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Spule insbesondere Ablaufspule für Kettenschermaschinen, und Verfahren
zu ihrer Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf eine aus einem rohrförmigen Kern
und zwei Endflanschen bestehende Spule, die insbesondere als Ablaufspule für Kettenschermaschinen
bestimmt ist, und auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Spule. Solche Spulen
werden überwiegend aus Holz, teilweise auch aus Preßpappe und Holz gefertigt. Wegen
der Knappheit an geeignetem Holz ist man neuerdings dazu übergegangen, die Spulen
in Leichtmetall zu gießen. Die gegossenen Spulen haben jedoch ein unerwünscht hohes
Gewicht.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, beim Ersatz des Werkstoffes
Holz durch Metall, insbesondere Leichtmetall, an Gewicht und Metall zu sparen. Diese
Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kern der Spule aus einem
Blechrohr besteht und die Flanschen je von zwei an ihrem Außenrand durch Bördeln
miteinander verbundenen Blechringscheiben gebildet sind, von denen die innere Blechringscheibe,
auf dem Spulenrohr sitzend, an einem an diesem angestauchten kleinen Bund oder ähnlichen
radialen Vorsprung nach außen abgestützt ist, während die äußere Scheibe an der
Stirnkante des Rohres nach innen abgestützt ist. Dabei ergibt sich ein fester Sitz
dadurch, daß die beiden Blechringscheiben durch das Verbördeln ihrer Außenränder
an den Bund o. dgl. bzw. die Stirnkante des Spulenrohres fest angepreßt werden.
Eine besonders zweckmäßige Ausführung erhält man dann, wenn bei der Herstellung
der Spule die kleinen Bunde gegen die schon auf dem Spulenrohr sitzenden inneren
Blechringscheiben der Spulenflansche gestaucht und anschließend zusammen mit den
inneren Randteilen der Scheiben in Achsrichtung der Spule gepreßt werden. Die äußeren
Blechringscheiben der Spulenflansche
können je am Rande ihrer Öffnung
einen Halsansatz zur Führung oder Lagerung der Spule auf einem Aufsteckdorn, einer
Achse o. dgl. aufweisen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Spule mit zwei Laufbüchsen
versehen, die ähnlich wie das Spulenrohr aus Blech gebogen sind oder vorzugsweise
aus einem Abschnitt eines nahtlos gezogenen Rohres bestehen. Jede Laufbüchse ist
mit ihrem äußeren Ende in die äußere Blechringscheibe des benachbarten Spulenflansches
eingebördelt, während sie an ihrem inneren Ende durch eine in das Spulenrohr passende
Ringscheibe aus Blech zentriert ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist eine Ganzmetallspule geschaffen,
die sich gegenüber den bekannten gegossenen Metallspulen durch eine erhebliche Gewichts-
und Metallersparnis auszeichnet und dabei sogar noch leichter ist als die bekannten
Spulen aus Holz oder Preßpappe und Holz. Zugleich ist sie verhältnismäßig einfach
in der Herstellung. Ferner läßt die neue Spule sich genau maßhaltig ausführen, und
sie besitzt endlich den Vorteil, daß in bezug auf das Spulengewicht eine Toleranz
von nur 1 g zuverlässig eingehalten werden kann, was für die Erzielung einer gleichmäßigen
Fadenspannung beim Kettenscheren von wesentlicher Bedeutung ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht mehrere Ausführungsbeispiele der Spule
nach der Erfindung. Dabei zeigt Fig. 1 und 2 eine Spule in Seitenansicht und Stirnansicht,
Fig. 3 den Längsschnitt eines Spulenendes in der Ausführung nach dem ersten Beispiel,
Fig. 4 und 5 das zweite und dritte Beispiel je im Längsschnitt eines Spulenendes,
Fig. 6 und 7 das Anstauchen von kleinen Flanschen am Spulenrohr in zwei Längsschnitten
durch ein Spulenende und die Arbeitswerkzeuge.
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Bei allen drei Beispielen besteht der Spulenkern I aus einem Abschnitt
eines nahtlos gezogenen, verhältnismäßig dünnwandigen Rohres aus Leichtmetall. Dieses
trägt in einem kleinen Abstand von seinen Enden zwei durch axiales Stauchen der
Rohrwandung gebildete, ringsum laufende kleine Flansche oder Bunde 2. Alle drei
Beispiele stimmen weiter darin überein, daß die Endscheiben oder Flanschen 3 der
Spule je von zwei in einem kleinen Abstand angeordneten Ringscheiben 4, 5 aus Leichtmetallblech
gebildet sind, die im wesentlichen den gleichen Außendurchmesser haben, während
ihre Öffnungen unterschiedlich weit sind. Die Öffnung der inneren Scheibe 4 paßt
auf das Spulenrohr I, während diejenige der äußeren Scheibe 5 entweder unmittelbar
auf eine zur Lagerung der Spule dienende Aufsteckspindel oder Achse oder auf eine
später zu beschreibende Laufbüchse paßt. Die innere Ringscheibe 4 sitzt auf der
Innenseite eines der kleinen Flanschen 2 des Spulenrohres I und stützt sich daran
nach außen ab. Die äußere Ringscheibe 5 liegt an der benachbarten Stirnkante des
Rohres 1, an der sie sich nach innen abstützt. Beide Scheiben 4 und 5 sind dadurch
fest miteinander verbunden, daß der Rand 6 der inneren Scheibe 4 um denjenigen der
äußeren Scheibe 5 herumgebördelt ist. Dabei ist der vom Bördelrand 6 umschlossene
Rand 7 der Scheibe 5 einwärts gebogen, um einen Abstandshalter zu bilden. Dadurch,
daß die miteinander verbördelten Ringscheiben 4, 5 in der einen Richtung an dem
kleinen Bund 2 und in der anderen Richtung an der Stirnkante des Rohres I abgestützt
sind, werden sie beim Verbördeln ihrer Ränder mit dem Spulenrohr 1 verklemmt, so
daß sie daran zwei festsitzende Flanschen 3 bilden. Diese sind deshalb, weil die
beiden Blechscheiben 4, 5 am Rohr I und am Bördelrand 7 im gleichen Abstand gehalten
sind, innen und außen vollkommen eben.
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Beim Beispiel nach Fig 3 dienen die Öffnungen 8 der äußeren Blechringscheiben
5 der Spulenflanschen 3 unmittelbar zum Eingriff eines Aufsteckzapfens oder einer
Achse, um den bzw. die sich die Spule dreht. Zur Vergrößerung der Lagerflächen sind
an den beiden Blechscheiben 5 einwärts gerichtete Halsansätze 9 vorgesehen, die
entweder aus den Scheiben herausgezogen oder durch Aufdornen ihrer Lochränder gebildet
sind.
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Beim Anstauchen der kleinen Flanschen bzw.
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Bunde 2 am Spulenrohr I wird zweckmäßig in der aus den Fig. 6 und
7 ersichtlichen Weise verfahren.
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Das Spulenrohr wird auf einer dem lichten Abstand der Spulenflanschen
3 entsprechenden Länge von einem geteilten Halter 10 umschlossen und geführt.
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Alsdann werden auf die aus dem Halter herausragenden Endteile des
Rohres die inneren Blechringscheiben 4 der Spulenflansche bis zur Anlage an den
Stirnflächen des Halters 10 aufgestreift. Danach wird in jedes Rohrende ein zylindrischer
Dorn ii eingeführt, der ein Ausweichen der Rohrwandung nach innen verhindert, während
zugleich gegen die Rohrenden zwei Stauchstempel 12 geführt werden. Diese weisen
je eine auf die Stirnkante des Rohres I drückende kleine Ringfläche I3 und eine
davorliegende Bohrung 14 auf, welche das außerhalb des herzustellenden Flansches
liegende Rohrende umfaßt und führt. Endlich sind sie an ihrem Stirnende noch mit
einer ebenen Preßfläche 15 ausgestattet. Die Stempel gehen an beiden Enden des Rohres
gleichzeitig vor mit der Folge, daß an jedem Rohrende der zwischen der vorderen
Stempelfläche 15 und der am Halter 10 abgestützten Ringscheibe 4 frei liegende Teilt6
der Rohrwandung (Fig. 6) in Achsrichtung des Spulenrohres gestaucht wird. Der Wandungsteil
16 beult sich dabei zunächst nach außen, um dann einmal gefaltet und in die Form
eines ebenen Flansches 2 übergeführt zu werden (Fig. 7). Nach dem Stauchen der Wandungsteile
16 wird der Preßdruck fortgesetzt, so daß an jedem Rohrende der dort gebildete kleine
Flansch 2 und der innere Randteil der Blechringscheibe 4 zwischen dem Halter 10
und der vorderen Stirnfläche 15 des Stempels 12 zusammengepreßt werden. Dadurch
wird, wie die Versuche ergeben haben, ereicht, daß die inneren Endscheiben 4 der
Spulenflansche mit dem Spulenrohr 1 fest verpreßt werden, so daß sie schon vor dem
An-
bringen der äußeren Blechscheiben 4 und ihrem Arerbördeln mit
diesen auf dem Rohr unverdrehbar gehalten sind. Diese Wirkung beruht wahrscheinlich
darauf, daß einerseits beim Stauchen der kleinen Flansche 2 und dem anschließenden
Preßdruck die wandlung des Spulenrohres I ill unmittell>arer Nähe der Stauchstelle
etwas aufweitet und so an den Innenrand der Blechringscheibe 4 angepreßt wird, und
daß anderseits bei dem auf das Stauchen folgenden Preßdruck der Werkstoff der inneren
Randteile der Ringscheiben 4 zum Teil radial einwärts verdrängt und so auch seinerseits
fest an die Rohrwandung angedrückt wird. Das weste Ergebnis wird dann erzielt, wenn
der im Anschluß an das Stauchen ausgeübte Preßdruck so lange fortgesetzt wird, bis
die Dicke der aus zwei Blechlagen bestehenden Flansche 2 auf eine Blechstärke vermindert
ist.
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Itei den Ausfüllrungsheispielen nach Fig. 4 und 5 ist die Spule zur
Erzielung einer besonders guten Lagerung auf einem Aufsteckdorn, einer Achse o.
dgl. an ihren Enden mit zwei Laufhüchsen versehen, die je aus einem Abschnitt eines
nahtlos gezogenen Leichtmetallrohres bestehen. Dabei führt die äußere Blechringscheibe
5 eines jeden Spulenflansches 3 mit ihrem Öffnungsrand das äußere Ende einer Laufbüchse
17, die an ihrem inneren Ende durch eine aufgesetzte Ringscheibe 18 aus Leichtmetallblech
im Spulenrohr 1 zentriert und geführt ist. Zwischen der Ringscheibe 5 und der Zentrierscheibe
18 ist ein die Laufbüchse 17 umschließendes Abstandsrohr 19 eingeschaltet, das gleichfalls
aus einem Abschnitt eines nahtlos gezogenen Leichtmetallrohres besteht. Die Enden
20, 21 der Laufbüchse sind auswärts gebördelt und übergreifen die Lochränder der
Ringscheibe 5 und der Zentrierscheibe I8. Letztere ist also zwischen dem Bord 21
der Büchse und dem Abstandsrohr g, erstere dagegen zwischen dem Abstandsrohr und
dem Bord 20 eingeklemmt. Auf diese Weise ist die Laufbüchse 17 im Spulenrohr 1 unverdrehbar
und unverschiebbar gehalten. Damit der auf der Außenseite der Ringsclieibe 5 liegende
Bord 20 der Lauf-Büchse gegenüber der Stirnfläche der Spule nicht vorspringt, ist
er in einer in die Ringscheibe 5 eingepreßte mittlere Vertiefung 22 versenkt angeordnet.
Die Laufbüchse ist zweckmäßig elektrolytisch oxydiert, um ihre Verschleißfestigkeit
zu erhöhen.
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Beim Ausführungsheispiel nach Fig. 5 sind die Abstandsrohre dadurch
gespart, daß die Büchse I7 an ihren Enden zwei kleine Flanschen 23, 24 aufweist,
die ähnlich wie die kleinen Flanschen 2 des Spulenrohres I durch axiales Stauchen
von Wandungsteilen des die Laufbüchse bildenden Rohrabschnittes erzeugt sind. Xylit
dem einen Flansch 23 stützt die Laufbüchse 17 sich an der Blechringscheibe 5 ab,
während der andere Flansch 24 zur Abstützung der Zentrierscheibe I8 dient.
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Die äußere Blechringscheibe 5 eines jeden Spulenflansches könnte
statt, wie in der Zeichnung gezeigt, eben auch etwas nach außen gewölbt oder leicht
kegelig sein. Dasselbe kann gewünschtenfalls auch bei der inneren Blechringscheibe
4 der Fall sein, wenn es erwünscht ist, daß der Wickelraum der Spule sich nach außen
etwas erweitert. Wenn die eine oder beide Ringscheiben 4, 5 gewölbt oder etwas kegelig
gestaltet sind, kann auf die Ausbildung des Randes der äußeren Scheibe 5 als Abstandshalter
gegebenenfalls verzichtet und der Kaiid 7 der inneren Scheibe 4 um den einfachen
l'an(l der Außenscheibe 5 gebördelt sein. Die dargestellte Anordnung eines vom Außenrand7
der äut;eren Blechringseheibe 5 gebildeten Ahstandshalters ist jedoch vorzuziehen,
weil sie wegen des gr4ßereii Querschnittes der Spulenflansche eine höhere Festigkeit
ergibt. Die zur Zentrierung und Führung des inneren Endes der Laufbüchse dienende
J<ingsclleilie 18 kann zweckmäßig, wie in Fig. 4 gezeigt, etwas nach innen gewölbt
sein, was den Vorteil hat, daß sie mit elastischer Spannung in das Sl>ulenrohr
I eingeführt werden kann, was einen schließenden Sitz der Scheibe an der Rohrwandung
ergiht. Gegebenenfalls kann der Außenrand der Zentrierscheibe I8 in Form eines an
der Wandung des Spulenrohres I sich führenden Kragens umgebogen sein. An Stelle
der kleinen, angestauchten Flanschen 2 kann das Spulenrohr 1 zur Abstützung der
inneren Ringscheiben der Spulenflansche auch andere radiale Vorsprünge, z. B. zwei
eingedrückte oder eingewalzte Sicken aufweisen. Ferner können auch die kleinen Flansche
23, 24 der Laufbüchsen I7 gewünschtenfalls durch Sicken o. dgl. ersetzt werden.
Die gestauchten Flansche sind jedoch wegen der größeren Genauigkeit sowie deshalb
vorzuziehen, weil bei ihrer Anbringung am Spulenrohr die Möglichkeit besteht, die
inneren Blechringscheiben 4 der Spulenflanschen in der mit Bezug auf die Fig. 6
und 7 heschriehenen Weise mit dem Rohr I zu verpressen.
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Im Rahmen der Erfindung sind noch mancherlei weitere Abänderungen
der dargestellten Beispiele sowie andere Ausführungsformen und Anwendungen möglich.
So können die Abstandsrohre I8 aus Blech gebogen sein und dabei eine offene Naht
haben. Ebenso kann das Spulenrohr 1 aus Blech gebogen sein, wobei seine Längsnaht
zweckmäßig durch Falzen geschlossen ist. Schließlich ist es auch möglich, die Laufbüchsen
17 aus Blech zu wiegen, jedoch sind für den Spulenkern und für die Laufbüchse nahtlos
gezogene oder gewalzte Rohre vorzuziehen. Die Bördelung am Rande der einen Spulenflansch
bildenden Ringscheiben 4, 5 kann gegebenenfalls umgekehrt werden, indem der Rand
der äußeren Scheibe 5 um den Rand der inneren Scheibe 4 gebördelt wird. Die dargestellte
Anordnung ist wegen des ununterbrochenen glatten Überganges von der inneren Stirnfläche
des Spulenflansches in dessen Rand vorzuziehen. Die Laufbüchsen I7 können gewünschtenfalls
noch dadurch gegen Verdrehen besonders gesichert werden, daß sie mit in ihre äußeren
Enden eingepreßte radiale Vorsprünge in kleine Randausschnitte der Öffnungen der
äußeren Blechringscheiben 4 der Spulenflansche eingreifen. Die Zentrierscheibe I8
kann gegebenenfalls mit der Laufbüchse I7 einstückig sein. Statt
aus
Leichtmetall kann die neue Garnspule gewünschtenfalls auch aus einem anderen Metall
insbesondere Eisen, gefertigt werden. Außer bei Ablaufspulen für Kettenschermaschinen
ist die Erfindung auch bei anderen Spulen anwendbar, die aus einem hohlen Kern und
zwei Endflanschen bestehen.