NL8005264A

NL8005264A - Spool has flanges formed from flat-section bent wire segments - with intermediate wire portions fixed to ends of winding core

Info

Publication number: NL8005264A
Application number: NL8005264A
Authority: NL
Original assignee: Bekaert Cockerill Nv Sa
Priority date: 1980-09-22
Filing date: 1980-09-22
Publication date: 1982-04-16

Abstract

The spool is intended for holding wire or cord wound on it. It comprises two flanges and a winding core and is assembled by interconnecting a number of elements. Each flange is formed from a number of segment or trapezium-shaped elements which are arranged in a common plane and bent from (flat-section, e.g. 2 by 5 mm.) metal wire having one wire portion parallel to and between the radially inner and outer curves or sides of the segment or trapezium. The flange is built up by interconnecting these segments and secured to the core via these portions. The core may be formed by bending from a single piece of sheet metal and may be secured by folding its ends over the portions.

Description

V.V.

? t " 80.5114/Ti? t "80.5114 / Ti

Korte aanduiding: Spoel voor het opwinden van draad of snoer.Short designation: Bobbin for winding wire or cord.

De uitvinding heeft betrekking op een spoel omvattende een kernhuis met aan de uiteinden daarvan twee flenzen voor het opwinden van draad, snoer, of dergelijk materiaal, opgebouwd uit een aantal elementen vervaardigd uit een enkel stuk .The invention relates to a coil comprising a core housing with at its ends two flanges for winding wire, cord or the like material, built up from a number of elements made from a single piece.

5 draad, in het bijzonder metaaldraad, bijvoorbeeld ijzer of staal, dat zodanig is gebogen dat het een sector van de flens van de spoel vormt, welke sectoren in het bijzonder door punt-lassen met elkaar worden verbonden.Wire, in particular metal wire, for example iron or steel, which is bent such that it forms a sector of the flange of the coil, which sectors are interconnected in particular by spot welding.

Spoelen die zijn opgebouwd uit aan elkaar lasbare draad-10 elementen zijn onder meer bekend uit het Amerikaans octrooi-schrift 4.032.078. Daarbij wordt gebruik gemaakt van driedimensionale draadelementen, die worden verkregen door e(en stuk metaaldraad zodanig om te buigen dat op afstand van elkaar en in twee evenwijdige vlakken gelegen draaddelen worden gevormd, die 15 door dwarsstukken zijn verbonden. Uit deze elementen wordt na bevestiging door puntlassen een gerede open spoel gevormd. Na samenvoeging van de elementen wordt een bij voorkeur ronde spoel gevormd, waarbij de dwarsstukken een open, centrale, wikkelkern vormen waarop de opgewikkelde draad wordt opgesla-20 gen.Coils built up of weldable wire-10 elements are known, inter alia, from United States Patent Specification 4,032,078. In doing so, use is made of three-dimensional wire elements, which are obtained by bending a piece of metal wire in such a way that wire parts located at a distance from each other and in two parallel planes are formed, which are connected by cross pieces. spot welding a finished open coil is formed After joining the elements, a preferably round coil is formed, wherein the cross pieces form an open, central, winding core on which the wound wire is stored.

In het Amerikaans octrooischrift 4.089.484 wordt eenzelfde element beschreven dat echter enigszins is gewijzigd door het daarin opnemen van verlengingen en omgebogen delen (zie delen 6a, b, 7a, b van figuur 1), waardoor bij samenvoeging 25 de centrale wikkelkern wordt versterkt. Bij dergelijke elementen is de driedimensionale vorm essentieel teneinde na samenvoeging van de elementen een gerede spoel te verkrijgen.U.S. Pat. No. 4,089,484 discloses the same element that has been slightly modified, however, by incorporating extensions and bent parts therein (see parts 6a, b, 7a, b of Figure 1), thereby strengthening the central winding core upon assembly. With such elements, the three-dimensional shape is essential in order to obtain a finished coil after the elements have been combined.

Tegenover het voordeel dat na verbinding van de elementen door puntlassing direct een spoel ter beschikking staat staat 30 het nadeel dat de vervaardiging van de gebogen elementen een nauwkeurige processtap vereist; het is gewenst deze te vereenvoudigen. Ook is de open vorm soms een bezwaar en is het nodig een wikkelkern uit plaat aan te brengen om vervorming in het opgewikkelde produkt te voorkomen. Een belangrijk punt is 35 voorts dat het bij vervaardiging van verschillende maten spoelen steeds noodzakelijk is uit te gaan van een nieuw element met andere afmetingen, hetgeen een snelle omschakeling van de 8005264 -2- t- -* produktie in de weg staat. Het is gewenst uit te gaan van een type element waarbij zowel de flensafmetingen van de wikkelkern, dat wil zeggen de buis waarop de draad wordt gewonden, gemakkelijk instelbaar zijn. De samenstelling van de spoel kan 5 dan met minder ingewikkelde mallen gebeuren.In contrast to the advantage that a coil is immediately available after spot welding of the elements, the drawback is that the production of the bent elements requires an accurate process step; it is desirable to simplify it. Also, the open shape is sometimes a drawback and it is necessary to provide a sheet wound core to prevent deformation in the wound product. An important point is furthermore that it is always necessary to start with a new element with different dimensions when manufacturing different sizes of coils, which hinders a rapid conversion of the production of 8005264 -2-t- * production. It is desirable to start from a type of element in which both the flange dimensions of the winding core, i.e. the tube on which the wire is wound, are easily adjustable. The composition of the coil can then be done with less complicated molds.

Men dient ook rekening te houden met factoren, zoals het gemakkelijk en snel kunnen opwinden van de draad op de kernhuis van de spoel, de sterkte van de spoel bij toepassingen waarbij de draad onder spanning continu wordt op- en afgewikkeld, zo-10 als dit bijvoorbeeld bij lassen het geval is waarbij sterke krachten kunnen optreden die zijwaarts gericht kunnen zijn.Factors should also be taken into account, such as easy and fast winding of the thread on the core housing of the bobbin, strength of the bobbin in applications where the thread is continuously wound and unwound under tension, such as this for example, welding is the case where strong forces can occur that can be directed sideways.

Verder is van belang dat bij dergelijke toepassingen de spoel bij eventuele breuk van de draad weer snel bedrijfsklaar kan worden gemaakt en de afgebroken draad niet in de open delen 15 van de gerede spoel verward raakt, zelfs als de las van een element is losgekomen.It is also important that in such applications the coil can be made ready for operation again in the event of breakage of the wire and that the broken wire does not get tangled in the open parts of the finished coil, even if the weld has come loose from an element.

De uitvinding beoogt te voorzien in een uit elementen opgebouwde spoel waarvan de elementen eenvoudiger zijn te vervaardigen en de afmetingen gemakkelijker instelbaar zijn, en 20 voorts een spoel te verschaffen die geschikt bruikbaar is voor het continu opwikkelen en afwikkelen van draden, zonder daarbij spoelcassettes of mallen te gebruiken.The object of the invention is to provide a coil built from elements, the elements of which are easier to manufacture and the dimensions to be more easily adjustable, and furthermore to provide a coil suitable for continuous winding and unwinding of wires, without coil cassettes or molds to use.

Hiertoe is de spoel volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt dat de flenzen van de spoel zijn opgebouwd uit, in het 25 bijzonder door lassen, aan elkaar bevestigde, in één vlak liggende elementen in de vorm van nagenoeg driehoekige draadele-menten, waarbij de driehoek- een naar het inwendige daarvan gebogen uiteinde bezit dat bestemd is voor de bevestiging van de wikkelkern, welke flenzen door middel van de voornoemde, naar 30 binnen gebogen delen met de wikkelkern zijn verbonden. Onder "nagenoeg droiehoekig" wordt hierbij verstaan dat de elementen globaal, afgezien van afrondingen en onderbrekingen de vorm van een driehoek hebben. Aan het centrum van de flens zijn de elementen dan zo egebogen dat ze samengesteld een cirkel rond 35 een as vormen. De wikkelkern uit plaat kan dan over de draad-elementen geplooid naar het centrale deel van de spoel toe en een eventuele asbuis kan dan overgeplooid naar de buitenzijde van de spoel toe om de nodige stevigheid te geven. De zijden 8005264 » ,For this purpose the coil according to the invention is characterized in that the flanges of the coil are built up of, in particular by welding, attached to one another flat elements in the form of substantially triangular wire elements, wherein the triangular one has an internally bent end intended for the attachment of the winding core, which flanges are connected to the winding core by means of the aforementioned inwardly bent parts. By "substantially triangular" is meant that the elements are globally shaped, except for roundings and interruptions, in the shape of a triangle. At the center of the flange the elements are then bent in such a way that they form a circle around 35 an axis. The plate winding core can then be pleated over the wire elements towards the central part of the spool and any shaft tube can then be folded over to the outside of the spool to provide the necessary strength. The sides 8005264 »,

T- IT- I

-3- van de driehoekselementen bestaan minstens uit een enkele draad en een deel van de zijde waaraan het naar binnen gebogen deel is bevestigd kan uit twee draden bestaan, hetgeen wordt bereikt door de onderbroken draad tot een gehele zijde te ver-5 lengen.-3- of the triangle elements consist at least of a single wire and a part of the side to which the inwardly bent part is attached can consist of two wires, which is achieved by extending the interrupted wire to a whole side.

Bij voorkeur vormen de samengevoegde elementen een flens met een cirkelvormige omtrek. De tophoek van het driehoekige element, dat wil zeggen de hoek die na de assemblage naar de as van de spoel is gericht, kan 90° bedragen, ik welk geval de 10 flens uit 4 draadelementen bestaat, het heeft echter met het oog op de sterkte de voorkeur dat de hoek kleiner is dan 90° en bij voorkeur 45 of 60° bedraagt, in welke gevallen er respek-tievelijk 8 of 6 elementen voor de flens nodig zijn. Gebleken is dat een hoek van 45°, waarbij aldus 8 elementen worden toe-15 gepast, de beste resultaten geeft.Preferably, the joined elements form a flange with a circular outline. The top angle of the triangular element, that is, the angle that is directed towards the axis of the coil after assembly, can be 90 °, in which case the 10 flange consists of 4 thread elements, however, in view of the strength it is preferred that the angle is less than 90 ° and preferably 45 or 60 °, in which cases 8 or 6 elements are required for the flange, respectively. It has been found that an angle of 45 °, thus using 8 elements, gives the best results.

De wikkelkern van de spoel wordt met voordeel uit één stuk, en wel uit plaat uitgevoerd. De lengte van de spoel kan daarbij door de lengte van de kernhuis worden ingesteld. Voorts wordt de flens bij voorkeur zodanig aan de kern bevestigd dat de 20 flens in één vlak ligt met het uiteinde van de kern.The winding core of the coil is advantageously made in one piece, namely from plate. The length of the coil can be adjusted by the length of the core housing. Furthermore, the flange is preferably attached to the core such that the flange is flush with the end of the core.

De mantel van de wikkelkern kan eventueel bestaan uit langwerpige elementen die met tussenruimten aan de naar binnen gebogen zijde van de driehoekselementen zijn bevestigd, maar zoals bovenbeschreven bestaat de mantel bij voorkeur uit een 25 dichte plaat die aan de zijkanten om de naar binnen gebogen zijden van de driehoekselementen is omgeslagen, met insnijdingen voor het opnemen van de twee radiaal gerichte zijden van de driehoekselementen.The sleeve of the winding core may optionally consist of elongated elements spaced on the inwardly curved side of the triangular elements, but as described above, the sleeve preferably consists of a solid sheet which extends around the inwardly curved sides of the the triangle elements are folded, with incisions to receive the two radially oriented sides of the triangle elements.

Bij voorkeur is tegenover het midden van de naar binnen 30 gebogen zijde van de driehoekslementen een extra insnijding in de plaat aanwezig om de bevestiging van de plaat te vergemakkelijken. De bevestiging kan op konventionele manier gebeuren bijvoorbeel ddor mechanisch omplooien en klemmen, eventueel aangevuld met een aangepast kleefmiddel. Voor sterkere verbin-35 dingen worden bij voorkeur lasverbindingen gebruikt.Preferably, opposite the center of the inwardly curved side of the triangle members, an additional cut is provided in the plate to facilitate fixing of the plate. The attachment can be done in a conventional manner, for example by mechanical folding and clamping, possibly supplemented with an appropriate adhesive. Welded joints are preferably used for stronger connections.

De driehoekige elementen bestaan bij voorkeur uit platte metaaldraden die met de brede kant aan elkaar worden gelast. Hierdoor wordt een extra versteviging van de flens ten opzichte 8005264 * v -4- van naar buiten werkende krachten verkregen. Een geschikte draad is bijovoorbeeld een platte draad met afmetingen van 2 x 5 mm, welke draad aan de zijkanten enigszins is afgerond als gevolg van de wijze van vervaardiging daarvan.The triangular elements preferably consist of flat metal wires which are welded together with the wide side. This provides an additional reinforcement of the flange relative to 8005264 * v -4- of forces acting outwards. A suitable wire is, for example, a flat wire with dimensions of 2 x 5 mm, which wire is slightly rounded on the sides due to the method of manufacture thereof.

5 De uitvinding wordt toeglicht aan de hand van de tekening;The invention is elucidated on the basis of the drawing;

Fig. 1 toont een basiselement van de flens van de spoel volgens de uitvinding, vóór de samenvoeging van de elementen.Fig. 1 shows a basic element of the flange of the coil according to the invention, before the elements are assembled.

Fig. 2 toont een tweede uitvoeringsvorm van een basiselement waarbij één driehoekszijde gedeeltelijk uit twee dra-10 den bestaat.Fig. 2 shows a second embodiment of a base element in which one triangle side partly consists of two wires.

Fig. 3 toont een flens in samengestelde vorm, uitgaande van acht basiselementen van figuur 1.Fig. 3 shows a flange in assembled form, starting from eight basic elements of figure 1.

Fig. 4 toont een flens samengesteld uit acht basiselementen van figuur 2, terwijl 15 Fig. 5 een variant van een basiselement zelf toont.Fig. 4 shows a flange composed of eight basic elements of FIG. 2, while FIG. 5 shows a variant of a basic element itself.

Fig. 6 is een doorsnede van een spoel zoals voorgesteld in figuur 3 volgens de lijn VI-VIFig. 6 is a sectional view of a coil as shown in Figure 3 taken on the line VI-VI

Fig. 7 is een detailzicht van de wikkelkern.Fig. 7 is a detail view of the winding core.

In figuur 1 is met het verwijzingscijfer 1 het totale ba-20 siselement aangegeven dat de vorm heeft van een driehoek, die is opgebouwd uit drie zijden 2, 3 en 4, waarvan zijde 3 uit een deel 5 en een deel 6 bestaat. D.eze driehoek heeft een naar binnen gebogen deel 7,.bestemd voor bevestiging van de wikkelkern van de spoel. De zijde 4, die bij samenvoeging de buiten-25 omtrek van de flens vormt, is bij voorkeur een cirkelboog, evenals deel 7 en deel 12, die een kleinere boog van de driehoeks-sector vormen, De draden bestaan bij voorkeur uit platte metaaldraden waarvan de smalle kanten naar de buitenzijde, res-pektievelijk de binnenzijde van de spoel wijzen, en waarvan 30 de brede kanten aan elkaar worden gelast.In Fig. 1, reference numeral 1 denotes the total basic element which has the shape of a triangle, which is composed of three sides 2, 3 and 4, of which side 3 consists of a part 5 and a part 6. This triangle has an inwardly bent part 7, intended for fixing the winding core of the coil. The side 4, which when assembled forms the outer circumference of the flange, is preferably a circular arc, as are parts 7 and 12, which form a smaller arc of the triangular sector. The wires preferably consist of flat metal wires of which the narrow sides point to the outside, the inside of the coil respectively, and the wide sides of which are welded together.

Figuur 2 toont een element waarin het deel 5 van zijde 3 van figuur 1 is verlengd met 3a ter versteviging van de uit deze elementen vervaardigde flens. Uiteraard zijn ook spiegel-symmetrische vormen mogelijk, waarbij het naar binnen gerichte 35 deel van de linker- of van de rechterzijde van de driehoek uitgaat. Ook is een driehoeksvorm mogelijk waarbij het in de driehoek naar binnen gebogen deel afkomstig is van een zijde die van de as af in plaats van naar de as van de flens loopt.Figure 2 shows an element in which the part 5 of side 3 of figure 1 is extended by 3a to reinforce the flange made from these elements. Mirror-symmetrical shapes are of course also possible, in which the inwardly directed part emanates from the left or right side of the triangle. A triangular shape is also possible in which the inwardly bent part in the triangle comes from a side which extends away from the shaft instead of towards the shaft of the flange.

8005264 % g -5-8005264% g -5-

Bij deze elementen worden drie draden van twee aanliggende elementen aan de aszijde aan elkaar gelast, hetgeen van belang kan zijn indien de inwendige constructie steviger dient te worden uitgevoerd, bijvoorbeeld bij bevestiging van een centrale as.With these elements, three wires from two adjacent elements are welded together on the shaft side, which may be important if the internal construction has to be made more robust, for example when a central shaft is attached.

5 Hen kan ook deze elementen laten afwisselen zodat de drie-draadslas beurtelings bij de as of bij de omtrek aanwezig is.They can also alternate these elements so that the three-wire splice is alternately present at the axis or at the circumference.

In figuur 3 is een flens weergegeven, opgebouwd uit 8 elementen van figuur 1, waarbij dezelfde verwijzingen als in figuren 1 en 2 zijn gebruikt. De delen 5 en 2 evenals de delen 10 6 en 2 van de elementen zijn door puntlassen aan elkaar bevestigd. Op element 7 bovenaan links is schematisch een omgebogen einde 8 van de wikkelkern aangegeven met een centrale extra insnijding 9. De twee flenzen van de spoel zijn bij voorkeur symmetrisch opgesteld, maar kunnen ook verdraaid zijn ten op-15 zichte van elkaar bijvoorbeeld over een hoek van 0 tot 30°.Figure 3 shows a flange made up of 8 elements of figure 1, using the same references as in figures 1 and 2. Parts 5 and 2 as well as parts 10 6 and 2 of the elements are joined together by spot welding. Element 7 at the top left shows schematically a bent end 8 of the winding core with a central extra incision 9. The two flanges of the coil are preferably arranged symmetrically, but may also be rotated with respect to each other, for instance at an angle from 0 to 30 °.

In figuur 4 is eenzelfde flens weergegevn met het verschil dat extra verlengingen 3a zijn aangebracht, zodat de bovenste lascombinatie drie draden 6, 3a en 2 omvat. In deze flens die uit meet materiaal bestaat is de sterkte van het om-20 treksdeel groter, hetgeen voordelen biedt wanneer metaaldraad met kracht wordt op- of afgewikkeld.Figure 4 shows the same flange with the difference that additional extensions 3a are provided, so that the top welding combination comprises three wires 6, 3a and 2. In this flange consisting of measuring material, the strength of the peripheral part is greater, which offers advantages when metal wire is wound up or unwound with force.

In figuur 5 is een elementsvorm weergegevn waarin het omgebogen deel in de zijde afkomstig van de as is aangebracht, zodat in het asgedeelte van de flens de lascombinatie van drie 25 draden 6, 3a en 2 wordt gevormd. Het bijkomend uitsteeksel 14 kan de stevigheid vergroten.Fig. 5 shows an element shape in which the bent part is arranged in the side originating from the shaft, so that the welding combination of three wires 6, 3a and 2 is formed in the shaft part of the flange. The additional projection 14 can increase the firmness.

De spoel kan verder worden voorzien van een bij voorkeur holle as die door lassen of op andere mechanische wijze wordt bevestigd aan de basispunten van de driehoekselementen van de 30 flens, die voor dit doel afgerond of afgeplat kunnen zijn. De elementen worden bij voorkeur aan de basis aangepast zodat zij in een cirkelboog vormend deel eindigen. Eventueel kunnen de naar de as gerichte einden van de driehoekselementen in een vaste naaf met uitsparingen worden bevestigd waarbij dan een 35 deel van de naaf enigszins buiten de gevormde flens zal uitsteken.The coil may further be provided with a preferably hollow shaft which is welded or otherwise mechanically attached to the base points of the triangular elements of the flange, which may be rounded or flattened for this purpose. The elements are preferably adapted to the base so that they end in a circular arc-forming part. Optionally, the axis-oriented ends of the triangular elements can be mounted in a fixed hub with recesses, in which case a part of the hub will then protrude slightly outside the formed flange.

De vorm van de driehoekselementen wordt bepaald door de gekozen naar de as van de flens gerichte hoek, de gewenste om- 8005264 -6-* * »- ‘ e treksvorm van de flens en de afwerking van de punten van de voornoemde hoek. Het naar binnen gerichte deel van het element bevindt zich op een afstand van tenminste 1/4 van de lengte van de zijde van elk hoekpunt van de betreffende zijde.The shape of the triangular elements is determined by the angle chosen to the axis of the flange, the desired circumferential shape of the flange and the finish of the points of the aforementioned angle. The inwardly directed part of the element is spaced at least 1/4 of the length from the side of each vertex of the side in question.

5 Figuur 6 is een gedeeltelijke doorsnede van de spoel voor gesteld in figuur 3 volgens de lijn VI-VI. De draadsegmenten 4 zijn op de omtrek van de spoel gelegen terwijl de draadsegmenten 7 de wikkelkern ondersteunen. De wikkelkern 10 in plaat-vorm is bij 8 ter bevestiging over het segment 7 geplooid naar 10 het centrum van de spoel toe. De asbuis 11 is naar buiten toe overgeplooid bij 13. over het centraal draadsegment 12. Insnijdingen 15 (zie figuur 3) op het einde van deze buis vergemakkelijken het uitplooien. Deze opbouw brengt een minimum aan risico mee voor haperingen bij het afwinden, zelfs als één of 15 andere laspunt is losgekomen.Figure 6 is a partial cross-section of the coil represented in Figure 3 along the line VI-VI. The wire segments 4 are located on the circumference of the reel while the wire segments 7 support the winding core. The plate-shaped winding core 10 is pleated at segment 8 at segment 7 toward the center of the spool. The shaft tube 11 is folded outwardly at 13. over the central wire segment 12. Slits 15 (see Figure 3) on the end of this tube facilitate bending. This build-up involves a minimum of risk of unwinding during unwinding, even if one or 15 other welding point has come loose.

Figuur 7 is een detailzicht van de wikkelkern na projek-tie op een onhullend cylindrisch oppervlak. In de rand ie overgeplooid wordt, zijn uitsparingen 15 aangebracht om de draden 2 en 6 te laten doorlopen. Insnijdingen 9 vergemakkelijken het 20 overplooien vanuit een cylindrisch opperblak naar het centrum van de spoel toe.Figure 7 is a detail view of the winding core after projection on a casing cylindrical surface. In the edge which is folded over, recesses 15 are provided to allow the wires 2 and 6 to run through. Incisions 9 facilitate over-folding from a cylindrical surface toward the center of the coil.

80052648005264

Claims

1. Coil for storing wires or cords consisting of two end flanges connected by a winding core on which the wires are stored, which coil is built up of attached elements, characterized in that the coils of the coil are built up together attached flattened triangular wire elements comprising an inwardly directed triangular end wire portion, said flanges being attached to the winding core 10 by this inwardly directed wire portion of the triangular elements.

Coil according to claim 1, characterized in that the triangular elements (1) comprise three sides (2), (3) and (4), with an inwardly bent part (7).

Coil according to claim 2, characterized in that an extension (3a) is present in the triangular element.

Coil according to claims 1-3, characterized in that a closed core housing is attached to the flanges.

Speol according to claims 1-4, characterized in that a rotatable shaft is mounted in the central space, left open by the elements of the flange welded together.

6. Coil according to claims 1-5 », characterized in that the wires consist of flattened metal wire, the width of which is greater than the thickness, and the wires are welded together with the wide side.

Coil according to claims 1-6, characterized in that the inwardly directed part is at a distance of at least 1/4 of the length of the side of each corner point of the side concerned.

Coil according to claims 1-7, characterized in that the face of the flange coincides with an end face of the core housing.

Coil according to claims 1-8, characterized in that the number of elements per flange is 8.

10. Coil according to claims 1-9, characterized in that the circumferential side of the triangular elements is circular. 8005264