestigt. Die mit dem Rohr 27 in Berührung
kommende Kante 26a des Drahtbandes 26 wird zweckmäßig abgeflacht, um eine wirksame
Verbindung mit ,der Rohroberfläche zu ermöglichen. Gegebenenfalls kann auch das
Rohr 27 mit schraubenförmig verlaufenden Nuten versehen werden, in die die Kanten
des
Drahtbandes 26 eingelegt werden. In diesem Falle ist ein Abflachen der Kante 26a
nicht erforderlich. Nachdem das Drahtband auf die ganze Länge des Rohres aufgewickelt
ist, wird das noch freie Ende des Befestigungsdrahtes 25 mit dem Rohr 27 ebenfalls
durch Punktschweißung verbunden und hierdurch eine starre Befestigung des Drahtbandes
26 bewirkt. Außerdem ist es zweckmäßig, zur Erzielung einer -einwandfreien Wärmeableitung
nach der Herstellung des Rohrkörpers das Drahtband 26 noch durch ein Lötmittel mit
dem Rohr zu verbinden.
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An der zur Herstellung des vorstehend beschriebenen Rohrkörpers dienenden
Vorrichtung ist ein Wickelkopf vorgesehen, der aus einem Rahmen io besteht, in welchem
eine Hohlwelle ii in Kugellagern gelagert ist (Abb. i). Die Welle ii trägt eine
Drahtspule 12, die durch .eine federnde Platte 14 gegen eine Reibscheibe 13 gepreßt
wird. Die Platte 14 ist an einer Hülse 15 befestigt, die durch einen Bajonettverschluß
mit der Welle i i verbunden ist.
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Die Spule 12 wird von einem Gehäuse 16 umschlossen, an welchem ein
Mundstück 18, eine Spannplatte ig (Abb. 4) und ein Führungsrohr 17 angeordnet sind.
Der durch die Spannplatte ig auf den Vorschub des Drahtes ausgeübte Widerstand ist
so groß, daß der Draht 26 sich bei dem Herumwickeln um. einen feststehenden Dorn
22 dessen Form genau anpaßt, ohne daß jedoch ein Zerreißen des Drahtes eintreten
kann. Die federnde Platte 14 ist zur alleinigen Erreichung dieses Zweckes nicht
geeignet, da die von dieser auf den Draht 26 ausgeübte Spannung nicht gleichbleibend
-ist, sondern bei Verringerung des Spulendurchmessers infolge der hierdurch bedingten
Verringerung des wirksamen Radius, an welchem das durch den Umlauf des Gehäuses
16 auf die Spulte 12 ausgeübte Dr@hmoment angreift, im Verhältnis größer wird.
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Zu Beginn des Wickelvorganges wird der Spulendraht 26 durch das an
dem Gehäuse 16 vorgesehene Mundstück i8 und über die Spannplatte ig geführt. Die
Spannplatte ig wird hierauf vermittels der Stellschrauben 2o eingestellt, und hierauf
werden die Schrauben 2o durch eine Sicherungsplatte gesichert. Der Draht 26 wird
dann durch das Führungsrohr 17 hindurchgeführt und an dem aus gehärtetem Stahl bestehenden
Wickeldorn 22 so befestigt, daß sich die auf dann Dorn gebildeten ersten Windungen
des Drahtbandes zwar in der Längsrichtung des Dornes verschieben, aber nicht wieder
von dem Dorn abgewickelt werden können. Die Befestigung des Drahtes erfolgt in ungefähr
25 mm Entfernung von einer gehärteten Scheibe 23, die g Cr egen das abgeschrägte
vordere Ende der Hohlwelle i i anliegt, und an der sich beim Umlauf der Welle ii
die Drahtwindungen bilden. Die Scheibe 23 ist, wie weiter unten an Hand von Abb.
2 erläutert werden wird, gegen Drehung gesichert, so daß sie sich infolge der Abschrägung
des vorderen. Endes der umlaufenden Hohlwelle i i auf dem Dorn 22 in ,dessen Achsrichtung
hin und her bewegt.
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Der Dorn 22 ,ist in der konischen Bohrung einer Hülst 24 gelagert,
die in der Hohlwelle i T angeordnet ist. Die Hülse 24 ist an ihrem hinteren En(die
mit einem gegen Drehung gesicherten Träger 66 verbunden, an welchem zwei Drahtspannrollen
49, 50 und ein Zuführungsmundstück 21 für den Befestigungsdraht 25 angeordnet
sind. Der hervorstehende Teil des Dornes 22 ist im Querschnitt in der in Abb.2 dargestellten
Weise flach ausgebildet. Die Scheibe 23 ist mit einem entsprechenden Schlitz versehen,
durch welchen auch der Befestigungsdraht 25 für das Drahtband 26 unterhalb des Dornes
22 hindurchgeführt ist, auf welohem die Scheibe 23 sich unter dem Einfluß des abgeschrägten
Endes der umlaufenden Welle i i und dem entgegengesetzt gerichteten Druck des Drahtbandes
hin ,und her bewegt, ohne sich zu drehen.
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Das Wärmeableitungsrohr 2;, auf welches das Drahtband 26 aiifge-#vädk
e:It werden soll, wird -durch in seine Bohrung fassende Backen einer federnden Reilxtngskupplung
28 festgehalten, die in einem Schlitten 37 gelagert ist. Die Backen der Kupplung
28 werden durch einen mittels einer Flügehnutter So angezogenen Konus nach außen
gepreßt (Abb. i und 5). Die federnde Kupplung 28 ist an einem Ende einer umlaufenden
Hohl-,velle 3 i angeordnet, auf die ein Antriebsrad 32 aufgesetzt ist. Für Rohre
verschiedenen Durchmessers werden verschiedene Wellen verwendet.
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Wenn die Verwendung verschiedener Wellen vermieden werden soll, kann
auf der Welle 31 auch ein gewöhnliches Schraubenfutter angeordnet werden, das insbesondere
für die Befestigung von Rohren mit größerem Durchmesser geeignet ist, während für
kleinere Rohre Kegelfutter verwendet werden können. Bei einer fortlaufenden Verarbeitung
von Rohren mit einem bestimmten Durchmesser jedoch ist die in der Zeichnung dargestellte
Befestigungsart vorzuziehen.
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Das auf ,der Welle 3i sitzende Antriebsrad 32 wird durch ein Rad 33
angetrieben, welches mit einem Rad 34 in Eingriff steht. Das Rad 34 sitzt auf einer
Leitspindel 35 (Aüb. 5) und wird durch diese in Umlauf versetzt. Die Leitspindel
35 erstreckt sich über die ganze Länge eines Bettes oder Tisches 36 und geht auch
durch den Schlitten 37 hindurch, so daß dieser von der in der
Zeichnung
dargestellten Anfangsstellung bis an das andere Ende :des Bettes 36 bewegt werden
kann.
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Die Leitspindel 35 wird durch ein Kegelrad 9o und zwei Kettenräder
39 und 38 in Drehung versetzt (Abb. 5). Das Kettenrad 38 sitzt auf der Welle einer
Riemenscheibe 40 (Abb. d.) und wird durch diese angetrieben. Die Kettenräder 38
und 39, die Riemenscheibe 4o und das Zahnrad 32 sind auswechselbar, um eine Änderung
des Übersetzungsverhältnisses zwischen den Wellen z 1 und 31 nach Maßgabe der Verschiedenheit
der Durchmesser der herzustellenden Wärmeableitungskörper zu ermöglichen. Zum Ausgleich
der Kettenlänge und zur Ermöglichung einer bequemen Auswechselung der Kettenräder
ist ein auf einer Blindwelle sitzendes Kettenrad _E1 (Abb. 5) vorgesehen. Je größer
tiun der Rohrdurchmesser ist, desto langsamer muß sich das Rohr drehen, wenn die
einzelnen Windungen des Drahtbandes engnebeneinander auf das Rohr aufgewickelt werden
sollen. Andererseits kann das Drahtband :durch Vergrößern der Rohrumfangsgeschwindigkeit
von der geschlossenen spulenförmigen Form aus in jedem beliebigen Grade gestreckt
werden.
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Durch eine Änderung des Durchmessers des Rohres 27 wird die
Steigung, mit der das Drahtband um das Rohr gelegt wird, nicht geändert. Eine Änderung
dieser Steigung kann erreicht werden, wenn die Übersetzung zwischen Leitspindel
35 und Welle 31 durch Auswechselung des auf der Welle 31 sitzenden Rades
32 geändert wird. Die Achse 82 des Zwischenrades 33 ist im übrigen in einem Schlitz
.12 verstellbar gelagert, so daß das lZad 33 in bequemer Weise mit verschieden großen
Rädern 32 in Eingriff gebracht werden kann.
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Das zu bewickelnde Rohr 27 ist in der Nähe des Wickeldornes 22, durch
welchen das Drahtband 26 zugeführt wind, in einer in einem festen Lagerbock .f3
angeordneten Hülse gelagert (Abb.4 und 5). Der Lagerbock 43 ist mit dein Bett 36
durch Verschraubung verbunden. Wenn sich der Schlitten 37 finit der Kupplung 28
auf dem Bett 36 entlang bewegt, wird das Rohr 27 durch die in dem Lagerbock -E3
angeordnete Lagerhülse hindurchgezogen, es wird also immer in der Nähe des Dornes
22 durch den Lagerbock 43 unterstützt, gleichgültig, in welcher Lage sich der Schlitten
37 befindet. Gleichzeitig wird das Rohr 27 mit Hilfe der Räder 34., 33,
32
in Drehung versetzt.
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Wenn das Drahtband -26 an den Berührungsstellen mit dem zu bewickelnden
Rohr 2; eine flache Oberfläche .erhalten soll, wird zweckmüßig unterhalb Lies Wickeldornes
22 zwischen der Scheibe 23 und dem zu bewickelnden Rohr 27 ein Fräser oder irgendeine
andere geeignete Bearbeitungsvorrichtung angeordnet. Die Bearbeitung und Abflachung
der Oberfläche des Drahtbandes 26 ei folgt dann während des Vorschubes des Drahtbandes
26 auf den Wickeldorn 22 zu dem zu bewickelnden R0111 7227. Der Fräs.er kann beispielsweise
an einem an dem Hauptrahmen 1o befestigten Arm angeordnet werden, wobei die Anordnung
zweckmäßig so getroffen ist, daß der Fräser in seiner Höhenlage verstellt und seine
Lage der Höhe des jeweils verwendeten Wickeldornes und der gewünschten Größe der
zu bearbeitenden Anlagefläche des Drahtbandes 26 angepaßt werden kann. Die Drehung
des Fräsers finde zweckmäßig in dem Sinne statt, daß seine Schneidwirkung gegen
die Scheibe 23 gerichtet ist und die Windungen des Drahtbandes 26 zusammengepreßt
werden.
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Zu Beginn des Arbeitsvorganges wird an einem Ständer 45 (Abb. 4) eine
zur Zuführung des Befestigungsdrahtes 25 dienende Spule 44 angeordnet. Hierauf wird
ein Stift 46 herausgezogn, :der an einem Hebel 47 befestigt ist, welcher mit einem
als Lager für die Achse. 48 der oberen Drahtspantirolle q.9 dienenden Exzenter 81
versehen ist. Der Hebel .17 wird dann in der Pfeilrichtung nach Abb.i geschwenkt,
wobei sich die Achse ..8 in ihrer .exzentrischen Lagerung dreht und die obere Rolle
49 von der unteren Rolle 5o abgehoben wird. Hierauf wird das Ende des Befestigungsdrahtes
25 durch das Mundstück 21 und die feste Hülse 24 hindurchgeführt, unter dem Dorn
22 hervorgezogen und an einem an der Welle 3 i angeordneten Stift 51 befestigt (Abb.
5). Der Hebel .1 .7 wird in die in der Zeichnung dargestellte Lage zurückbewegt.
Die Achse 31 wird dann durch Einrücken einer Kupplung in Be,#vegung gesetzt. Bei
Drehung der Achse 31 und des Rohres 27 wird der Befestigungsdraht 25 zwischen den
Rollen 49 und 5o hindurchgezogen und durch den von den Rollen ausgeübten Druck abgeflacht;
sobald der abgeflachte Draht 25 bis vor den Dorn 22 gelangt ist, wird das nicht
abgeflachte Ende des Drahtes abgeschnitten- und entfernt, worauf das abgeflachte
Ende an :dem Rohr 27 durch Punktschweißung befestigt wird. Die Befestigung kann
auch vermittels einer beispielsweise in Abb.3 dargestellten Klemme erfolgen, die
aus einem ringförmigen Metallstreifen 52 besteht, dessen Enden nach außen gebogen
sind und durch einen Sicherungsring 53 zusam-mengellalten werden.
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.Nach Befestigung des Drahtes 25 wird der auf der Losscheibe 55 (Abb.
i) der Antriebsvorrichtung liegende Riemen 54 auf die,
Festscheibe
56 geschoben, so daß die Spulenhülse 15 und das Gehäuse i6 !in Drehung versetzt
und der Spulendraht schraubenförmig um den Dorn 22 und den Befestigungsdraht 25
gewickelt wird. Der Befestigungsdraht 25 bewegt sich unter dem Dorn 22 vor und wird
auf das Rohr 27 aufgeiviclcelt, wobei das Drahtband26 zwischen dem Befestigungsdraht
25 und dem Rohr 27 festgehalten und mit einer durch die Rollen 49 und 5o hervorgerufenen
Spannung auf das Rohr aufge-"vickelt wird. Der Grad, um welchen das Drahtband 26
gestreckt wird, ist, wie vorher erwähnt, von dem gegenseitigen Verhältnis zwischen
der Wickelgeschwindigkeit des Drahtbandes und der Umfangsgeschwindigkeit des Rohres
27 abhängig, während die Steigung, mit der das Drahtband um das Rohr gelegt -wird,
von dem Verhältnis der Umlaufgeschwindigkeit des Rohres zu derjenigen der Leitspindel
35 abhängt.
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Das Drahtband 26 wird so lange auf das Rohr 27 aufgewickelt, bis durch
die Verschiebung des Schlittens 37 das ganze Rohr bis auf etwa eine Länge von
30 mm durch die Lagerhülse des Lagerständers 43 hindurchgezogen ist. Hierauf
wird die Welle i i stillgesetzt und das Drahtband 26 neben der Scheibe 23 abgeschnitten,
während das Rohr 27 noch so lange weitergedreht wird, bis das freie Ende des Drahtbandes
fest auf das Rohr aufgewickelt ist. Hierauf wird noch eine Anzahl von Windungen
des Befestigungsdrahtes 25 um das Rohr 27 gewickelt. Der Befestigungsdraht 25 wird
dann neben dem Ende *des Drahtbandes 26 mit dem Rohr 27 fest verbunden und das verbleibende
Ende abgeschnitten. Dann wird ein Fußhelyel 93
(Abb. 5), der durch ein Seil
gi mit dem das Bett 36 tragenden Querschlitten 58 in Verbindung steht, herabgedrückt
und dadurch der Schlitten 58 von dem Dorn 22 fortbewegt. Infolgedessen .wird auch
..das Rohr 27 von dem Dorn 22 entfernt, unter welchem jetzt das Ende des Befestigungsdrahtes
25 frei hervorragt.
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Bei Lösender Flügelmutter 30 und Herabdrücken eines an dem
Schlitten 37 angeordneten Hebels 59 (Abb.5) wird eine an dem Schlitten befestigte
zweiteilige Mutter 92 außer Eingriff mit der Leitspindel 35 gebracht, so daß der
Schlitten 37 frei nach rechts geschoben und nach Entfernung des Rohres 27 bequem
wieder zurückbewegt werden kann. Beim Nachlassen des FuBliebels 93 wird der Schlitten
58 durch eine Feder 5o wieder in seine Ruhelage zurückbewegt.
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Wenn jetzt ein neuer Wärmeableitungskörper hergestellt werden soll,
wird der Schlitten 37 an einen Anschlag 61 (Abb. 5) lieranbewegt und ein neues Rohr
27 in die Lagerhülse des Lagerständers 43 eingeführt, worauf die Flügelmutter
30 wieder festgeschraubt wird und sich der beschriebene Arbeitsvorgang wiederholt.
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Die Abflachung des Befestigungsdrahtes 25 durch die Rollen 49 und
5o ist nicht unbedingt notwenrdig, jedoch insofern zweckmäßig, als die Kante des
Drahtbandes besser durch einen im Querschnitt flachen als einen runden Draht festgehalten
wird. Derselbe Zweck kann auch dadurch erreicht werden, daß zwei Drähte nebeneinandergelegt
werden, wobei durch die Rollen 49 und 5o eine gleichmäßige Spannung von geeigneter
Größe auf den Draht 25 ausgeübt wird. Zur Einstelluni des Grades der Abflachung
des Befestigungsdrahtes 25 ist die Achse 62 (Abb. i) der unteren Rolle
50 einstellbar angeordnet, und zwar sind :die Enden der Achse 62 in einer
exzentrischen Hülse 8o gelagert, auf der ein Hebel 63 (_,b1. 4) sitzt, welcher
mit -einer Stellschraube 64 verbunden ist. Bei Verstellung der Schraube 64 wird
die exzentrische Hülse 8o gedreht und infolgedessen die untere Rolle 5o der oberen
Rolle 49 genähert oder von ihr entfernt. Die Achse 62 der unteren Rolle 5o ist in
einem geschlitzten Lager 75 (Abb. i) gelagert und durch Schrauben 76 gesichert.
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Der Antrieb für den Wickelkopf des Drahtbands 26 ist zweckmäßig von
dem Antrieb des das Rohr tragenden Schlittens und dessen Steuervorrichtungen unabhängig,
da die beiden Vorrichtungen zwar zusammen in Gang gesetzt, dagegen zu verschiedenen
Zeiten stillgesetzt werden. Die Riemenscheibe 4o muß von einer Trommel aus angetrieben
werden, deren Länge groß genug ist, um die gewünschte Verschiebung des Schlittens
58 zuzulassen. Der Wickelkopf wird zweckmäßig in der dargestellten Weise vermittels
einer Festscheibe 56 und einer Losscheibe 55 angetrieben, um eine plötzliche Beschleunigung
oder Verzögerung- der Drehbewegung des Gehäuses 16 zu vermeiden, da dadurch leicht
ein Zerreißen des Drahtes oder eine unerwünschte Weiterdrehung der Spule 12 hervorgerufen
werden kann.
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Durch einen an .dem Träger 66 (Abb. i) angeordneten Ansatz 94 wird
eine Drehung des Trägers und damit der Hülse 24 verhindert. Durch in Ansätzen des
Hauptrahmens io geführte Klemmschrauben 67 (Abb. 4) wird ferner die Möglichkeit
gegeben, den Träger 66 mit der Hülse 24 und den Dorn 22 dem Rohr 27 gegenüber unter
einem solchen Winkel einzustellen, daß 8as Drahtband 26 in aufrechter Stellung auf
das Rohr aufgewickelt wird; die günstigste Stellung des Dornes 22 ist im allgemeinn
nicht eine senkrechte Stellung, sondern weicht je nach der Härte des
vei-,vendeten
Drahtes von dieser Stellung etwas ab.
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Das Dralitführungsrohr 17 ist schwenkbar angeordnet, um eine bequeme
Auswechselung der Spulen 12 zu ermöglichen.
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An dem Querschlitten 58 ist ein Anschlag 68 angeordnet (Abb.4), der
mit einem ein verstellbares Gewicht 70 tragenden Gewichtshebel 69 in Eingriff
steht und eine Einstellung der Spannung des Befestigungsdrahtes 25 ermöglicht, indem
.der Querschlitten mit dem Rohr 27 in größerer oder geringerer Entfernung von dem
den Draht 25 zuführenden Dorn 22 festgehalten und so der Befestigungsdraht nachgelassen
oder angezogen werden kann. Wenn sich ergibt, .daß die Spannung-nicht den gewünschten
Wert hat, kann eine -Regelung in der Weise erfolgen, daß durch eine federnde Scheibe
71 (Abb. 4.) eine zusätzliche Spannung auf den Draht 25 ausgeübt wird. Die Scheibe
71 soll die Spule 44 durch Reibung hemmen und so die Drahtspannung erhöhen.
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Die Drahtspulen sind zweckmäßig sämtlich an den Seiten mit Öffnungen
72 versehen, so daß festgestellt werden kann, wieviel Draht sich noch auf den Spulen
befindet, und ob die darauf befindliche Drahtmenge noch für die Bewicklungeines
Rohres ausreicht.
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Die Punktschweißvorrichtung ist in den Zeichnungen nicht dargestellt,
da diese Vorrichtung allgemein bekannt ist. Der isolierte Schweißhebel der Schweißvorrichtung
wird zweckmäßig an dem Lagerbock 43 (Abb. 4. oben) befestigt und beispielsweise
durch einen Fußhebel 73 (Abb.4 und 5 unten) mit dem Befestigungsdraht 25 in Berührung
gebracht.
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Das Bett 36 ist durch Ouerzapfen 95 (Abb. .4) in Ansätzen des Querschlittens
58 schwenkbar gelagert und kann vermittels einer Stellspindel 74 (Abb. 4 und 5)
für Rohre verschiedenen Durchmessers so eingestellt werden, daß die obere Seite
der Rohre stets in der Richtung des - Befestigungsdralites 25 liegt, wenn dieser
unter der Unterkante des Dornes 22 hervortritt; der Antrieb des Schlittens und des
Wickelkopfes wird durch diese Einstellung nicht beeinflußt.
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Die Hauptwelle i i ist .in dem Wickelkopf durch h.ugellager 77 und
78 gelagert. Die Losscheibe 55 ist .durch Kugellager 79 auf der Hauptwelle i i gelagert.