EP4698474A1 - Supporting device for a reel body - Google Patents
Supporting device for a reel bodyInfo
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- EP4698474A1 EP4698474A1 EP24720073.6A EP24720073A EP4698474A1 EP 4698474 A1 EP4698474 A1 EP 4698474A1 EP 24720073 A EP24720073 A EP 24720073A EP 4698474 A1 EP4698474 A1 EP 4698474A1
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Abstract
Description
Abstützvorrichtung für einen Spulenkörper support device for a coil body
B e s c h r e i b u n g Description
Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2023 203 689.4 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung. The entire content of the priority application DE 10 2023 203 689.4 is hereby incorporated into the present application by reference.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abstützvorrichtung zur Abstützung eines Spulenkörpers, welcher Spulenkörper einen im Wesentlichen konischen inneren Hohlraum aufweist, dessen Längsachse mit der Längsachse des Spulenkörpers zusammenfällt, wobei der Spulenkörper dazu vorgesehen ist, um seine Längsachse in Rotation versetzt zu werden. The present invention relates to a support device for supporting a coil body, which coil body has a substantially conical inner cavity whose longitudinal axis coincides with the longitudinal axis of the coil body, wherein the coil body is intended to be set in rotation about its longitudinal axis.
Der Spulenkörper ist dabei an seinen beiden Stirnenden vorzugsweise mit zwei Flanschen versehen und bildet gemeinsam mit diesen eine Spule zur Aufnahme einer Wicklung aus einem strangförmigen Gut, beispielsweise eine Draht- oder Kabelwicklung. The coil body is preferably provided with two flanges at both of its front ends and together with these forms a coil for receiving a winding made of a strand-shaped material, for example a wire or cable winding.
Die Erfindung wird im Folgenden am Beispiel einer Bewicklung einer derartigen Spule mit einem Kabel beschrieben, wobei die Rotationsachse der Spule bei der Bewicklung vertikal verläuft. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen. Vielmehr kann die Erfindung für jede Art der Bewicklung einer derartigen Spule mit einem beliebigen strangförmigen Material eingesetzt werden. Die Rotationsachse der Spule kann bei der Bewicklung auch horizontal oder in einer anderen Richtung verlaufen. Spulen der beschriebenen Art sind beispielsweise aus Metall, Kunststoff oder auch aus Karton oder Pappe hergestellt. Es kann sich um Mehrweg- oder auch um Einwegspulen handeln. The invention is described below using the example of winding such a coil with a cable, wherein the rotation axis of the coil runs vertically during winding. However, this is not to be understood as limiting. Rather, the invention can be used for any type of winding of such a coil with any strand-shaped material. The rotation axis of the coil can also run horizontally or in another direction during winding. Spools of the type described are made of metal, plastic or cardboard, for example. They can be reusable or disposable.
Spulen der genannten Art werden eingesetzt, um das Kabel nach seiner Produktion in einer Spülmaschine auf die Spule aufzuwickeln und somit den Transport und die Weiterverarbeitung des Kabels zu ermöglichen. Die Produktion des Kabels kann mit einer sehr hohen Produktionsgeschwindigkeit erfolgen, beispielsweise mit bis zu 2400 m/min. Je nach Durchmesser des Spulenkörpers kann sich dadurch ebenfalls eine sehr hohe Drehzahl der Spule bei deren Bewicklung mit dem Kabel ergeben. Spools of the type mentioned are used to wind the cable onto the spool after it has been produced in a dishwasher, thus enabling the cable to be transported and processed further. The cable can be produced at a very high production speed, for example up to 2400 m/min. Depending on the diameter of the spool body, this can also result in a very high speed of the spool when it is wound with the cable.
Das spätere Abziehen des Kabels von der Spule erfolgt dagegen im Allgemeinen „über Kopf“, d. h. bei stillstehender Spule in Richtung der Längsachse der Spule, wobei der Flansch an dem Ende des konischen Spulenkörpers mit dem kleineren Durchmesser vorher abgenommen wurde. The subsequent removal of the cable from the spool, however, is generally carried out "overhead", i.e. with the spool at a standstill in the direction of the spool's longitudinal axis, whereby the flange at the end of the conical spool body with the smaller diameter has been removed beforehand.
Bei den genannten hohen Drehzahlen beim Bewickeln der Spule können infolge von Unwuchten sowohl in der Spule selbst als auch in der aufgebrachten Kabelwicklung hohe Fliehkräfte auftreten. Diese können zu Schwingungen in der Spule und im Spulenträger führen, welche die Qualität der Kabelwicklung beeinträchtigen und zu Störungen im Produktionsablauf sowie im schlimmsten Falle zu einem Spulenbruch führen können. At the high speeds mentioned when winding the coil, high centrifugal forces can occur due to imbalances in both the coil itself and the applied cable winding. These can lead to vibrations in the coil and the coil carrier, which can impair the quality of the cable winding and lead to disruptions in the production process and, in the worst case, to coil breakage.
Es ist daher notwendig, die Spule während ihrer Rotation mechanisch abzustützen. It is therefore necessary to mechanically support the coil during its rotation.
In der WO 2005/070802 A1 werden am Beispiel des bekannten NPS-Systems der Anmelderin mehrere Ausführungsmöglichkeiten für Trägersysteme für derartige Spulen gezeigt, welche zur Abstützung der Spulen dienen. Hierbei wird die Spule in der Spülmaschine mittels zweier Spulenaufnahmeeinrichtungen aufgenommen, welche die Flansche der Spule zentrieren und diese an ihren Stirnseiten abstützen. WO 2005/070802 A1 uses the applicant's known NPS system as an example to show several possible designs for carrier systems for such coils, which serve to support the coils. The coil is placed in the dishwasher using two coil receiving devices which center the flanges of the coil and support them at their front sides.
Als Möglichkeit zur Abstützung des Spulenkörpers nennt die WO 2005/070802 A1 zum einen das Aufsetzen der zu bewickelnden Spule auf einen Trägerkörper, insbesondere auf eine Trägerspule höherer Festigkeit. Als alternativer Trägerkörper wird zum anderen ein längsgestreckter Körper mit mehreren zylinderförmigen bzw. kegelförmigen Abschnitten genannt, welche den zu bewickelnden Spulenkörper in seinem Inneren an mehreren Stellen, insbesondere in Bereichen am ersten und zweiten Ende des zu bewickelnden Spulenkörpers, berühren bzw. abstützen und tragen. As a possibility for supporting the coil body, WO 2005/070802 A1 mentions, on the one hand, placing the coil to be wound on a carrier body, in particular on a carrier coil of higher strength. On the other hand, an elongated body with several cylindrical or conical sections is mentioned as an alternative carrier body, which touch or support and carry the coil body to be wound in its interior at several points, in particular in areas at the first and second end of the coil body to be wound.
Aufgrund der im Lauf der Zeit immer weiter gesteigerten, oben genannten hohen Produktionsgeschwindigkeiten von bis zu 2400 m/min und den damit verbundenen, ebenfalls genannten Problemen sind die soeben beschriebenen Abstützmöglichkeiten für den Spulenkörper nicht mehr ausreichend. Due to the above-mentioned high production speeds of up to 2400 m/min, which have increased over time, and the associated problems, which have also been mentioned, the support options for the coil body described above are no longer sufficient.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Abstützung eines Spulenkörpers bei seiner Rotation weiter zu verbessern. The present invention is therefore based on the object of further improving the support of a coil body during its rotation.
Diese Aufgabe wird durch eine Abstützvorrichtung gemäß Anspruch 1 bzw. durch eine Kombination einer Abstützvorrichtung mit einem Spulenkörper gemäß Anspruch 15, einem Verfahren zum Abstützen eines Spulenkörpers gemäß Anspruch 16 und durch eine Einsetzvorrichtung zum Einsetzen einer Abstützvorrichtung in einen Spulenkörper gemäß Anspruch 17 gelöst. This object is achieved by a support device according to claim 1 or by a combination of a support device with a coil body according to claim 15, a method for supporting a coil body according to claim 16 and by an insertion device for inserting a support device into a coil body according to claim 17.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Advantageous developments of the invention are contained in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Abstützvorrichtung zur Abstützung eines Spulenkörpers geht aus von einem Spulenkörper, der einen im Wesentlichen konischen inneren Hohlraum aufweist, dessen Längsachse mit der Längsachse des Spulenkörpers zusammenfällt. Der Spulenkörper ist dazu vorgesehen, um seine Längsachse in Rotation versetzt zu werden. Die Abstützvorrichtung ist dazu vorgesehen, in den Hohlraum des Spulenkörpers eingesetzt zu werden. The support device according to the invention for supporting a coil body is based on a coil body which has a substantially conical inner cavity, the longitudinal axis of which is aligned with the longitudinal axis of the coil body collapses. The coil body is designed to be rotated about its longitudinal axis. The support device is designed to be inserted into the hollow space of the coil body.
Der Begriff „konisch“ soll im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sowohl den geometrischen Begriff „kegelförmig“ als auch „kegelstumpfförmig“ umfassen. In the context of the present invention, the term “conical” is intended to include both the geometric terms “conical” and “truncated cone”.
Die erfindungsgemäße Abstützvorrichtung weist wenigstens ein Abstützelement auf, das bei in den Hohlraum des Spulenkörpers eingesetzter Abstützvorrichtung den Spulenkörper zwischen den beiden axialen Endbereichen des Spulenkörpers nach radial innen hin abstützt. The support device according to the invention has at least one support element which, when the support device is inserted into the cavity of the coil body, supports the coil body radially inward between the two axial end regions of the coil body.
Hierdurch besteht zum einen die Möglichkeit, den Spulenkörper im Gegensatz zu einer Abstützung nur an dessen axialen Endbereichen zusätzlich auch zwischen diesen Endbereichen abzustützen, wodurch der axiale Abstand zwischen benachbarten Abstützstellen verringert und dadurch die Abstützung verbessert wird. Als Abstützstellen werden hierbei sowohl die beiden axialen Endbereiche des Spulenkörpers als auch diejenigen Bereiche des Spulenkörpers angesehen, an denen die Abstützelemente den Spulenkörper abstützen. This makes it possible to support the coil body between the end areas as opposed to just supporting it at its axial end areas, thereby reducing the axial distance between adjacent support points and thus improving support. The support points here are both the two axial end areas of the coil body and those areas of the coil body where the support elements support the coil body.
Außerdem wird der Spulenkörper nicht nur entlang der Umfangswand, welche den konischen Hohlraum umgibt, sondern auch nach radial innen hin abgestützt, wodurch insbesondere die durch Unwuchten entstehenden Fliehkräfte wirksam abgestützt werden können. Die Abstützung zwischen den axialen Endbereichen des Spulenkörpers nach radial innen hin wirkt somit als zusätzliche Versteifung im Inneren des Hohlraums des Spulenkörpers und bewirkt damit eine besonders gute Abstützung des Spulenkörpers. In addition, the coil body is supported not only along the peripheral wall that surrounds the conical cavity, but also radially inwards, which means that centrifugal forces caused by imbalances in particular can be effectively supported. The support between the axial end areas of the coil body radially inwards thus acts as additional stiffening inside the cavity of the coil body and thus ensures particularly good support of the coil body.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung besteht darin, dass diese, vorzugsweise vor Beginn der Bewicklung der Spule, ohne Werkzeugeinsatz in den Spulenkörper eingesetzt und, vorzugsweise nach Abschluss der Bewicklung der Spule, auch wieder ohne Werkzeugeinsatz aus dem Spulenkörper herausgenommen und wiederverwendet werden kann. A further advantage of the support device according to the invention is that it can be used, preferably before the coil is wound, without Tool insert can be inserted into the coil body and, preferably after winding of the coil has been completed, can be removed from the coil body again without the use of tools and reused.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung stützt das wenigstens eine Abstützelement bei in den Hohlraum des Spulenkörpers eingesetzter Abstützvorrichtung den Spulenkörper im Bereich der Mitte der axialen Ausdehnung des Spulenkörpers ab. Auf diese Weise beträgt der maximale axiale Abstand zwischen benachbarten Abstützstellen nur noch etwa die halbe axiale Länge des Spulenkörpers, wodurch die Abstützung weiter verbessert wird. Ist mehr als ein Abstützelement vorgesehen, so lässt sich der maximale axiale Abstand zwischen benachbarten Abstützstellen entsprechend weiter verringern. In a preferred embodiment of the invention, the at least one support element, when the support device is inserted into the hollow space of the coil body, supports the coil body in the region of the middle of the axial extension of the coil body. In this way, the maximum axial distance between adjacent support points is only about half the axial length of the coil body, which further improves the support. If more than one support element is provided, the maximum axial distance between adjacent support points can be reduced accordingly.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Abstützvorrichtung dazu vorgesehen, entlang der Längsachse des Spulenkörpers von dem Ende des konischen inneren Hohlraums des Spulenkörpers mit dem größeren Durchmesser aus in den Hohlraum des Spulenkörpers eingesetzt zu werden. Hierdurch ergibt sich eine einfache und für den Benutzer intuitive Möglichkeit der Einsetzung der Abstützvorrichtung in den Spulenkörper. In a further preferred embodiment of the invention, the support device is designed to be inserted into the cavity of the coil body along the longitudinal axis of the coil body from the end of the conical inner cavity of the coil body with the larger diameter. This results in a simple and intuitive way for the user to insert the support device into the coil body.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Abstützvorrichtung eine Welle auf, und wenigstens ein Abstützelement, vorzugsweise jedes der Abstützelemente, ist eine auf der Welle in Form eines orthogonalen Flansches angeordnete Scheibe mit einer im Wesentlichen konischen Außenwandfläche. Dies führt zu einem mechanisch sehr einfachen Aufbau der Abstützvorrichtung mit lediglich zwei zueinander beweglichen Teilen, wobei die Scheibe an ihrem äußeren Rand auf den Spulenkörper wirkende Kräfte aufnimmt und nach radial innen zu der Welle hin ableitet, wobei die Welle wiederum die Scheibe in axialer Richtung abstützt. Hierdurch wird eine innere Versteifung des Spulenkörpers sowohl in radialer als auch in axialer Richtung realisiert. In a further preferred embodiment of the invention, the support device has a shaft, and at least one support element, preferably each of the support elements, is a disk arranged on the shaft in the form of an orthogonal flange with a substantially conical outer wall surface. This leads to a mechanically very simple construction of the support device with only two parts that can move relative to one another, the disk absorbing forces acting on the coil body at its outer edge and diverting them radially inwards towards the shaft, the shaft in turn supporting the disk in the axial direction. This creates an inner Stiffening of the coil body is realized in both radial and axial directions.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung entspricht die Neigung der konischen Außenwandfläche der Scheibe im Wesentlichen der Neigung des konischen inneren Hohlraums des Spulenkörpers. Weiterhin fallen bei in den Hohlraum des Spulenkörpers eingesetzter Abstützvorrichtung die Längsachse des Spulenkörpers und die Längsachse der Welle der Abstützvorrichtung zusammen, und die Scheibe stützt den Spulenkörper durch eine axiale Verspannung der Außenwandfläche der Scheibe mit einer Innenwandfläche des Hohlraums des Spulenkörpers ab. Durch die gleiche Neigung der Außenwandfläche der Scheibe und des Hohlraums des Spulenkörpers entspricht die Verbindung zwischen der Scheibe und dem Spulenkörper derjenigen eines in einen Innenkonus eingesetzten Außenkonus mit gleicher Neigung, wodurch sich eine sehr feste reibschlüssige Verspannung und damit einhergehend eine entsprechend gute Abstützwirkung ergibt. Die Stärke der Verspannung kann weiterhin durch die beim Einsetzen der Abstützvorrichtung in den Spulenkörper aufgebrachte Kraft eingestellt werden. In a further preferred embodiment of the invention, the inclination of the conical outer wall surface of the disk corresponds essentially to the inclination of the conical inner cavity of the coil body. Furthermore, when the support device is inserted into the cavity of the coil body, the longitudinal axis of the coil body and the longitudinal axis of the shaft of the support device coincide, and the disk supports the coil body by axially bracing the outer wall surface of the disk with an inner wall surface of the cavity of the coil body. Due to the identical inclination of the outer wall surface of the disk and the cavity of the coil body, the connection between the disk and the coil body corresponds to that of an outer cone inserted into an inner cone with the same inclination, which results in a very strong frictional bracing and thus a correspondingly good supporting effect. The strength of the bracing can also be adjusted by the force applied when inserting the support device into the coil body.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Scheibe auf der Welle axial verschiebbar gelagert. Hierdurch wird bewirkt, dass die Bewegung der Scheibe in axialer Richtung, welche zu der Verspannung mit dem Spulenkörper führt, von der Einsetzbewegung der Abstützvorrichtung in den Spulenkörper zumindest teilweise entkoppelt ist, wodurch auch die Stärke der Verspannung der Abstützvorrichtung mit dem Spulenkörper ggf. unabhängig von dieser Einsetzbewegung eingestellt werden kann. Die Scheibe ist auf der Welle vorzugsweise durch ein lineares Gleitlager gelagert, welches spielfrei ist oder nur ein minimales Spiel aufweist. In a further preferred embodiment of the invention, the disk is mounted on the shaft so that it can be moved axially. This has the effect that the movement of the disk in the axial direction, which leads to the bracing with the coil body, is at least partially decoupled from the insertion movement of the support device into the coil body, whereby the strength of the bracing of the support device with the coil body can also be adjusted independently of this insertion movement if necessary. The disk is mounted on the shaft preferably by a linear plain bearing which is free of play or has only minimal play.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das lineare Gleitlager so ausgestaltet, dass die Scheibe axial verschiebbar, aber drehfest auf der Welle gelagert ist. Vorzugsweise erfolgt dies durch eine, insbesondere durchgehende, in Längsrichtung verlaufende Außenverzahnung der Welle, d. h. eine Vielkeilform, und eine entsprechende Innenverzahnung in einer inneren Öffnung der Scheibe. Alternativ kann die axial verschiebbare, aber drehfeste Lagerung der Scheibe auf der Welle durch eine, insbesondere durchgehende, in Längsrichtung verlaufende Nut in der Welle und eine entsprechende Passfeder in einer inneren Öffnung der Scheibe erfolgen, wobei die Passfeder in der Nut ein Spiel aufweist. In a further preferred embodiment of the invention, the linear plain bearing is designed such that the disk is mounted on the shaft in an axially displaceable but rotationally fixed manner. This is preferably done by a, in particular continuous, longitudinally extending external toothing of the shaft, ie a multi-spline shape, and a corresponding internal toothing in an inner opening of the disk. Alternatively, the axially displaceable but rotationally fixed mounting of the disk on the shaft can be achieved by a, in particular continuous, longitudinally extending groove in the shaft and a corresponding feather key in an inner opening of the disk, the feather key having a play in the groove.
Durch die zwar axial verschiebbare, aber drehfeste Lagerung der Scheibe auf der Welle ergibt sich eine zusätzliche Versteifung der Kombination aus einer Spule und einer darin angeordneten Abstützvorrichtung. Auf diese Weise wird insbesondere einer Torsion der Spule um ihre Längsachse und dadurch bewirkten Torsionsschwingungen entgegengewirkt. The axially movable but rotationally fixed mounting of the disk on the shaft provides additional stiffening of the combination of a coil and a support device arranged in it. In this way, torsion of the coil around its longitudinal axis and the torsional vibrations caused by this are counteracted.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Scheibe auf der Welle gegen eine Federkraft axial verschiebbar gelagert. Durch eine solche nicht starre, sondern elastische Verbindung der Scheibe mit der Welle in axialer Richtung kann erreicht werden, dass die Scheibe bei in den Hohlraum des Spulenkörpers eingesetzter Abstützvorrichtung stets in den Hohlraum hineingepresst und damit die Spannkraft zwischen der Abstützvorrichtung und dem Spulenkörper stets aufrechterhalten wird. Gleichzeitig lässt sich die Spannkraft hierdurch regulieren, insbesondere so, dass sie einen bestimmten Wert nicht überschreitet, sodass gewährleistet ist, dass die Abstützvorrichtung sich auch wieder problemlos aus dem Spulenkörper entfernen lässt, insbesondere durch manuelles Herausziehen. In a further preferred embodiment of the invention, the disk is mounted on the shaft so that it can be moved axially against a spring force. Such a non-rigid, but elastic connection of the disk to the shaft in the axial direction can ensure that the disk is always pressed into the cavity when the support device is inserted into the hollow space of the coil body, thus maintaining the clamping force between the support device and the coil body at all times. At the same time, the clamping force can be regulated in this way, in particular so that it does not exceed a certain value, thus ensuring that the support device can also be easily removed from the coil body again, in particular by pulling it out manually.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wirkt die Federkraft in einer Richtung, in welcher das Einsetzen der Abstützvorrichtung in den Hohlraum des Spulenkörpers vorgesehen ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass beim Einsetzen der Abstützvorrichtung in den Spulenkörper automatisch eine Spannkraft aufgebaut wird, die einen bestimmten Wert nicht überschreitet. In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Federkraft mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch erzeugt. Somit lassen sich je nach Anwendungsfall verschieden starke Spannkräfte mit verschiedenem konstruktiven Aufwand bereitstellen. In a further preferred embodiment of the invention, the spring force acts in a direction in which the insertion of the support device into the hollow space of the coil body is intended. This makes it possible to achieve that when the support device is inserted into the coil body, a tension force is automatically built up which does not exceed a certain value. In a further preferred embodiment of the invention, the spring force is generated mechanically, pneumatically or hydraulically. Thus, depending on the application, different clamping forces can be provided with different design effort.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Federkraft mechanisch durch eine in axialer Richtung der Welle angeordnete und um die Welle herum verlaufende Druckfeder erzeugt. Dies stellt eine einfache Möglichkeit zur Erzeugung der Spannkraft in axialer Richtung dar. In a further preferred embodiment of the invention, the spring force is generated mechanically by a compression spring arranged in the axial direction of the shaft and running around the shaft. This represents a simple way of generating the clamping force in the axial direction.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Welle an wenigstens einem Stirnende eine im Wesentlichen konusförmige Vertiefung oder einen im Wesentlichen konusförmigen Vorsprung auf, die bzw. der dazu vorgesehen ist, die Abstützvorrichtung, vorzugsweise gemeinsam mit dem Spulenkörper, zu zentrieren. Auf diese Weise wird nicht nur die Abstützung, sondern auch die Zentrierung des Spulenkörpers mit der eingesetzten Abstützvorrichtung verbessert. Die Zentrierung mithilfe der konusförmigen Vertiefung wird dabei vorzugsweise durch eine Vorrichtung in der Spulenaufnahme der Spülmaschine bewirkt, welche einen entsprechenden konusförmigen Vorsprung in axialer Richtung aufweist, welcher dazu vorgesehen ist, in die konusförmige Vertiefung im Stirnende der Welle der Abstützvorrichtung einzugreifen. In a further preferred embodiment of the invention, the shaft has a substantially conical recess or a substantially conical projection on at least one end, which is intended to center the support device, preferably together with the coil body. In this way, not only the support but also the centering of the coil body with the support device used is improved. The centering with the help of the conical recess is preferably brought about by a device in the coil holder of the dishwasher, which has a corresponding conical projection in the axial direction, which is intended to engage in the conical recess in the end of the shaft of the support device.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Welle bei in den Hohlraum des Spulenkörpers eingesetzter Abstützvorrichtung gegenüber dem Spulenkörper in eine Richtung, in welcher das Einsetzen der Abstützvorrichtung in den Hohlraum des Spulenkörpers vorgesehen ist, beweglich. Eine solche weitere Bewegung der Welle in die gleiche Richtung wie beim Einsetzen der Abstützvorrichtung in den Spulenkörper erfolgt dann ggf. gegen die Wirkung einer Federkraft. Auf diese Weise können die Welle und mit ihr die Abstützelemente auch nach dem Einsetzen der Spule mit darin eingesetzter Abstützvorrichtung in die Spülmaschine noch weiter in die gleiche Richtung wie beim Einsetzen in den Spulenkörper bewegt werden, wodurch die Klemmung des wenigstens einen Abstützelementes gegen die Innenwand des Hohlraums verstärkt wird. Diese weitere Bewegung der Welle in der Spülmaschine wird dann vorzugsweise durch eine axiale Bewegung einer oder mehrerer Spulenhalterungen bewirkt. In a further preferred embodiment of the invention, when the support device is inserted into the hollow space of the coil body, the shaft is movable relative to the coil body in a direction in which the insertion of the support device into the hollow space of the coil body is intended. Such further movement of the shaft in the same direction as when the support device is inserted into the coil body then takes place, if necessary, against the effect of a spring force. In this way, the shaft and with it the support elements can continue to move in the same direction as when the coil with the support device inserted into it is inserted into the dishwasher. when inserted into the coil body, whereby the clamping of the at least one support element against the inner wall of the cavity is increased. This further movement of the shaft in the dishwasher is then preferably brought about by an axial movement of one or more coil holders.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Abstützvorrichtung mehr als ein Abstützelement, insbesondere zwei, drei oder vier Abstützelemente, auf. Hierdurch kann die Abstützwirkung auf einfache Weise erhöht werden, indem, wie bereits erwähnt, der maximale axiale Abstand zwischen benachbarten Abstützstellen weiter verringert werden kann. In a further preferred embodiment of the invention, the support device has more than one support element, in particular two, three or four support elements. As a result, the support effect can be increased in a simple manner by, as already mentioned, further reducing the maximum axial distance between adjacent support points.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kombination einer erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung mit einem Spulenkörper, welcher Spulenkörper die oben beschriebenen Merkmale aufweist und für die oben beschriebenen Verwendungen vorgesehen ist. Für die Wirkungen und Vorteile dieser Kombination wird auf die obige Beschreibung der erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung verwiesen. The invention further relates to a combination of a support device according to the invention with a coil body, which coil body has the features described above and is intended for the uses described above. For the effects and advantages of this combination, reference is made to the above description of the support device according to the invention.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abstützen eines Spulenkörpers mit den oben beschriebenen Merkmalen und für die oben beschriebenen Verwendungen mit den Schritten: Furthermore, the invention relates to a method for supporting a coil body with the features described above and for the uses described above, comprising the steps:
- Einsetzen einer erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung mit einer Scheibe und einer Welle in den Hohlraum des Spulenkörpers entlang der Längsachse des Spulenkörpers von dem Ende des Hohlraums mit dem größeren Durchmesser aus; - inserting a support device according to the invention with a disc and a shaft into the cavity of the coil body along the longitudinal axis of the coil body from the end of the cavity with the larger diameter;
- axiales Verschieben der Scheibe der Abstützvorrichtung auf der Welle der Abstützvorrichtung bei einer Berührung der Scheibe mit einer Innenwandfläche des Hohlraums des Spulenkörpers; - axial displacement of the disc of the support device on the shaft of the support device when the disc comes into contact with an inner wall surface of the cavity of the coil body;
- axiales Verspannen der Außenwandfläche der Scheibe der- axial clamping of the outer wall surface of the disc of the
Abstützvorrichtung mit der Innenwandfläche des Hohlraums des Spulenkörpers zwischen den beiden axialen Endbereichen des Spulenkörpers. Support device with the inner wall surface of the cavity of the coil body between the two axial end regions of the coil body.
Für die Wirkungen und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wiederum auf die obige Beschreibung der erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung verwiesen. For the effects and advantages of the method according to the invention, reference is again made to the above description of the support device according to the invention.
Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Einsetzvorrichtung zum Einsetzen einer erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung mit einer Scheibe und einer Welle in einen Spulenkörper mit den oben beschriebenen Merkmalen und für die oben beschriebenen Verwendungen durch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Einsetzvorrichtung aufweist: Finally, the invention also relates to an insertion device for inserting a support device according to the invention with a disc and a shaft into a coil body with the features described above and for the uses described above by a method according to the invention, wherein the insertion device comprises:
- eine Greifeinrichtung zum Greifen der Abstützvorrichtung, vorzugsweise an der Welle der Abstützvorrichtung, - a gripping device for gripping the support device, preferably on the shaft of the support device,
- eine Verfahreinrichtung zum Bewegen der Abstützvorrichtung in eine Position außerhalb des Spulenkörpers, in der die Längsachse des Spulenkörpers und die Längsachse der Welle der Abstützvorrichtung zusammenfallen, - a displacement device for moving the support device into a position outside the coil body in which the longitudinal axis of the coil body and the longitudinal axis of the shaft of the support device coincide,
- eine Einführ- und Verspanneinrichtung zum Einführen der Abstützvorrichtung in den Hohlraum des Spulenkörpers entlang der Längsachse des Spulenkörpers, wodurch die Scheibe der Abstützvorrichtung bei einer Berührung der Scheibe mit einer Innenwandfläche des Hohlraums des Spulenkörpers auf der Welle der Abstützvorrichtung axial verschoben und dadurch die Außenwandfläche der Scheibe der Abstützvorrichtung mit der Innenwandfläche des Hohlraums des Spulenkörpers zwischen den beiden axialen Endbereichen des Spulenkörpers axial verspannt wird. - an insertion and clamping device for inserting the support device into the cavity of the coil body along the longitudinal axis of the coil body, whereby the disk of the support device is axially displaced on the shaft of the support device when the disk comes into contact with an inner wall surface of the cavity of the coil body and thereby the outer wall surface of the disk of the support device is axially clamped to the inner wall surface of the cavity of the coil body between the two axial end regions of the coil body.
Die Einsetzvorrichtung erlaubt es, das Einsetzen der erfindungsgemäßen Abstützvorrichtung in den Spulenkörper zu automatisieren und damit in einen vollautomatischen Ablauf der Bewicklung der Spule in einer Spülmaschine zu integrieren. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Dabei zeigen: The insertion device makes it possible to automate the insertion of the support device according to the invention into the coil body and thus to integrate it into a fully automatic process of winding the coil in a dishwasher. Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the figures. In the figures:
Fig.1 eine Spülmaschine mit eingesetzter Spule; Fig.1 a dishwasher with inserted coil;
Fig. 2a eine teilweise mit einem Kabel bewickelte Spule in derFig. 2a a coil partially wound with a cable in the
Seitenansicht; side view;
Fig. 2b die Spule aus Fig. 2a von unten gesehen; Fig. 2b the coil from Fig. 2a seen from below;
Fig. 3 die Spule aus Fig. 2a und 2b ohne Kabelwicklung in einer perspektivischen Ansicht; Fig. 3 the coil from Fig. 2a and 2b without cable winding in a perspective view;
Fig. 4 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßenFig. 4 shows a first embodiment of an inventive
Abstützvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht; Support device in a perspective view;
Fig. 5a-c den Vorgang der Aufnahme einer Spule mit eingesetzterFig. 5a-c the process of picking up a coil with inserted
Abstützvorrichtung gemäß Fig. 4 in eine Spülmaschine gemäß Fig. 1 zu verschiedenen Zeitpunkten im Querschnitt; Support device according to Fig. 4 in a dishwasher according to Fig. 1 at different times in cross section;
Fig. 6 einen Spulenwechselbereich einer Spulenzuführung zu einer Spülmaschine zum manuellen Einsetzen der Spulenabstützungen in die Spulen; Fig. 6 shows a bobbin changing area of a bobbin feed to a dishwasher for manually inserting the bobbin supports into the bobbins;
Fig. 7 einen Spulenwechselbereich wie in Fig. 6 mit einer Einsetzvorrichtung zum automatischen Einsetzen der Spulenabstützungen in die Spulen; Fig. 7 shows a bobbin changing area as in Fig. 6 with an insertion device for automatically inserting the bobbin supports into the bobbins;
Fig. 8 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßenFig. 8 shows a second embodiment of a
Abstützvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht; Support device in a perspective view;
Fig. 9a-c den Vorgang der Aufnahme einer Spule mit eingesetzterFig. 9a-c the process of picking up a coil with inserted
Abstützvorrichtung gemäß Fig. 8 in eine Spülmaschine gemäß Fig. 1 zu verschiedenen Zeitpunkten im Querschnitt. Support device according to Fig. 8 in a dishwasher according to Fig. 1 at different times in cross section.
In den Fig. 1 , 2a, 2b und 3 sind Spulen 6 gezeigt, wie sie im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Eine solche Spule 6 besteht aus einem konischen Spulenkörper 1 mit einem ebenfalls konischen inneren Hohlraum 4, wobei mit den beiden Stirnseiten des Spulenkörpers 1 ein oberer Flansch 2 bzw. ein unterer Flansch 3 verbunden sind. Diese Verbindung kann fest und sogar einstückig sein oder als lösbare Verbindung, beispielsweise als eine Rast- oder Bajonettverschlussverbindung, ausgebildet sein. Die Spule 6 ist dafür vorgesehen, um ihre Längsachse in Rotation versetzt zu werden, um ein Kabel K auf den Spulenkörper 1 aufzuwickeln, wie in Fig. 2a und 2b dargestellt. Die beiden Flansche 2 und 3 verhindern dabei, dass die Wicklungen des Kabels K vom Spulenkörper 1 bei der Bewicklung der Spule 6 abrutschen. In Figs. 1, 2a, 2b and 3, coils 6 are shown as they are used in connection with the present invention. Such a coil 6 consists of a conical coil body 1 with a likewise conical inner cavity 4, wherein an upper Flange 2 and a lower flange 3 are connected. This connection can be fixed and even one-piece or can be designed as a detachable connection, for example as a snap-in or bayonet lock connection. The coil 6 is intended to be rotated about its longitudinal axis in order to wind a cable K onto the coil body 1, as shown in Fig. 2a and 2b. The two flanges 2 and 3 prevent the windings of the cable K from slipping off the coil body 1 when the coil 6 is wound.
Fig. 1 zeigt eine Spülmaschine 7 in einer herkömmlichen Bauweise, welche zum Bewickeln von Spulen 6 der soeben beschriebenen Art verwendet wird. Fig. 1 shows a washing machine 7 of a conventional design, which is used for winding coils 6 of the type just described.
Die Spule 6 wird senkrecht, d. h. mit vertikaler Längsachse, von der Spülmaschine 7 aufgenommen. Dafür wird die Spule 6 mit ihrem unteren Flansch 3 zunächst auf eine untere Spulenhalterung 10 der Spülmaschine 7 gestellt, wobei die untere Spulenhalterung 10 in den unteren Flansch 3 der Spule 6 eingreift. Sodann fährt ein Stempel 8 der Spülmaschine 7, an dessen unterem Ende eine obere Spulenhalterung 9 befestigt ist, nach unten, sodass die obere Spulenhalterung 9 in den oberen Flansch 2 eingreift. Durch einen (nicht dargestellten) Motor werden die untere Spulenhalterung 10 und damit auch die Spule 6 und die obere Spulenhalterung 9 in Rotation versetzt, um das Kabel K auf die Spule 6 aufzuwickeln. The spool 6 is picked up vertically, i.e. with a vertical longitudinal axis, by the washer 7. To do this, the spool 6 is first placed with its lower flange 3 on a lower spool holder 10 of the washer 7, with the lower spool holder 10 engaging in the lower flange 3 of the spool 6. A ram 8 of the washer 7, to the lower end of which an upper spool holder 9 is attached, then moves downwards so that the upper spool holder 9 engages in the upper flange 2. The lower spool holder 10 and thus also the spool 6 and the upper spool holder 9 are rotated by a motor (not shown) in order to wind the cable K onto the spool 6.
Weitere Details des Aufbaus und der Funktionsweise der Spülmaschine 7 sind im Kontext der vorliegenden Erfindung nicht relevant und werden daher auch nicht beschrieben. Further details of the structure and functioning of the dishwasher 7 are not relevant in the context of the present invention and are therefore not described.
Bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten des Kabels K (beispielsweise bis zu 2400 m/min) muss auch die Spülmaschine 7 mit entsprechend hohen Drehzahlen betrieben werden. Wie in den Fig. 2a und 2b dargestellt, werden bei der Bewicklung der Spule 6 mit dem Kabel K auf den Spulenkörper 1 sowohl eine im Querschnitt tangential wirkende Zugkraft Fw des Kabels K als auch eine durch Unwuchten bewirkte, im Querschnitt radial nach außen wirkende Zentrifugalkraft Fz ausgeübt. Diese Kräfte führen zu einer Verformung des Spulenkörpers 1 und damit zu Schwingungen bis hin zu einem Bruch des Spulenkörpers 1 . At high production speeds of the cable K (for example up to 2400 m/min) the washing machine 7 must also be operated at correspondingly high speeds. As shown in Fig. 2a and 2b, when the coil 6 is wound with the cable K onto the coil body 1, both a tensile force Fw of the cable K acting tangentially in the cross-section and a radially outward-acting tensile force Fw caused by imbalances in the cross-section are created. Centrifugal force Fz is exerted. These forces lead to a deformation of the coil body 1 and thus to vibrations and even a breakage of the coil body 1 .
Aus diesem Grunde sieht die Erfindung vor, dass vor der Aufnahme der Spule 6 in die Spülmaschine 7 eine Abstützvorrichtung 11 in die Spule 6 eingesetzt wird. For this reason, the invention provides that a support device 11 is inserted into the coil 6 before the coil 6 is placed in the dishwasher 7.
Fig. 4 zeigt eine solche erfindungsgemäße Abstützvorrichtung 11 in einer ersten Ausführungsform. Diese weist eine Welle 12 auf, welche, wenn die Abstützvorrichtung 11 in die Spule 6 eingesetzt und diese in der Spülmaschine 7 aufgenommen ist, vertikal steht. Die Begriffe „oben“ und „unten“ beziehen sich im Folgenden auf diese vertikale Orientierung. Am unteren Ende der Welle 12 ist ein Abschlussflansch 24 angeordnet und mit einem weiteren Flansch der Welle 12 verschraubt. Fig. 4 shows such a support device 11 according to the invention in a first embodiment. This has a shaft 12 which, when the support device 11 is inserted into the coil 6 and the latter is accommodated in the dishwasher 7, is vertical. The terms "top" and "bottom" refer below to this vertical orientation. A closing flange 24 is arranged at the lower end of the shaft 12 and is screwed to another flange of the shaft 12.
Etwa in der Mitte der vertikalen Ausdehnung der Welle 12 ist eine Scheibe 13 angeordnet, welche sich ebenfalls flanschartig in einer zu der Welle 12 orthogonalen Ebene erstreckt. Die Scheibe 13 weist einen äußeren Ring mit einer konischen Außenwandfläche 14 auf. Die Welle 12 verläuft durch eine innere Bohrung der Scheibe 13, sodass die Scheibe 13 auf der Welle 12 axial beweglich aufgenommen ist. Die axiale Bewegung der Scheibe 13 auf der Welle 12 erfolgt entgegen der Wrkung einer Druckfeder 15. Die Druckfeder 15 ist als Spiralfeder ausgebildet und verläuft um die Welle 12 herum. Die Druckfeder 15 ist an ihrem unteren Ende mit einem inneren Ring der Scheibe 13 und an ihrem oberen Ende mit einem Federanschlag 16 verbunden, welcher als ein auf der Welle 12 festgeklemmter Ring ausgebildet ist, oder stützt sich jeweils dagegen ab. Unterhalb der Scheibe 13 ist ein Scheibenanschlag 17 (siehe Fig. 5a) angeordnet, welcher ebenfalls als ein auf der Welle 12 festgeklemmter Ring ausgebildet ist. Auf diese Weise wird die Scheibe 13 im unbelasteten Zustand durch die Druckfeder 15 in einer Position etwa in der Mitte der vertikalen Ausdehnung der Welle 12 gehalten und ist gegen die Federkraft der Druckfeder 15 auf der Welle 12 nach oben verschiebbar. In der oberen und in der unteren Stirnfläche der Welle 12 ist jeweils eine konusförmige Zentrieröffnung 18, 19 eingebracht, wovon in Fig. 4 nur die obere Zentrieröffnung 18 sichtbar ist (vgl. auch Fig. 5a-c). Approximately in the middle of the vertical extension of the shaft 12 there is a disk 13 which also extends like a flange in a plane orthogonal to the shaft 12. The disk 13 has an outer ring with a conical outer wall surface 14. The shaft 12 runs through an inner bore of the disk 13 so that the disk 13 is received on the shaft 12 so that it can move axially. The axial movement of the disk 13 on the shaft 12 occurs against the effect of a compression spring 15. The compression spring 15 is designed as a spiral spring and runs around the shaft 12. The compression spring 15 is connected at its lower end to an inner ring of the disk 13 and at its upper end to a spring stop 16 which is designed as a ring clamped onto the shaft 12, or is supported against it. A disc stop 17 (see Fig. 5a) is arranged below the disc 13, which is also designed as a ring clamped onto the shaft 12. In this way, the disc 13 is held in a position approximately in the middle of the vertical extension of the shaft 12 by the compression spring 15 in the unloaded state and can be moved upwards on the shaft 12 against the spring force of the compression spring 15. A conical centering opening 18, 19 is provided in each of the upper and lower end faces of the shaft 12, of which only the upper centering opening 18 is visible in Fig. 4 (see also Fig. 5a-c).
Im Folgenden wird die Verwendung der Abstützvorrichtung 11 zum Abstützen des Spulenkörpers 1 bei einer Rotation der Spule 6 in der Spülmaschine 7 beschrieben. The use of the support device 11 for supporting the coil body 1 during rotation of the coil 6 in the dishwasher 7 is described below.
Zu diesem Zweck wird die Abstützvorrichtung 11 vor der Aufnahme der Spule 6 in die Spülmaschine 7 vertikal in den Spulenkörper 1 eingesetzt, und zwar von der Seite des Spulenkörpers 1 mit dem größeren Durchmesser aus, d. h. in Fig. 3 von oben. Das Einsetzen erfolgt entlang der Längsachse des Spulenkörpers 1 , sodass die Längsachse der Welle 12 der Abstützvorrichtung 11 und die Längsachse des Spulenkörpers 1 zusammenfallen. Die Abstützvorrichtung 11 wird so weit in den Spulenkörper 1 eingeführt, bis der Abschlussflansch 24 der Welle 12 auf dem inneren Teil des unteren Flansches 3 der Spule 6 aufsetzt. For this purpose, the support device 11 is inserted vertically into the coil body 1 before the coil 6 is placed in the dishwasher 7, from the side of the coil body 1 with the larger diameter, i.e. from above in Fig. 3. The insertion takes place along the longitudinal axis of the coil body 1 so that the longitudinal axis of the shaft 12 of the support device 11 and the longitudinal axis of the coil body 1 coincide. The support device 11 is inserted into the coil body 1 until the end flange 24 of the shaft 12 rests on the inner part of the lower flange 3 of the coil 6.
Die konische Außenwandfläche 14 der Scheibe 13 ist so gestaltet, dass sie die gleiche Neigung hat die die Innenwandfläche 5 des Hohlraums 4 des Spulenkörpers 1. Weiterhin entspricht der mittlere Durchmesser der Außenwandfläche 14 der Scheibe 13 ungefähr dem Durchmesser der Innenwandfläche 5 des Hohlraums 4 in der Mitte der vertikalen Ausdehnung des Spulenkörpers 1 . Somit lässt sich die Abstützvorrichtung 11 zunächst so weit in den Spulenkörper 1 einsetzen, dass die Scheibe 13 sich etwa in der Mitte der vertikalen Ausdehnung des Spulenkörpers 1 befindet, ohne dass die Scheibe 13 die Innenwandfläche 5 des Hohlraums 4 des Spulenkörpers 1 berührt. The conical outer wall surface 14 of the disk 13 is designed such that it has the same inclination as the inner wall surface 5 of the cavity 4 of the coil body 1. Furthermore, the average diameter of the outer wall surface 14 of the disk 13 corresponds approximately to the diameter of the inner wall surface 5 of the cavity 4 in the middle of the vertical extension of the coil body 1. The support device 11 can thus initially be inserted into the coil body 1 so far that the disk 13 is located approximately in the middle of the vertical extension of the coil body 1, without the disk 13 touching the inner wall surface 5 of the cavity 4 of the coil body 1.
Wrd die Abstützvorrichtung 11 weiter nach unten bewegt, so wird die konische Außenwandfläche 14 der Scheibe 13 in die ebenfalls konische Innenwandfläche 5 des Hohlraums 4 hineingepresst und mit dieser verspannt. Dies erfolgt entgegen der Kraft der Druckfeder 15, wodurch die Spannkraft nur langsam zunimmt und einen bestimmten, durch die Federkonstante der Druckfeder 15 einstellbaren Wert nicht überschreitet, wenn der Abschlussflansch 24 der Welle 12 auf dem unteren Flansch 3 der Spule 6 aufsetzt. Damit ist gewährleistet, dass sich die Abstützvorrichtung 11 später ohne übermäßigen Kraftaufwand wieder aus der Spule 6 herausziehen lässt. If the support device 11 is moved further downwards, the conical outer wall surface 14 of the disc 13 is pressed into the likewise conical inner wall surface 5 of the cavity 4 and clamped to it. This takes place against the force of the compression spring 15, whereby the clamping force is only slowly increases and does not exceed a certain value, which can be set by the spring constant of the compression spring 15, when the end flange 24 of the shaft 12 rests on the lower flange 3 of the coil 6. This ensures that the support device 11 can later be pulled out of the coil 6 again without excessive force.
Sodann wird die Spule 6 mit eingesetzter Abstützvorrichtung 11 wie oben beschrieben in der Spülmaschine 7 aufgenommen. Dieser Vorgang ist im Detail in den Fig. 5a-c dargestellt. The coil 6 with the support device 11 inserted is then placed in the dishwasher 7 as described above. This process is shown in detail in Fig. 5a-c.
In Fig. 5a ist die Spule 6 bereits zwischen der oberen Spulenhalterung 9 und der unteren Spulenhalterung 10 der Spülmaschine 7 positioniert, wird von diesen jedoch noch nicht ergriffen. In Fig. 5a, the coil 6 is already positioned between the upper coil holder 9 and the lower coil holder 10 of the dishwasher 7, but is not yet gripped by them.
In Fig. 5b wird die Spule 6 auf die untere Spulenhalterung 10 abgesetzt. Dadurch greift die untere Spulenhalterung 10 mit einem konvexen, konischen Vorsprung in eine entsprechende konkave, konische Vertiefung des unteren Flanschs 3 der Spule 6 ein, und die Zentrierspitze 21 der unteren Spulenhalterung 10 greift in die untere Zentrieröffnung 19 der Welle 12 ein, sodass sowohl die Spule 6 als auch die Abstützvorrichtung 11 durch die untere Spulenhalterung 10 zentriert werden. In Fig. 5b, the coil 6 is placed on the lower coil holder 10. As a result, the lower coil holder 10 engages with a convex, conical projection in a corresponding concave, conical recess in the lower flange 3 of the coil 6, and the centering tip 21 of the lower coil holder 10 engages in the lower centering opening 19 of the shaft 12, so that both the coil 6 and the support device 11 are centered by the lower coil holder 10.
Durch das Absetzen der Spule 6 auf die untere Spulenhalterung 10 entsteht ferner ein Reibschluss zwischen mehreren O-Ringen 25a, 25b, welche auf der Oberseite der unteren Spulenhalterung 10 in ringförmigen Nuten eingelassen sind und über die Oberseite der unteren Spulenhalterung 10 herausstehen, und der Unterseite des unteren Flanschs 3 der Spule 6. By placing the coil 6 on the lower coil holder 10, a frictional connection is also created between several O-rings 25a, 25b, which are embedded in annular grooves on the upper side of the lower coil holder 10 and protrude beyond the upper side of the lower coil holder 10, and the underside of the lower flange 3 of the coil 6.
In Fig. 5c wird die Spule 6 zusätzlich von der oberen Spulenhalterung 9 ergriffen, welche auf den oberen Flansch 2 der Spule 6 abgesenkt wird. Analog zu Fig. 5b greifen dadurch auch die obere Spulenhalterung 9 in den oberen Flansch 2 der Spule 6 sowie die Zentrierspitze 20 der oberen Spulenhalterung 9 in die obere Zentrieröffnung 18 der Welle 12 ein, sodass sowohl die Spule 6 als auch die Abstützvorrichtung 11 durch die obere Spulenhalterung 9 zentriert werden. Durch den Anpressdruck der oberen Spulenhalterung 9 und der unteren Spulenhalterung 10 von beiden axialen Seiten der Spule 6 verstärkt sich außerdem der Reibschluss durch die O-Ringe 25a, 25b. Durch diesen Reibschluss wird die Spule 6 im nachfolgenden Betrieb der Spülmaschine 7 bei der gemeinsamen Rotation der Spulenhalterungen 9, 10 mitgenommen und dadurch selbst in Rotation versetzt. Der rotierende Spulenkörper 1 nimmt wiederum über einen Reibschluss die in seinem Hohlraum 4 festgeklemmte Scheibe 13 mit. In Fig. 5c, the coil 6 is additionally gripped by the upper coil holder 9, which is lowered onto the upper flange 2 of the coil 6. Analogous to Fig. 5b, the upper coil holder 9 also grips the upper flange 2 of the coil 6, as does the centering tip 20 of the upper coil holder 9. into the upper centering opening 18 of the shaft 12, so that both the coil 6 and the support device 11 are centered by the upper coil holder 9. The contact pressure of the upper coil holder 9 and the lower coil holder 10 from both axial sides of the coil 6 also increases the frictional connection through the O-rings 25a, 25b. As a result of this frictional connection, the coil 6 is taken along during the subsequent operation of the dishwasher 7 when the coil holders 9, 10 rotate together and is thereby set in rotation itself. The rotating coil body 1 in turn takes the disk 13 clamped in its cavity 4 with it via a frictional connection.
In dem in die Spule 6 eingesetzten Zustand der Abstützvorrichtung 11 wirkt die Scheibe 13 als zusätzliche Versteifung in Form einer kreisscheibenförmigen Rippe etwa in der Mitte der vertikalen Ausdehnung des Spulenkörpers 1. Die Welle 12 wird wiederum über ihre Zentrieröffnungen 18, 19 mit den Zentrierspitzen 20, 21 der oberen und der unteren Spulenhalterung 9, 10 spielfrei verbunden. Das Gleitlager, durch das die Scheibe 13 auf der Welle 12 gelagert ist, ist vorzugsweise ebenfalls spielfrei. Dadurch ergibt sich insgesamt eine starre, spielfreie Verbindung der Abstützvorrichtung 11 gegenüber der Spülmaschine 7 und somit eine sehr gute Abstützung des Spulenkörpers 1 von innen. When the support device 11 is inserted into the coil 6, the disk 13 acts as an additional reinforcement in the form of a circular disk-shaped rib approximately in the middle of the vertical extension of the coil body 1. The shaft 12 is in turn connected to the centering points 20, 21 of the upper and lower coil holders 9, 10 without play via its centering openings 18, 19. The plain bearing by which the disk 13 is mounted on the shaft 12 is preferably also free of play. This results in a rigid, play-free connection of the support device 11 to the dishwasher 7 and thus very good support of the coil body 1 from the inside.
Die Fig. 6 und 7 zeigen einen Spulenwechselbereich einer Spulenzuführung zu einer Spülmaschine 7 zum manuellen bzw. automatischen Einsetzen von Spulenabstützungen 11 in die Spulen 6. Die Ansichten des Spulenwechselbereichs in den Fig. 6 und 7 sind aus verschiedenen Richtungen dargestellt. Figs. 6 and 7 show a bobbin changing area of a bobbin feed to a dishwasher 7 for manual or automatic insertion of bobbin supports 11 into the bobbins 6. The views of the bobbin changing area in Figs. 6 and 7 are shown from different directions.
Die in beiden Fällen weitgehend identische Spulenzuführung weist ein erstes Förderband 104 auf, auf dem leere Spulen 6 der Spülmaschine 7 zugeführt werden, und ein zweites Förderband 105, auf dem die in der Spülmaschine 7 bewickelten Spulen 6 wieder abtransportiert werden. Die Spulen 6 stehen dabei senkrecht auf den Förderbändern 104, 105, wobei das Ende des konischen Spulenkörpers 1 mit dem größeren Durchmesser nach oben zeigt, also in derselben Orientierung, wie die Spulen 6 auch von der Spülmaschine 7 aufgenommen werden. The spool feed, which is largely identical in both cases, has a first conveyor belt 104 on which empty spools 6 are fed to the dishwasher 7, and a second conveyor belt 105 on which the spools 6 wound in the dishwasher 7 are transported away again. The spools 6 are vertically on the conveyor belts 104, 105, with the end of the conical coil body 1 with the larger diameter pointing upwards, i.e. in the same orientation as the coils 6 are received by the dishwasher 7.
Die eigentliche Zuführung der leeren Spulen 6 zu der Spülmaschine 7 bzw. die Abführung der vollen Spulen 6 von der Spülmaschine 7 wird durch eine Spulenwechselvorrichtung 106 vorgenommen, welche eine Schwenkgabel aufweist, auf der zwei Spulen 6 auf zwei Spulenaufnahmeplätzen stehen können. Durch Verschwenken, Absenken und Anheben der Schwenkgabel werden die Spulen 6 zwischen den Förderbändern 104, 105 einerseits und der Spülmaschine 7 andererseits übergeben. Weitere Details zu einer Spulenwechselvorrichtung dieser Art finden sich beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung WO 2013/135329 A1 der Anmelderin. The actual feeding of the empty bobbins 6 to the dishwasher 7 or the removal of the full bobbins 6 from the dishwasher 7 is carried out by a bobbin changing device 106, which has a pivoting fork on which two bobbins 6 can stand on two bobbin receiving positions. By pivoting, lowering and raising the pivoting fork, the bobbins 6 are transferred between the conveyor belts 104, 105 on the one hand and the dishwasher 7 on the other. Further details on a bobbin changing device of this type can be found, for example, in the applicant's international patent application WO 2013/135329 A1.
Vor der Zuführung der leeren Spulen 6 zu der Spülmaschine 7 wird in jede Spule 6 eine Abstützvorrichtung 11 eingesetzt. Dies kann wahlweise manuell (Fig. 6) oder automatisch (Fig. 7) erfolgen. Before the empty spools 6 are fed to the dishwasher 7, a support device 11 is inserted into each spool 6. This can be done either manually (Fig. 6) or automatically (Fig. 7).
Bei der in Fig. 6 dargestellten manuellen Einsetzung einer Abstützvorrichtung 11 in eine Spule 6 steht ein Bediener am Ende der Förderbänder 104, 105. Der Bediener stellt per Hand jeweils eine leere Spule 6 auf das erste Förderband 104 und setzt dann in der oben beschriebenen Weise in den Spulenkörper 1 eine Abstützvorrichtung 11 ein, welche er aus einem Vorratsregal 108 für die Spulenabstützungen 11 entnimmt. Umgekehrt entnimmt der Bediener aus jeder auf dem zweiten Förderband 105 ankommenden, bewickelten Spulen 6 zunächst die Abstützvorrichtung 11 , verstaut diese in dem Vorratsregal 108 und entfernt dann die bewickelte Spule 6 von dem zweiten Förderband 105. When a support device 11 is manually inserted into a spool 6 as shown in Fig. 6, an operator stands at the end of the conveyor belts 104, 105. The operator manually places an empty spool 6 onto the first conveyor belt 104 and then inserts a support device 11 into the spool body 1 in the manner described above, which he takes from a storage shelf 108 for the spool supports 11. Conversely, the operator first removes the support device 11 from each wound spool 6 arriving on the second conveyor belt 105, stows it in the storage shelf 108 and then removes the wound spool 6 from the second conveyor belt 105.
Bei der in Fig. 7 dargestellten automatischen Einsetzung einer Abstützvorrichtung 11 in eine Spule 6 wird der Einsetzvorgang dagegen durch eine Einsetzvorrichtung 100 vorgenommen, welche in Fig. 7 jedoch nicht in allen Details dargestellt ist. Die Einsetzvorrichtung 100 weist eine Verfahreinrichtung 102 in Form eines horizontal angeordneten Portals auf, auf welchem eine vertikal bewegliche Einführ- und Verspanneinrichtung 103 hin- und herfahren kann. Die Einführ- und Verspanneinrichtung 103 lässt sich auf diese Weise über jedem der zwei Spulenaufnahmeplätze der oben genannten Schwenkgabel der Spulenwechselvorrichtung 106 positionieren, auf denen während des laufenden Betriebs der Spülmaschine 7 eine leere Spule 6 und eine bewickelte Spule 6 stehen. Auf einem unteren Flansch der Einführ- und Verspanneinrichtung 103 ist eine Greifeinrichtung 101 angeordnet, welche das obere Ende der Welle 12 einer Abstützvorrichtung 11 umfassen und greifen kann. In the automatic insertion of a support device 11 into a coil 6 shown in Fig. 7, the insertion process is carried out by an insertion device 100, which in Fig. 7, however, is not shown in all Details are shown. The insertion device 100 has a displacement device 102 in the form of a horizontally arranged portal on which a vertically movable insertion and clamping device 103 can move back and forth. The insertion and clamping device 103 can be positioned in this way above each of the two spool receiving positions of the above-mentioned pivoting fork of the spool changing device 106, on which an empty spool 6 and a wound spool 6 stand during operation of the dishwasher 7. A gripping device 101 is arranged on a lower flange of the insertion and clamping device 103 and can encompass and grip the upper end of the shaft 12 of a support device 11.
Stehen nun eine bewickelte Spule 6 mit eingesetzter Abstützvorrichtung 11 sowie eine leere Spule 6 ohne eingesetzte Abstützvorrichtung 11 auf den beiden Spulenaufnahmeplätzen, so fährt die Einführ- und Verspanneinrichtung 103 auf der Verfahreinrichtung 102 mittig über die bewickelte Spule 6, senkt sich bis auf die Höhe des oberen Endes der Welle 12 der in der bewickelten Spule 6 eingesetzten Abstützvorrichtung 11 ab, ergreift das Ende der Welle 12, hebt sich wieder an, fährt mittig über die leere Spule 6, senkt sich wieder ab und setzt dadurch die ergriffene Abstützvorrichtung 11 in die leere Spule 6 ein und verspannt sie mit dem Spulenkörper 1 der leeren Spule 6. If a wound coil 6 with the support device 11 inserted and an empty coil 6 without the support device 11 inserted are now on the two coil receiving positions, the insertion and clamping device 103 on the travel device 102 moves centrally over the wound coil 6, lowers itself to the height of the upper end of the shaft 12 of the support device 11 inserted in the wound coil 6, grips the end of the shaft 12, lifts itself up again, moves centrally over the empty coil 6, lowers itself down again and thereby inserts the gripped support device 11 into the empty coil 6 and clamps it to the coil body 1 of the empty coil 6.
Auf diese Weise wird die Abstützvorrichtung 11 jeweils von einer bewickelten Spule 6 in eine leere Spule 6 umgesetzt. Der gesamte Vorgang des Einsetzens und Entnehmens der Abstützvorrichtung 11 in eine bzw. aus einer Spule 6 lässt sich damit auf einfache und effiziente Weise automatisieren. In this way, the support device 11 is transferred from a wound spool 6 into an empty spool 6. The entire process of inserting and removing the support device 11 into or from a spool 6 can thus be automated in a simple and efficient manner.
Fig. 8 zeigt eine erfindungsgemäße Abstützvorrichtung 11 in einer zweiten Ausführungsform. Im Folgenden werden nur die Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform der Abstützvorrichtung gemäß den Fig. 4 und 5 beschrieben, wobei für gleiche oder entsprechende Komponenten auch die gleichen oder entsprechende Bezugszeichen verwendet werden. Die Abstützvorrichtung 11 weist in diesem Fall zwei Scheiben 13a, 13b als Abstützelemente auf, welche auf der Welle 12 der Abstützvorrichtung 11 übereinander und jeweils axial beweglich angeordnet sind. Fig. 8 shows a support device 11 according to the invention in a second embodiment. In the following, only the differences compared to the first embodiment of the support device according to Figs. 4 and 5 are described, wherein the same or corresponding reference numerals are used for the same or corresponding components. In this case, the support device 11 has two disks 13a, 13b as support elements, which are arranged one above the other on the shaft 12 of the support device 11 and are each axially movable.
Entsprechend ist für jede der beiden Scheiben 13a, 13b jeweils eine Druckfeder 15a, 15b vorgesehen, welche als Spiralfeder ausgebildet ist und um die Welle 12 herum verläuft. Jede Druckfeder 15a, 15b ist an ihrem unteren Ende mit einem inneren Ring der jeweiligen Scheibe 13a, 13b und an ihrem oberen Ende mit einem Federanschlag 16a, 16b verbunden, welcher als ein auf der Welle 12 festgeklemmter Ring ausgebildet ist, oder stützt sich jeweils dagegen ab. Unterhalb der jeweiligen Scheibe 13a, 13b ist ein Scheibenanschlag 17a, 17b angeordnet, welcher ebenfalls als ein auf der Welle 12 festgeklemmter Ring ausgebildet ist. Accordingly, a compression spring 15a, 15b is provided for each of the two disks 13a, 13b, which is designed as a spiral spring and runs around the shaft 12. Each compression spring 15a, 15b is connected at its lower end to an inner ring of the respective disk 13a, 13b and at its upper end to a spring stop 16a, 16b, which is designed as a ring clamped onto the shaft 12, or is supported against it. A disk stop 17a, 17b is arranged below the respective disk 13a, 13b, which is also designed as a ring clamped onto the shaft 12.
Die beiden Scheiben 13a, 13b unterteilen die Welle 12 in drei Abschnitte, deren Länge im unbelasteten Zustand der Scheiben 13a, 13b jeweils annähernd ein Drittel der Länge der Welle 12 beträgt. Auf diese Weise wird auch der maximale axiale Abstand zwischen benachbarten Abstützstellen auf etwa ein Drittel der Länge der Welle 12 verringert und dadurch die Abstützung weiter verbessert. The two disks 13a, 13b divide the shaft 12 into three sections, the length of which, when the disks 13a, 13b are not under load, is approximately one third of the length of the shaft 12. In this way, the maximum axial distance between adjacent support points is also reduced to approximately one third of the length of the shaft 12, thereby further improving the support.
Im Unterschied zu der Abstützvorrichtung gemäß den Fig. 4 und 5 weist die Welle 12 der Abstützvorrichtung 11 keine glatte, zylindrische Oberfläche auf, sondern ist eine Vielkeilwelle mit einer umlaufenden, in axialer Richtung nahezu vollständig durchgehenden Außenverzahnung. Die inneren Ringe der Scheiben 13a, 13b weisen entsprechende Innenverzahnungen auf (nicht dargestellt), durch welche die Scheiben 13a, 13b mit der Welle 12 drehfest, aber axial beweglich verzahnt sind. Hierdurch kann sich auch der Spulenkörper 1 nicht gegenüber der Welle 12 verdrehen, wodurch die Steifigkeit der Kombination aus Spule 6 und Abstützvorrichtung 11 und damit die Wirkung der Abstützung weiter erhöht wird. Alternativ kann die Verdrehsicherung auch durch eine Längsnut in der Welle 12 und entsprechende Passfedern in den inneren Ringen der Scheiben 13a, 13b, welche in der Nut mit einem Spiel laufen, erreicht werden. Weiterhin weist die Abstützvorrichtung 11 im Unterschied zu der Abstützvorrichtung gemäß den Fig. 4 und 5 am unteren Ende der Welle 12 keinen Abschlussflansch auf, sodass an dieser Stelle keine direkte Verbindung zwischen der Abstützvorrichtung 11 und der Spule 6 herstellbar ist. Dafür erfolgt eine zusätzliche drehfeste Verbindung zwischen der Welle 12 und der unteren Spulenhalterung 10 durch die Außenverzahnung der Welle 12 und eine entsprechende Innenverzahnung in einer Aufnahmeöffnung in dem konvexen, konischen Vorsprung der unteren Spulenhalterung 10. In contrast to the support device according to Figs. 4 and 5, the shaft 12 of the support device 11 does not have a smooth, cylindrical surface, but is a splined shaft with a peripheral external toothing that is almost completely continuous in the axial direction. The inner rings of the disks 13a, 13b have corresponding internal toothing (not shown), by means of which the disks 13a, 13b are toothed with the shaft 12 in a rotationally fixed but axially movable manner. This also prevents the coil body 1 from twisting relative to the shaft 12, which further increases the rigidity of the combination of coil 6 and support device 11 and thus the effect of the support. Alternatively, the anti-twisting device can also be achieved by a longitudinal groove in the shaft 12 and corresponding keys in the inner rings of the disks 13a, 13b, which run in the groove with a certain amount of play. Furthermore, in contrast to the support device according to Figs. 4 and 5, the support device 11 does not have an end flange at the lower end of the shaft 12, so that no direct connection can be established between the support device 11 and the coil 6 at this point. Instead, an additional rotationally fixed connection is made between the shaft 12 and the lower coil holder 10 by the external toothing of the shaft 12 and a corresponding internal toothing in a receiving opening in the convex, conical projection of the lower coil holder 10.
Es sei darauf hingewiesen, dass auch in der Ausführung gemäß den Fig. 8 und 9 ein Abschlussflansch am unteren Ende der Welle 12 vorgesehen werden kann, der hinsichtlich seines Aufbaus und seiner Funktion dann dem Abschlussflansch 24 in der Ausführung gemäß den Fig. 4 und 5 entspricht. It should be noted that in the embodiment according to Figs. 8 and 9, an end flange can also be provided at the lower end of the shaft 12, which then corresponds in terms of its structure and function to the end flange 24 in the embodiment according to Figs. 4 and 5.
Umgekehrt kann auch in der Ausführung gemäß den Fig. 4 und 5 der Abschlussflansch 24 weggelassen und eine zusätzliche Verbindung zwischen der Welle 12 und der unteren Spulenhalterung 10 hergestellt werden. Eine Drehfestigkeit dieser Verbindung lässt sich durch einen Reibschluss erreichen, wofür das untere Ende der Welle 12 sowie die Aufnahmeöffnung in der unteren Spulenhalterung 10 vorzugsweise beide leicht konisch ausgeführt sind. Conversely, in the embodiment according to Figs. 4 and 5, the end flange 24 can be omitted and an additional connection can be made between the shaft 12 and the lower coil holder 10. A torsional stability of this connection can be achieved by a frictional connection, for which the lower end of the shaft 12 and the receiving opening in the lower coil holder 10 are preferably both slightly conical.
Die Zentrierspitze 21 ist in der unteren Spulenhalterung 10 in axialer Richtung federgelagert. Hierdurch ist es möglich, in einem bestimmten Bereich einen Längenausgleich infolge von geringfügigen Abweichungen in der axialen Länge der Spulen vorzunehmen. The centering point 21 is spring-loaded in the axial direction in the lower coil holder 10. This makes it possible to compensate for length in a certain area as a result of minor deviations in the axial length of the coils.
Schließlich erfolgt die Zentrierung der Welle 12 an ihrem oberen Ende gegenüber der Abstützvorrichtung in Fig. 4 in umgekehrter Weise, indem die Welle 12 an ihrem oberen axialen Ende keine Zentrieröffnung aufweist, sondern eine obere Zentrierspitze 22, und die obere Spulenhalterung 9 keine Zentrierspitze aufweist, sondern eine Zentrieröffnung 23. Die Fig. 9a bis 9c beschreiben wiederum den Vorgang der Aufnahme der Spule 6 mit eingesetzter Abstützvorrichtung 11 in der Spülmaschine 7, welcher weitgehend analog zur ersten Ausführungsform der Abstützvorrichtung erfolgt (vgl. die Fig. 5a-c). Finally, the centering of the shaft 12 at its upper end is carried out in the opposite manner to that of the support device in Fig. 4, in that the shaft 12 does not have a centering opening at its upper axial end, but rather an upper centering point 22, and the upper coil holder 9 does not have a centering point, but rather a centering opening 23. Figs. 9a to 9c again describe the process of receiving the coil 6 with the support device 11 inserted in the dishwasher 7, which is largely analogous to the first embodiment of the support device (cf. Figs. 5a-c).
Im Unterschied zu der Abstützvorrichtung gemäß Fig. 4 wird jedoch die Welle 12, welche sich wegen des fehlenden unteren Abschlussflansches axial gegenüber dem Spulenkörper 1 bewegen kann, durch die vertikale Bewegung der oberen Spulenhalterung 9 nach unten gedrückt. Dadurch bewegen sich auch die Federanschläge 16a, 16b sowie die Scheibenanschläge 17a, 17b nach unten, und die Spannscheiben 13 werden mittels der Druckfedern 15a, 15b nach unten gedrückt und an ihren konischen Außenwandflächen 14a, 14b gegen die Innenwandfläche 5 des Hohlraums 4 im Spulenkörper 1 geklemmt. In contrast to the support device according to Fig. 4, however, the shaft 12, which can move axially relative to the coil body 1 due to the lack of a lower end flange, is pressed downwards by the vertical movement of the upper coil holder 9. As a result, the spring stops 16a, 16b and the disk stops 17a, 17b also move downwards, and the tension disks 13 are pressed downwards by means of the compression springs 15a, 15b and clamped at their conical outer wall surfaces 14a, 14b against the inner wall surface 5 of the cavity 4 in the coil body 1.
Bezugszeichenliste list of reference symbols
1 Spulenkörper 1 coil body
2 oberer Flansch 2 upper flange
3 unterer Flansch 3 lower flange
4 Hohlraum 4 cavity
5 Innenwandfläche des Hohlraums 5 Inner wall surface of the cavity
6 Spule 6 coils
7 Spülmaschine 7 dishwasher
8 Stempel 8 stamps
9 obere Spulenhalterung 9 upper spool holder
10 untere Spulenhalterung 10 lower spool holder
11 Abstützvorrichtung 11 support device
12 Welle 12 wave
13, 13a, 13b Scheibe 13, 13a, 13b disc
14, 14a, 14b Außenwandfläche der Scheibe 14, 14a, 14b Outer wall surface of the pane
15, 15a, 15b Druckfeder 15, 15a, 15b compression spring
16, 16a, 16b Federanschlag 16, 16a, 16b spring stop
17, 17a, 17b Scheibenanschlag 17, 17a, 17b disc stop
18 obere Zentrieröffnung der Welle 18 upper centering hole of the shaft
19 untere Zentrieröffnung der Welle 19 lower centering hole of the shaft
20 Zentrierspitze der oberen Spulenhalterung20 Centering tip of the upper spool holder
21 Zentrierspitze der unteren Spulenhalterung21 Centering tip of the lower spool holder
22 obere Zentrierspitze der Welle 22 upper centering point of the shaft
23 Zentrieröffnung der oberen Spulenhalterung23 Centering hole of the upper spool holder
24 Abschlussflansch der Welle 24 End flange of the shaft
25a, 25b O-Ring 25a, 25b O-ring
K Kabel K cable
100 Einsetzvorrichtung 100 insertion device
101 Greifeinrichtung 102 Verfahreinrichtung 101 gripping device 102 Traversing device
103 Einführ- und Verspanneinrichtung103 insertion and clamping device
104 erstes Förderband 104 first conveyor belt
105 zweites Förderband 106 Spulenwechselvorrichtung 105 second conveyor belt 106 spool changing device
107 Bediener 107 operators
108 Vorratsregal 108 pantry shelf
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