Spulenhalter für eine oder mehrere, hintereinander angeordnete Spulen

Abstract

 

2.1. Ein Spulenhalter mit einem Hauptrohr, mit in Gruppen jeweils auf einer Umfangslinie angeordneten Spannelementen, die teilweise in Aussparungen am Außenumfang des Hauptrohres eingesetzt sind, mit zylindrischen, das Hauptrohr umfassende Schubelementen zum Verschieben der Spannelemente und mit einer Einrichtung zum Verschieben der Schubelemente, bei dem die Spannelemente zunächst durch axiales Verschieben radial in Spannposition bewegt werden und in Spannposition durch einzelnde Federn, die ebenfalls in den Aussparungen des Hauptrohres eingesetzt sind, in Spannposition arretiert werden, sollen so weiterentwickelt werden, daß er für höhere Wickelgeschwindigkeiten geeignet ist.

2.2. Durch gleiche Größen und durch Ausrichtung der Spannelemente, der Aussparungen und der Öffnungen für die Spannelemente in Schubrohren sowie durch Begrenzung der Ausdehnung der Aussparungen im Hauptrohr und durch die starren, mindestens zwei Gruppen von Spannelementen umfassenden Schubrohre wird das Spannsystems des Spulenhalters so verbessert, daß ca. 2000 U/min höhere Wickelgeschwindigkeiten ermöglicht werden.

2.3. Wickler

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Spulenhalter für eine oder mehrere, hintereinander angeordnete Spulen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zur Erzielung einer hohen Wickelgeschwindigkeit werden Spulenhalter mit möglichst großer Steifigkeit benötigt. Diese Forderung läßt sich nur mit einem geeigneten Spannsystem verwirklichen.

[0002] Aus der DE-C 30 39 064 ist ein Spannfutter in Spulmaschinen zur Aufnahme eines Spulenträgers bekannt, das einen drehbaren Spanndorn, einen Mantel mit Durchtrittsöffnungen zum radialen Durchtritt jeweils eines Klemmelementes, eine Vielzahl von Klemmelementen und im Zwischenraum zwischen Spanndorn und Mantel angeordnete Schubelemente zum Verschieben der Klemmelemente und einen Teil einer Einrichtung zum Verschieben der Schubelemente aufweist. Die Klemmelemente sind mit in Achsrichtung keilförmigen Flächen versehen. Entlang dieser Flächen werden sie auf entsprechenden Gegenflächen der Schubelemente axial verschoben und damit gleichzeitig radial bewegt. Gespannt wird durch eine Einrichtung zum Verschieben der Schubelemente mit Federn, die auf die Schubelemente wirken und zum Entspannen durch Druckluft zusammengedrückt werden.

[0003] Bei dem aus der DE-C 30 39 064 bekannten Beispiel wird die Steifigkeit des Spulenhalters durch den Spanndorn bestimmt. Eine hohe Steifigkeit des Spulenhalters erfordert daher einen bestimmten Durchmesser des Spanndorns. Da jedoch relativ viel Platz für den Zwischenraum mit den Klemmelementen und Mitteln zum Verschieben der Klemmelemente und den Mantel benötigt wird, ist der Aussendurchmesser des Spanndorns relativ zum Innendurchmesser der zu spannenden Spule klein. Eine hohe Steifigkeit des Spulenhalters ist daher mit diesem System nicht zu erzielen.

[0004] Ein in der DE-B 27 19 853 beschriebener Spulenhalter ist mit einem drehbaren Hauptrohr, mit einer mit Öffnungen für Klemmelemente versehenen Mantelhülse und mit dazwischen angeordneten Klemmelementen, Käfigen zum radialen Bewegen der Klemmelemente und einem Teil einer Einrichtung zum Bewegen der Käfige ähnlich aufgebaut und damit für hohe Wickelgeschwindikeiten nicht geeignet. Bekannt ist aus der DE-B 27 19 853 auch der Einsatz von zylindrischen Rollen, deren Achsen parallel zur Drehachse verlaufen, als Klemmelemente.

[0005] Ein Spulenhalter, bei dem als Rollkörper ausgebildete Klemmelemente zusammen mit feststehenden Buchsen und Stützringen sowie axial verschiebbare Ringe auf einem Hauptrohr ohne Mantel angeordnet sind, ist aus der DE-U 18 73 538 bekannt. Die Ringe werden ständig durch Federn mit ihren Stützflächen gegen die Rollkörper gedrückt. Durch die Anordnung der Rollkörper, Buchsen, Stützringe und Ringe auf dem Hauptrohr ist der Durchmesser und damit die Steifigkeit des Spulenhalters begrenzt. Außerdem muß beim Aufschieben einer Hülse immer Federkraft überwunden werden. Dieser Spulenhalter ist nicht für hohe Wickelgeschwindigkeiten geeignet.

[0006] Aus den Druckschriften DE-A 43 35 258, DE-A 43 35 259 und DE-A 30 44 315 sind Spulenhalter mit äußeren, die Steifigkeit des Spulenhalters erhöhenden Tragrohren bekannt. Diese Tragrohre weisen Durchtrittsöffnungen für Spannelemente auf. Die Spannelemente sind, wie beispielsweise in der DE-A 43 35 258 beschrieben, gruppenweise jeweils gleichmäßig auf einer Umfangslinie des Tragrohres verteilt, radial nach außen bewegbar angeordnet. Innerhalb des Tragrohres befinden sich Elemente zum Bewegen der Spannelemente, wobei eine axiale Verschiebung auf Keilflächen zu einer radialen Verschiebung der Spannelemente führt. Bei der in der DE-A 43 35 258 beschriebenen Spannvorrichtung erfolgt das Spannen und Entspannen mit Hilfe von Federkraft und Druckluft, bei der in der DE-A 43 35 259 beschriebenen Spannvorrichtung mit Hilfe einer zentrischen Gewindestange und bei der in der DE-A 30 44 315 beschriebenen Spannvorrichtung mit Hilfe einer flachen Zugstange.

[0007] Auch bei diesen Spulenhaltern ist bei vorgegebenem Außendurchmesser des Spulenhalters, d. h. des Tragrohres, die Steifigkeit gering. Zur Erzielung einer möglichst großen Steifigkeit wird eine bestimmte Wanddicke des Tragrohres benötigt. Dies gilt insbesondere, da die Tragrohre mit vielen Öffnungen für die Spannelemente versehen sind. Außerdem wird jedoch ein gewisser Platz für die Mittel zum Verschieben der Spannelement innerhalb des Tragrohres benötigt.

[0008] Aus der EP-A 06 36 565 ist ein gattungsgemäßer Spulenhalter mit hoher Steifigkeit bekannt. Der Spulenhalter weist ein drehbares, die Steifigkeit bestimmendes Hauptrohr mit axial hintereinander angeordneten, ringförmigen Aussparungen auf. In den Aussparungen befinden sich auf einer Umfangslinie verteilt Spannelemente, wobei die Spannelemente jeweils mit einem Teil in die Aussparungen eingesetzt sind. Auch hier erfolgt eine radiale Verschiebung der Spannelemente durch axiale Verschiebung auf keilförmigen Flächen. Aus der EP-A 06 36 565 ist außerdem bekannt, die keilförmigen Flächen durch die Spannelemente und die Auflagefläche der Aussparungen zu bilden. Die axiale Verschiebung der Spannelemente erfolgt mittels auf dem Hauptrohr axial hintereinander angeordneten, ggf. miteinander verbundenen Schubhülsen, die mit Öffnungen für die Spannelemente versehen sind. Zum axialen Verschieben der Schubhülsen ist eine Einrichtung mit einer Feder und mit einem Druckluftanschluß im Spulenhalter angeordnet. Gespannt wird mit Hilfe von Federkraft, wobei neben der die Schubhülsen arretierenden Feder auch für jedes Spannelement eine Feder vorgesehen ist.

[0009] Ein weiterer Spulenhalter, bei dem die Spannelemente zum Teil in Aussparungen eines Hauptrohres angeordnet sind, ist aus der DE-A 21 06 493 bekannt. Dabei erstrecken sich keilförmige Auflageflächen der Aussparungen des Hauptrohres in Umfangsrichtung. Zur radialen Bewegung der Spannelemente wird ein das Hauptrohr umgebender, mit Öffnungen versehener Korb, der die Spannelemente durch vorgespannte Federn in Spannposition hält, eingesetzt. Bei diesem Spulenhalter ist das Hauptrohr durch die in Umfangsrichtung verlaufenden, etwa 90 % des Umfangs einnehmenden Aussparungen sowie durch weitere Aussparungen für die den Käfig vorspannenden Federn geschwächt. Der Spulenhalter weist nicht genügend Steifigkeit auf, um ihn für hohe Wickelgeschwindigkeiten einsetzen zu können. Außerdem wäre bei diesem Spannsystem ein sicheres, schnelles Beschleunigen und Bremsen nicht zu gewährleisten.

[0010] Auch bei dem aus der US-C 2 616 633 bekannten Spulenhalter sind Spannelemente zum Teil in Aussparungen eines Hauptrohres angeordnet. Unter den Spannelementen befinden sich Federn, die diese permanent gegen eine zu spannende Hülse drücken, wobei diese auf Höhe der Spannelemente eine Nut aufweist. Um ein problemloses Auf- und Abschieben der Hülse zu gewährleisten, kann die Federkraft nicht beliebig groß gewählt werden. Daher ist das vom Spulenhalter auf die Hülse übertragbare Drehmoment begrenzt, ein schnelles Beschleunigen und Abbremsen ist nicht möglich. Außerdem können die Federn bei Unwuchten der Spule nachgeben und damit die Unwucht vergrößern. Ein derartiger Spulenhalter ist trotz stabilen Hauptrohres nicht für hohe Winkelgeschwindigkeiten geeignet.

[0011] Aufgabe der Erfindung ist, einen Spulenhalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu entwickeln, der mit noch höheren Wickelgeschwindigkeiten als der gattungsgemäße Spulenhalter betrieben werden kann.

[0012] Die Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

[0013] Ein erfindungsgemäßer Spulenhalter weist ein neues Spannsystem ohne Einzelfedern auf. Das neue Spannsystem ermöglicht ein gleichzeitiges Spannen aller Spannelemente durch Verschieben der Schubrohre. Dabei werden die Spannelemente jeweils von einer definierten Ausgangslage, Position B, durch gleichzeitiges axiales

[0014] Verschieben aller Spannelemente beim Verschieben der Schubrohre in eine definierte radiale Lage, Spannposition A, bewegt. Dies führt dazu, daß die Hülsen gleichmäßig zentrisch gespannt werden.

[0015] Die Spannelemente werden durch die Schubrohre in Spannposition gehalten. Es können nur alle Spannelemente gleichzeitig bewegt werden. Einzelfedern an den Spannelementen sind nicht notwendig und nicht möglich.

[0016] Im Gegensatz dazu werden bei dem Spannsystem eines gattungsgemaßen Spulenhalters die Spannelemente durch Verschieben der Schubhülsen in die Spannposition bewegt und dort durch die Einzelfedern arretiert.

[0017] Das erfindungsgemäße Spannsystem wird dadurch ermöglicht, daß die Spannelemente einer Gruppe gleich groß sind, die Auflageflächen der Aussparungen des Hauptrohres für eine Gruppe von Spannelementen gleich ausgebildet sind und an einer Umfangslinie des Hauptrohres ausgerichtet sind, die Schubelemente als Schubrohre ausgebildet sind, wobei die Schubrohre jeweils mindestens zwei Gruppen von Spannelementen umfassen und ggf. mehrere Schubrohre starr miteinander verbunden sind, die Öffnungen der Schubrohre für die Spannelemente einer Gruppe an einer Umfangslinie der Schubrohre ausgerichtet sind und die axialen Abstände der Öffnungen der Schubrohre, die axialen Abstände der Aussparungen des Hauptrohres und damit die axialen Abstände der Spannelemente der von den Schubrohren umfassten Gruppen übereinstimmen. Dabei ist die Bauteiltoleranz der Teile des Spannsystems kleiner als 1/10 mm.

[0018] Dadurch, daß die Breiten der Aussparungen im Hauptrohr in Umfangsrichtung begrenzt sind und den Ausdehnungen der Spannelemente in Umfangsrichtung entsprechend, wobei zwischen den Spannelementen und den Aussparungen Spielpassungen bestehen, wird das Spannsystem verbessert. Außerdem wird die Steifigkeit des Hauptrohres im Vergleich zu der des mit ringförmigen Aussparungen ver sehenen Hauptrohres des gattungsgemäßen Spulenhalters und die Verdrehsicherheit beim Beschleunigen und Abbremsen erhöht.

[0019] Ein erfindungsgemäßer Spulenhalter kann mit einer um 2000 U/min höheren Wickelgeschwindigkeit als ein gattungsgemäßer Spulenhalter gefahren werden. Die höhere Wickelgeschwindigkeit wird durch eine höhere Steifigkeit des Hauptrohres, eine geringere Gefahr von Unwuchten und eine verbesserte Verdrehsicherheit des Spulenhalters ermöglicht.

[0020] Die höhere Steifigkeit des Hauptrohres wird durch die kleineren Aussparungen im Hauptrohr, insbesondere durch ihre Begrenzung in Umfangsrichtung und durch den Wegfall von Einzelfedern ermöglicht.

[0021] Das neue Spannsystem führt zu einem gleichmäßigeren, zentrisches Spannen der Hülsen und damit zu geringeren Unwuchten. Das Spannsystem weist weniger Teile, insbesondere keine Einzelfedern, die zu Unwuchten führen können, auf. Auftretende Unwuchten können bei diesem Spannsystem besser abgefangen werden, weil im gespannten Zustand eine Bewegung eines einzelnen Spannelementes nicht möglich ist. Es können nur alle Spannelemente gleichzeitig bewegt werden, wozu die Kraft, die die Schubrohre und alle Spannelemente in Spannposition hält, überwunden werden muß. Tritt dagegen an einem Spannelement eines gattungsgemäßen Spulenhalters eine größere Kraft, d. h. eine Unwucht, auf, so ist eine Bewegung dieses Spannelementes gegen die Kraft der Einzelfeder und damit eine Vergrößerung der Unwucht möglich.

[0022] Eine verbesserte Verdrehsicherheit wird durch das im wesentlichen starre Spannsystem ohne Einzelfedern und durch die Übereinstimmung der Breite der Aussparungen im Hauptrohr und der Ausdehnung der Spannelemente in Umfangsrichtung, erzielt. Eine verbesserte Verdrehsicherheit ermöglicht ein schnelleres Beschleunigen und Abbremsen des Spulenhalters.

[0023] Durch die Ausbildung eines starren, alle Spannelemente umfassenden Schubrohr gemäß Anspruch 2 werden weniger Bauteile benötigt.

[0024] Gemäß Anspruch 3 sind die Außenflächen der Spannelemente senkrecht zur Drehachse rund ausgebildet. Die Spannelemente können Kugeln oder zylindrische Rollen sein, die mit ihren Achsen im Gegensatz zu den aus der DE-B 27 19 853 und der DE-A 21 06 493 bekannten Spannelemente genauso wie die aus der DE-U 18 73 538 bekannten Spannelemente senkrecht zur Drehachse angeordnet sind. Beim Verschieben der Spannelemente rollen diese auf den Auflageflächen der Aussparungen des Hauptrohres ab, wobei nur eine geringere Rollreibung statt einer Gleitreibung zu überwinden ist. Außerdem handelt es sich bei Kugeln und zylindrischen Rollen um gut verfügbare und damit kostengünstig erhältliche Teile.

[0025] Die Ausbildung der Spannelemente als Hohlzylinder, beispielsweise als Rohrabschnitte, gemäß Anspruch 4 führt zu einfach herzustellenden, leichten und damit für hohe Wickelgeschwindigkeiten geeigneten Spannelementen. Ein Sicherungsdraht hindert die Spannelemente am Herausfallen aus den Öffnungen des Schubrohres. Zylindrische Spannelemente haben auch den Vorteil, daß sich bei der Verwendung von Papphülsen beim Spannen ihre Stirnseiten etwas in die Hülse eindrücken und so ein besonders verdrehsicheren Spulenhalter bilden. Je verdrehsicherer der Spulenhalter ist, um so eher ist ein schnelles Beschleunigen und Abbremsen möglich.

[0026] Ein Vorteil der Ausbildung der Spannelemente gemäß Anspruch 5 als Kugeln ist die gute Verfügbarkeit von Kugeln. Ein weiterer Vorteil ist, daß bei Verwendung von Kugeln die Spannelemente besonders klein ausgebildet werden können. Dies ermöglicht Aussparungen des Hauptrohres mit geringer Tiefe und damit eine hohe Steifigkeit des Spulenhalters.

[0027] Ein in einer Nut des Schubrohres um die als Kugeln ausgebildeten Spannelemente verlaufender Metallring, dessen Außendurchmesser dem des Schubrohres entspricht gemäß Anspruch 6, führt im entspanntem Zustand zu einer im wesentlichen glatten Oberfläche des

[0028] Spulenhalters ohne Gefahr von sich verfangenden Fäden. Im gespanntem Zustand wird der Metallring durch die radial nach außen bewegten Kugeln polygonal verformt und führt durch seine ebene sich etwas in Papphülsen drückende Fläche ebenfalls zu einem verdrehsicheren Spulenhalter.

[0029] Auch Gleitstifte, die gemäß Anspruch 7 als Spannelemente eingesetzt werden können, sind leicht verfügbar. Eine Feder zwischen ihrem Bund und einer Ringnut am inneren Ende der Öffnungen des Schubrohres drückt die Spannelemente auf das Hauptrohr und verhindert im entspanntem Zustand ein Herausragen der Gleitstifte durch ihr Gewicht.

[0030] Durch die Ausbildung der Auflagefläche in zwei Abschnitte, wobei die Steigung des in Spannrichtung vorderen Abschnittes größer ist als die des hinteren, gemäß Anspruch 8, erfolgt eine Überwindung des Weges der Spannelemente zwischen dem Außendurchmesser des Schubrohres und dem Innendurchmesser der Hülse auf kurzem Raum durch den größeren Anstieg des vorderen Abschnittes. Das Klemmen der Hülsen durch die Spannelemente erfolgt bei geringem Anstieg der Auflagefläche. Da die Klemmwirkung der Spannelemente um so größer ist, je geringer die Steigung der Aussparung ist, wird eine große Klemmwirkung im Spannbereich erzielt.

[0031] Gemäß Anspruch 9 weist eine Einrichtung zum Verschieben des Schubrohres einen an einer Ausstoßstange befestigten Ausstoßplatte, der das Schubrohr teileweise umschließt, auf. Derartige Ausstoßplatten sind bei längeren Spulenhaltern zum Abschieben der Hülsen bekannt. Zusätzlich ist das Schubrohr an seinem gehäuseseitigen Ende mit einem Kragen versehen. Zum Spannen wird das Schubrohr durch den zum Gehäuse hin, d. h. in Spannrichtung, bewegten, am Kragen des Schubrohres angreifenden Ausstoßplatte axial verschoben. Entspannt wird, in dem die Hülse durch die Ausstoßplatte vom Gehäuse weg abgeschoben und zunächst das Schubrohr mitnimmt.

[0032] Die Ausbildung eines Ausstoßringes als Mittel zum Verschieben des Schubrohres vereinfacht den Aufbau des Spulenhalters weiter und begünstigt hohe Wickelgeschwindigkeit.

[0033] Arretierungselemente gemäß Anspruch 10, denen jeweils axial hintereinander angeordnete Aussparungen im Schubrohr zugeordnet sind, sichern die Lage des Schubrohres in der Spannposition und in der Entspannposition.

[0034] Die Erfindung wird anhand mehrerer, in der Zeichnung schematisch dargestellten Beispielen weiter erläutert. Das erste Beispiel, ein erfindungsgemäßer Spulenhalter für eine Spule, bei dem die Spannelemente als Hohlzylinder ausgebildet sind, ist in den Figuren 1 bis 4 dargestellt. Figuren 1 und 2 sind horizontale Schnitte parallel zur Achse des Spulenhalters und die Figuren 2 und 3 vertikale Schnitte senkrecht zur Achse des Spulenhalters. Die Figuren 1 und 3 zeigen den Spulenhalter in gespanntem Zustand mit Hülse und die Figuren 2 und 4 in entspanntem Zustand ohne Hülse.

[0035] Die Figuren 5 bis 10 zeigen Spannelemente der Beispiele 2, 3 und 4 anhand von Ausschnitten aus Darstellungen, die den Figuren 1 und 2 entsprechen. Das Beispiel 2 ist in den Figuren 5 und 6, das Beispiel 3 in den Figuren 7 und 8 und das Beispiel 4 in den Figuren 9 und 10 dargestellt, wobei die Figuren 5, 7, 9 den gespannten Zustand und die Figuren 6, 8, 10 den entspannten Zustand zeigen.

[0036] Ein Beispiel 5 mit einer neuen Einrichtung zum Verschieben des Schubrohres ist in den Figuren 11 bis 16 anhand von den Figuren 1 und 2 entsprechenden Darstellungen gezeigt.

[0037] Ein Beispiel 6, ein Spulenhalter für konische Hülsen, und ein Beispiel 7, ein Spulenhalter für konische, mit einer Stufe versehene Hülsen, sind in den Figuren 17 bis 20 zu sehen. Die Figuren 17 bis 20 sind Ausschnitte aus den Figuren 1 und 2 entsprechenden Darstellungen. Die Figuren 17 und 19 zeigen den gespannten Zustand und die Figuren 18 und 20 den entspannten Zustand. Die Spulenhalter der Beispiele 6 und 7 sind mit der Einrichtung zum Verschieben des Beispiels 5 versehen.

Beispiel 1:

[0038] Ein erfindungsgemäßer Spulenhalter für eine Spule weist ein drehbares Hauptrohr 1, Spannelemente 2, ein Schubrohr 3 sowie eine Einrichtung zum Verschieben des Schubrohres 3 auf. Die Figuren 1 und 3 zeigen eine Hülse 4 zum Wickeln einer Spule, die in gespanntem Zustand das Schubrohr 3 umgibt.

[0039] Das Hauptrohr 1 ragt mit seinem einen Ende in ein Gehäuse 5 und ist dort durch an seinem Außenumfang angeordnete Drehlager 6 drehbar gelagert.

[0040] Die Spannelemente 2 sind in mehreren, axial hintereinander angeordneten Gruppen, jeweils auf einer Umfangslinie des Hauptrohres 1 verteilt. Die Spannelemente 2 einer Gruppe sind gleich groß. Das Hauptrohr 1 weist entsprechende Aussparungen an seinem Außenumfang auf, in die die Spannelemente 2 eingesetzt sind. Die Auflageflächen der Aussparungen des Hauptrohres 1 für eine Gruppe von Spannelementen 2 sind gleich ausgebildet und an einer Umfangslinie des Hauptrohres 1 ausgerichtet. Die Breiten der Aussparungen des Hauptrohres sind in Umfangsrichtung begrenzt und entsprechen den Ausdehnungen der Spannelemente 2 in Umfangsrichtung.

[0041] In diesem Beispiel bilden fünf auf einer Umfangslinie des Hauptrohres 1 verteilte Spannelemente 2 eine Gruppe. Eine Gruppe besteht mindestens aus drei Spannelementen 2, sie kann jedoch auch bei Spulen mit großem Innendurchmesser und entsprechenden Hülsen 4 sieben, neun oder mehr Spannelemente 2 aufweisen. Die Hülse 4 wird durch zwei Gruppen von Spannelementen 2 gespannt. Für längere Hülsen 4 können auch mehrere Gruppen, beispielsweise 20 für eine 1m lange Hülse 4, auf dem Hauptrohr 1 des Spulenhalters angeordnet sein.

[0042] Die Aussparungen des Hauptrohres 1 sind rechteckig, wobei eine Seite des Rechtecks parallel zur Drehachse verläuft.

[0043] Sie sind daher axial und insbesondere in Umfangsrichtung begrenzt. Ihre Auflageflächen sind in Umfangsrichtung eben und steigen in durch den Pfeil 7 dargestellter Spannrichtung an. Die Auflageflächen weisen zwei in axialer Richtung hintereinander liegende Abschnitte 8, 9 auf, wobei die Steigung in einem in Spannrichtung vorderen Abschnitt 8 größer ist als in einem hinteren Abschnitt 9. In diesem Beispiel weist der in Spannrichtung 7 vordere Abschnitt 8 die Form eines Kreisabschnittes und der in Spannrichtung 7 hintere Abschnitt 9 einen linearen Anstieg auf.

[0044] Die Spannelemente 2 bestehen aus Hohlzylindern, beispielsweise aus Rohrabschnitten. Die Länge der Rohrabschnitte und damit die Ausdehnung der Spannelemente 2 in Umfangsrichtung entspricht der Breite der Aussparungen des Hauptrohres 1 in Umfangrichtung bis auf einen Bewegungsspalt, d. h. zwischen Spannelementen 2 und Aussparungen des Hauptrohres 1 bestehen Spielpassungen. Die Spannelemente 2 ragen je nach Spannposition um ein Drittel bis um die Hälfte aus den Aussparungen heraus. Durch die als Rohrabschnitte ausgebildeten Spannelemente 2 verläuft ein einseitig offener Sicherungsdraht 10, der in einer Nut des Schubrohres 3 geführt ist.

[0045] Das dünnwandige Schubrohr 3 umgibt das Hauptrohr 1 und ist auf Gleitlagern 11, beispielsweise Kunststoffbändern, geführt. Das die beiden Gruppen von Spannelementen 2 umfassende Schubrohr 3 weist Öffnungen 12 für die Spannelemente 2 auf, wobei jeweils die Öffnungen 12 für die Spannelemente 2 einer Gruppe an einer Umfangslinie des Schubrohrs 3 ausgerichtet sind.

[0046] Die axialen Abstände der Öffnungen 12 des Schubrohr 3 und die axialen Abstände der Aussparungen des Hauptrohres 1 stimmen überein. Damit stimmen auch die axialen Abstände der in den Aussparungen angeordneten Spannelemente 2 überein.

[0047] Die Öffnungen 12 des Schubrohres 3 sind rechteckig und mit einer Seite parallel zur Drehachse, d. h. in Achsrichtung, angeordnet.

[0048] Ihre Größe in Achsrichtung entspricht in etwa dem Durchmesser und ihre Größe in Umfangsrichtung in etwa der Länge der die Spannelemente 2 bildenden Rohrabschnitte.

[0049] Eine Einrichtung zum Verschieben des Schubrohres 3 weist einen pneumatischen Anschluß 13 mit einer Dreheinführung am im Gehäuse 5 gelagerten Ende des Hauptrohres 1 und eine unter Spannung eingebaute Feder 14, die sich zwischen zwei parallelen, senkrecht zur Drehachse im Innenraum des Hauptrohres 1 angeordneten Platten 15,16 befindet, auf. Die dem Gehäuse 5 zugewandte Platte 15 ist über eine Schraube 17 mit einem Deckel 18 des Schubrohres 3, das über das Hauptrohr 1 hinausragt, verbunden. Dabei befindet sich die Schraube 17 im Zentrum der Feder 14. Die dem Gehäuse 5 abgewandte Platte 16 ist am Ende des Hauptrohres 1 angeordnet und durch einen in einer Nut 19 befindlichen Wellensicherungsring 20 nach außen abgestützt. Der pneumatische Anschluß 13 ist, beispielsweise durch eine Bohrung bei massiver Ausführung des im Gehäuse 5 gelagerten Abschnitts des Hauptrohres 1, mit dem Innenraum des Hauptrohres 1 und über Bohrungen 21 in der Platte 15 und eine zentrische Öffnung 22 in der Platte 16 mit einem Druckraum 23 vor dem Deckel 18 des Schubrohres 3 verbunden. Der Druckraum 23 ist durch den das Hauptrohr 1 überragenden Teil des Schubrohres 3 gebildet und durch einen am äußeren Ende des Hauptrohres 1 zwischen dem Hauptrohr 1 und dem Schubrohr 3 angeordneten O-Ring 24 abgedichtet.

[0050] Im Betrieb ist im gespanntem Zustand die Feder 14 ausgedehnt. Der zwischen dem Hauptrohr 1 und dem Schubrohr 3 gebildete Druckraum 23 hat dementsprechend seine geringste Ausdehnung. Die Feder 14 übt über die Platte 15, die Schraube 17 und den Deckel 18 in Spannrichtung (Pfeil 7) Kraft auf das Schubrohr 3 aus. Die Spannelemente 2 befinden sich auf dem in Spannrichtung hinteren, mit geringem Winkel, linear ansteigenden Abschnitt 9 der Auflageflächen der Aussparungen des Hauptrohres 1 in Position A. Sie werden durch die in Spannrichtung vorderen Kanten der Öffnungen 12 des Schubrohres 3 exakt in ihrer axialen und damit in ihrer radialen Lage gehalten.

[0051] Zum Entspannen des Spulenhalters wird durch das Innere des Hauptrohres 1 in den Druckraum 23 Druckluft aufgegeben. Die Druckluft verschiebt den Deckel 18 entgegen der Spannrichtung. Mit dem Deckel 18 wird die mit diesem über die Schraube 17 verbundene Platte 15 ebenfalls entgegen der Spannrichtung verschoben und die sich gegen die Platte 16 abstützende Feder 14 zusammengedrückt. Die Spannelemente 2 werden durch die in Spannrichtung hinteren Kanten der Öffnungen 12 des Schubrohres 3 entgegen der Spannrichtung bis zur Position B verschoben. Durch diese axiale Verschiebung sind die Spannelemente 2 radial nach innen bewegt worden. Die Hülse 4 wird abgenommen und eine neue Hülse 4 auf den Spulenhalter geschoben.

[0052] Zum erneuten Spannen wird die Druckluft über den pneumatischen Anschluß 13 abgelassen. Die Feder 14 dehnt sich aus und verschiebt das Schubrohr 3 in Spannrichtung. Mit dem Schubrohr 3 werden die Spannelemente 2 in Spannrichtung verschoben, wobei sich die als zylindrische Rohrabschnitte ausgebildeten Spannelemente 2 auf den Auflageflächen der Aussparungen des Hauptrohres 1 abrollen und durch die Steigung der Auflageflächen radial nach außen bewegt werden. Durch die größere Steigung des vorderen Abschnitts 8 der Auflageflächen werden die Spannelemente 2 zunächst zur Überbrückung des Abstandes zwischen Schubrohr 3, bis zu dem sie in Entspannposition B ragen, und Hülse 4 auf einem kürzeren axialen Weg radial nach außen bewegt. Im hinteren Abschnitt 9 führt eine bestimmte axiale Verschiebung nur zu einer wesentlich geringen radialen Bewegung. Die Spannposition A wird erreicht, wenn der Kraft der Feder 14 der Klemmkraft aller Spannelemente 2 entspricht. Bei längeren Spulenhaltern können mehrere Schubrohre 4 axial hintereinander angeordnet sein. Ein Schubrohr 4 umfaßt dabei jeweils mindestens zwei Gruppen von Spannelementen 2.

[0053] Die Schubrohre sind axial starr, z. B. durch Stifte, miteinander verbunden.

Beispiel 2:

[0054] Im zweiten Beispiel (Figuren 5 und 6) werden die Spannelemente 2 durch Kugeln gebildet. Der Durchmesser dieser Kugeln ist nicht wesentlich größer als die Dicke des Schubrohres 3.

[0055] Dementsprechend sind die Aussparungen des Hauptrohres 1 zur Aufnahme der Spannelemente 2 weniger tief und in Umfangsrichtung schmaler.

[0056] Die Öffnungen 12 im Schubrohr 3 sind als zylindrische Bohrungen ausgeführt, wobei der Durchmesser der Bohrung im äußeren Bereich so abnimmt, daß der äußere Durchmesser der Bohrung kleiner ist als der Durchmesser der Kugel. Dadurch bildet das Schubrohr 3 an jeder Öffnung 12 einen Bund 25, der das Herausfallen der Kugeln verhindert. Ein solcher Bund 25 kann auch durch einen in eine Ringnut am äußeren Ende der Öffnung eingelegten Ring gebildet sein.

[0057] Statt Gleitlager 11 besteht zwischen dem Schubrohr 3 und dem Hauptrohr 1 eine Spielpassung, deren technische Darstellung 26 in den Figuren 5 und 6 gezeigt ist. Im übrigen entspricht das Beispiel 2 dem Beispiel 1.

Beispiel 3:

[0058] Das Beispiel 3 (Figur 7 und 8) entspricht bis auf die im folgenden beschriebenen Unterschiede dem Beispiel 2. Das Schubrohr 3 weist ebenfalls als zylindrische Bohrungen ausgeführte Öffnungen 12 auf. Zusätzlich ist das Schubrohr 3 im äußeren Bereich der Bohrungen mit einer Umfangsnut 27 versehen. Die Breite der Umfangsnut 27 ist breiter als der Durchmesser der als Kugeln ausge bildeten Spannelemente 2. In der Nut liegt ein flacher Metallring 28. Im entspanntem Zustand entspricht der Außendurchmesser des Metallrings 28 dem des Schubrohrs 3. Im gespanntem Zustand verformt sich der Metallring 28 polygonal.

Beispiel 4:

[0059] Im viertem Beispiel (Figur 9 und 10) sind die Spannelemente als Stifte, d. h. als kurze, radial angeordnete Rohrabschnitte mit einem zur Drehachse weisenden äußeren Bund 29 ausgebildet. Derartige Stifte sind beispielsweise als Gleitlager für Wellen bekannt.

[0060] Die Aussparungen des Hauptrohres 1, in denen die als Stifte ausgebildeten Spannelemente 2 angeordnet sind, entsprechen dem des Beispiels 1. Dabei beträgt die Tiefe der Aussparung etwa der Dicke des Bundes 29 der Stifte.

[0061] Die Öffnungen 12 des Schubrohres 3 sind als zylindrische Bohrungen ausgebildet, wobei der Durchmesser der Bohrung dem Außendurchmesser der Stifte entspricht. Am Innendurchmesser des Schubrohres 3 weisen die Bohrungen einen größeren Durchmesser auf. In die dadurch gebildete Ringnut an den Öffnungen 12 gelangen die Bunde 29 der Stifte, wenn die Spannelemente 2 zum Spannen durch axiale Verschiebung des Schubrohres 3 radial nach außen bewegt werden. In Spannposition A sind die Stifte durch die Ringnut arretiert.

[0062] Zwischen den Bunden 29 der Stifte und den Ringnuten an den Öffnungen 12 Federn 30, die ein Herausragen der Stifte in entspannter Position B verhindern, angeordnet sein. Im übrigen entspricht das Beispiel 4 dem Beispiel 1.

Beispiel 5:

[0063] Der Spulenhalter des Beispiels 5 unterscheidet sich von den übrigen darin, daß eine Einrichtung zum Verschieben des Schubrohres 3 eine Ausstoßplatte 31, der an einer Ausstoßstange 32 befestigt ist, aufweist. Die Ausstoßplatte 31 kann an einer Seite offen sein. Ihr Innendurchmesser entspricht etwa dem Innendurchmesser der Hülsen 4 und seine Dicke etwa der einer dickeren Hülse 4. Zusätzlich ist das Schubrohr 3 an seinem dem Gehäuse 5 zugewandten Ende mit einem nach außenstehenden, ringförmigen Kragen 33 versehen. Die Dicke des Kragens 33 entspricht der Dicke der Ausstoßplatte 31.

[0064] Die Ausstoßplatte 31 umschließt zumindest teilweise das Schubrohr 3 in Spannrichtung vor dem Kragen 33. Die Befestigung an der Ausstoßstange 32 erfolgt beispielsweise über eine Lasche. Die Ausstoßstange 32 kann als Axialzylinder ausgebildet sein und ist an eine Steuereinrichtung, durch die die Ausstoßstange 32 und damit auch die Ausstoßplatte 31 an bestimmten Betriebspositionen I, II, III arretiert werden kann, angeschlossen.

[0065] Die Einrichtung zum Verschieben des Schubrohres 3 weist außerdem in das Hauptrohr 1 eingesetzte Arretierungselemente 34 auf. Den Arretierungselementen 34 sind jeweils 2 hintereinander angeordnete Nuten 35, die am Innenumfang des Schubrohres 3 so angebracht sind, daß die Arretierungselemente 34 bei Spannposition A in die in Spannrichtung (Pfeil 7) vordere Nut 35 des Schubrohres 3 und bei Entspannposition B in die hintere Nut 35 ragen, zugeordnet. Die Arretierungselemente 34 sind kleine Druckstücke, beispielsweise Tellerfedern auf denen sich jeweils eine Kugel befestigt ist. Im übrigen entspricht der Spulenhalter des Beispiels 5 dem des Beispiels 1.

[0066] Im Betrieb wird im gespanntem Zustand (Figur 11) das Schubrohr 3 gegenüber dem Hauptrohr 1 durch die Arretierungselemente 34 in der vorderen Nut 35 arretiert. Die Ausstoßplatte 31 befindet sich in Betriebsposition I, in der sie weder zum Kragen 33 des Schubrohres 3 noch zur Hülse 4 Kontakt hat.

[0067] Zum Entspannen wird die Ausstoßplatte 31 durch die Ausstoßstange 32 entgegen der Spannrichtung verschoben, berührt die Hülse 4 und schiebt die Hülse 4 ebenfalls entgegen der Spannrichtung. Die Hülse 4 nimmt die Spannelemente 2 und das Schubrohr 3 soweit mit, bis die Spannelemente 2 den Kontakt zur Hülse 4 verlieren.

[0068] Anschließend legt sich die Hülse 4 durch ihr Gewicht auf den Aussendurchmesser des Schubrohres 3 und nimmt das Schubrohr 3 axial bis zur Entspannposition B mit.

[0069] Zum Spannen (Figur 14) wird die Ausstoßplatte 31 in Betriebsposition II arretiert. Die Hülse 4 wird bis zum Anschlag an die Ausstoßplatte 31 auf den Spulenhalter geschoben. Anschließend wird die Ausstoßplatte 31 in Spannrichtung (Pfeil 7) bewegt. Sie trifft auf den Kragen 33 des Schubrohres 3 und verschiebt diesen axial in Spannrichtung. Dadurch werden die Spannelemente 2, zunächst entlang des vorderen Abschnitts 8 der Auflageflächen der Aussparungen des Hauptrohres 1 bewegt. Sobald sie den hinteren Abschnitt 9 erreichen, berühren sie die Hülse 4. Ein weiteres Verschieben des Kragens 33 des Schubrohres 3 führt zum Klemmen der Spannelemente 2 zwischen Hauptrohr 1 und Hülse 4 sowie gleichzeitigem Abrollen der Spannelemente 2, wodurch die Hülse 4 ein wenig in Spannrichtung transportiert wird. In Position III ist die Spannposition A erreicht (Figur 16).

Beispiel 6:

[0070] Der Spulenhalter des Beispiels 6 (Figuren 17 und 18) ist für eine konische Hülse 4 ausgelegt. Im übrigen entspricht er dem Spulenhalter des Beispiels 5.

[0071] Zum Spannen der konischen Hülse 4 weist der Spulenhalter zwei Gruppen von Spannelementen 2 auf, wobei die Spannelemente 2 der dem Gehäuse 5 zugewandten, ersten Gruppe größer sind als die der zweiten, in Spannrichtung (Pfeil 7) vorderen Gruppe. Die Spannelemente 2 beider Gruppen sind, wie im Beispiel 1, als Rohrabschnitte gleicher Länge ausgebildet. Der Durchmesser der Spannelemente 2 der ersten Gruppe ist je nach Hülse 4 etwa um 1,1 bis 2-fache größer als der der Spannelemente 2 der zweiten Gruppe. Die Auflageflächen der Abschnitte 8 und 9 der Aussparungen im Hauptrohr für die Spannelemente 2 beider Gruppen sind gleich ausgebildet.

Beispiel 7:

[0072] In den Figuren 19 und 20 ist ein Spulenhalter des Beispiels 7, der mit dem des Beispiels 6 übereinstimmt, dargestellt. Die Figuren 19 und 20 zeigen, daß dieser Spulenhalter auch für konische Hülsen 4, deren Innendurchmesser an ihrem in Spannrichtung (Pfeil 7) hinteren Ende eine Stufe aufweisen, geeignet ist.

Bezugszeichenliste:

[0073] 

1

Hauptrohr

2

Spannelemente

3

Schubrohr

4

Hülse

5

Gehäuse

6

Drehlager

7

Pfeil

8

vorderer Abschnitt

9

hinterer Abschnitt

10

Sicherungsdraht

11

Gleitlager

12

Öffnungen

13

pneumatischer Anschluß

14

Feder

15

Platte

16

Platte

17

Schraube

18

Deckel

19

Nut

20

Wellensicherungsring

21

Bohrung

22

Öffnung

23

Druckraum

24

O-Ring

25

Bund oder Ring

26

technisch. Darstellung: Spielpassung

27

Umfangsnut

28

Metallring

29

Bund

30

Feder

31

Ausstoßplatte

32

Ausstoßstange

33

Kragen am Schubrohr

34

Arretierungselemente:

35

Nuten

A

Spannposition

B

Entspannposition

I

Betriebsposition: Wickeln

II

Betriebsposition: Anschlag Hülse

III

Betriebsposition: Anschlag Schubrohr

Ansprüche

1. Spulenhalter für eine oder mehrere, hintereinander angeordnete Spulen, mit einem Hauptrohr (1), Spannelementen (2), mindestens einem Schubelement und einer Einrichtung zum Verschieben des oder der Schublemente,
wobei die Spannelemente (2) in mehreren, axial hintereinander angeordneten Gruppen, jeweils auf einer Umfangslinie des Hauptrohres (1) verteilt sind,
das Hauptrohr (1) am Außenumfang Aussparungen aufweist, in die die Spannelemente (2) teilweise eingesetzt sind,
die Auflageflächen der Aussparungen in Achsrichtung keilförmig ausgebildet sind, und
die Schubelemente zylindrisch ausgebildet sind, das Hauptrohr (1) umfassen und Öffnungen (12) für die Spannelemente (2) aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Spannelemente (2) einer Gruppe gleich groß sind,
die Auflageflächen der Aussparungen des Hauptrohres (1) für eine Gruppe von Spannelementen (2) gleich ausgebildet sind und an einer Umfangslinie des Hauptrohres (1) ausgerichtet sind,
die Breiten der Aussparungen des Hauptrohres (1) in Umfangsrichtung begrenzt sind, wobei sich ihre Breiten und die Ausdehnungen der Spannelemente (2) in Umfangsrichtung entsprechen,
die Schubelemente als Schubrohre (3) ausgebildet sind, wobei die Schubrohre jeweils mindestens zwei Gruppen von Spannelementen (2) umfassen und ggf. mehrere Schubrohre starr miteinander verbunden sind,
wobei die Öffnungen (12) der Schubrohre (3) für die Spannelemente (2) einer Gruppe an einer Umfangslinie der Schubrohre (3) ausgerichtet sind und
die axialen Abstände der Öffnungen (12) der Schubrohre (3), die axialen Abstände der Aussparungen des Hauptrohres (1) und damit die axialen Abstände der Spannelemente (2) der von den Schubrohren (3) umfassten Gruppen übereinstimmen.

2. Spulenhalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein alle Spannelemente umfassendes starres Schubrohr (3).

3. Spulenhalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen der Spannelemente (2) senkrecht zur Drehachse des Hauptrohres (1)rund ausgebildet sind.

4. Spulenhalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (2) als Hohlzylinder ausgebildet sind, wobei durch die Hohlzylinder einer Gruppe von Spannelementen (2) auf einer Umfangslinie des Hauptrohres (1) ein Sicherungsdraht (10) angeordnet ist.

5. Spulenhalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (2) als Kugeln ausgebildet sind.

6. Spulenhalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Kugeln ausgebildeten Spannelemente (2) einer Gruppe mit einem in einer Nut (19) des Schubrohres (3) verlaufenden Metallring (28), dessen Außendurchmesser dem des Schubrohres (3) entspricht, versehen sind.

7. Spulenhalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (2) als Stifte mit einem zum Hauptrohr (1) weisenden Bund (29) ausgebildet sind und mit Federn (30), die zwischen dem Bund (29) und einer entsprechenden Ringnut am Rande der Öffnungen (12) des Schubrohes (3)angeordnet sind, versehen sind.

8. Spulenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche der Aussparungen zwei in axialer Richtung hintereinanderliegende Abschnitte (8, 9) aufweist, wobei die Steigung des in Spannrichtung (Pfeil 7) vorderen Abschnittes (8) größer ist als die des hinteren Ab schnittes (9).

9. Spulenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das gehäuseseitige Ende des in Spannrichtung hintersten Schubrohres (3) einen Kragen (33) aufweist und die Einrichtung zum Verschieben des Schubrohres (3) eine an einer Ausstoßstange (32) befestigte Ausstoßplatte (31), die das Schubrohr (3) vor dem Kragen (33) zumindest teilweise schließt, aufweist.

10. Spulenhalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verschieben des Schubrohres (39) Arretierungsselemente (34) aufweist, die in das Hauptrohr (1) eingesetzt sind und denen jeweils zwei hintereinander angeordnete Nuten (35) am Innenumfang des Schubrohres (3) zugeordnet sind.

Zeichnung