Spulen für Wickelgüter

Andrea Gillhuber,

Sauber aufgerollt

Kabel, Leitungen, Glasfaser, Drähte, Supraleiter oder Filamente für 3D-Drucker – alles wird auf Spulen gewickelt. Wichtig dabei ist, dass die Spulen so gestaltet sind, dass sie auch im Wickelvorgang stabil, präzise und dabei schonend zum Wickelgut sind. 

Der schwarze SD-Clip hält das Wickelgut an Ort und Stelle. © Häfner & Krullmann

In den letzten Jahrzehnten sind aus einfachen Drähten Hightech-Produkte geworden, die entsprechend schonend behandelt werden müssen. Die Ansprüche der Industrie stiegen und so wurden auch die Spulen an die hohen Qualitätsanforderung zum Beispiel der Automobilindustrie anpasste. Auch in der additiven Fertigung sind für saubere Ergebnisse qualitätvolle Spulen wichtig. Die passenden Spulen für ihre Anwendungen fand die 3D-Drucker-Industrie im Bereich Fused Deposition Modeling, kurz: FDM, bei Häfner & Krullmann. Die Schweißdrahtspulen sind schon viele Jahre im Programm. Die Häfner-Verantwortlichen erfassten den Bedarf und entwickelten aus ihren Schweißdrahtspulen ein Programm für 3D-Drucker.

Häfner setzte bei den 3D-Spulen wie in fast allen Bereichen auf eine weite Spannbreite der Größen. Von 100 bis 355 m reichen die Durchmesser. Auf sie können Kunststoff-Monofile von 500 und 750 g bis zu 5 kg aufgewickelt werden. Große Zentralbohrungen helfen beim sicheren Einspannen. Spulen ab einem Durchmesser von 135 mm verfügen über eine 51 mm weite Zentralbohrung. Dadurch können die Anwender Aufnahmen aus Eigenfertigung verwenden. Häfner-Spulen in den Größen 750 g und 1 kg sind für Wickler mit vollautomatischem Spulenwechsel geeignet. Abbindelöcher in den Flanschrändern eignen sich auch für Monofile mit großen Durchmessern. Der Flansch kann anwenderspezifisch angepasst werden. Auf Wunsch gibt es die Spulen auch in transparenten Ausführungen. So haben es Anwender leichter, die richtige Monofil-Farben herauszusuchen. Etikettenflächen erleichtern die Erfassung von Spule und Wickelgut.

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Individuell angepasst

Diese Flexibilität ruht auf einer langen Erfahrung Häfners in der Entwicklung von Spulen für die Industrie und in der eigenen Herstellung der Werkzeuge dafür. Schon früh engagierte sich das Unternehmen in der Normierung von Kunststoffspulen und ihren Elementen für die verschiedensten Anwendungen.

3D-Spule: Aus den Schweißdrahtspulen entwickelte der Spulenhersteller Häfner & Krullmann die 3D-Spulen für die Anwendung im FDM-Verfahren. © Häfner & Krullmann

Für spezifische Anforderungen entwickelt das Unternehmen individuelle Spulen, wie das Beispiel einer Entwicklung von Spulen für Supraleiter zeigt. Supraleiter werden unter anderem in Magnetresonanztomografen eingesetzt. In der Herstellung und Bearbeitung für diese zum Teil rechteckigen Spezialdrähte geht es um kleinste Toleranzen. Daher müssen die Supraleiter absolut maßhaltig auf die Spulen gebracht, dicht Lage an Lage gewickelt, sorgfältig gelagert, transportiert und abgewickelt werden können. Damit wird die Kunststoffspule zum Präzisionsteil. Das beginnt bei möglichst geringen Toleranzen beim Rundlauf und hört bei der Steifigkeit der Spulenflansche nicht auf. Die Oberflächen der Kerne und der Innenseiten der Flansche dürfen keine Unebenheiten aufweisen, die das Wickelbild negativ beeinflussen und durch die das Wickelgut beschädigt werden könnte. Die Breite des Kernes muss in höchster Weise maßhaltig sein, damit eine genau definierte Zahl von Lagen des Supraleiters mit möglichst geringem Spiel nebeneinanderliegen kann. Diese Maßhaltigkeit muss über die gesamte Höhe des Flansches gewährleistet sein, auch während des Wickelvorgangs. Darüber hinaus müssen die Spulen trotz ihres geringen Gewichtes auch bei robuster Handhabung nutzbar bleiben, denn kaum sichtbar verzogene Flansche und andere versteckte Beschädigungen können den gesamten Wickelinhalt zum Ausschuss machen. Diese Spulen dürfen sich auch nicht unter wechselnden Witterungs-, Klima- und Feuchtigkeitsbedingungen verändern. Dazu werden vor allem die Spulen der Häfner-VMV-Typenreihe genutzt.

Die VMV-Reihe entwickelte Häfner mit dem Ziel, Kunststoffspulen auch für besondere Belastungen fit zu machen. Sie bieten eine höhere Präzision und Stabilität in der Anwendung als die verstärkten Maschinenspulen (VM). Die VMV-Spulen sind mehrwegfähig. Sie tragen neben den genannten Supraleitern Blankdrähte, Edelstahl-Drähte, Flechtdraht, legierte Drähte, Litze, Stahlseile, Drillleiter, Metallbänder, Vierkantdraht, Datenkabel, Energiekabel und extrudierte Leitungen bis zu einem Wickelvolumen von knapp 172 cm³. Sie verkraften hohe Gewichte, sind dabei haltbar und gut zu händeln. Die Eigenschaften der VMV-Spulen schonen die Lager der Maschinen. Sie sind deswegen in vielen hochautomatisierten Industriebranchen gefordert und geschätzt, auch in Nordamerika. Für den Bedarf dort hat Häfner eine VMV-Größe auf die in Nordamerika genutzten Zoll-Maße angepasst.

Schweißdrähte auf Spulen bringen

Gerade die kleinen Dinge machen manchmal den Unterschied, zum Beispiel der SD-Clip. Schwarz, gerade daumenbreit und elastisch lässt er sich auf die Flansche von Schweißdrahtspulen klemmen. Oft wurde und wird mit Schweißdrähten robust umgegangen. Der Anfang des Drahtes wird von Hand auf den Spulenkern aufgelegt und in eine Halterung eingesteckt. Nach dem Wickeln wird das Ende des Drahtes ebenfalls von Hand gebogen und in eine Fassung im Spulenflansch eingeführt. Im Produktionsprozess des Anwenders müssen Mitarbeiter das verbogene Ende des Drahtes aus dem Flansch ziehen und abschneiden. Für hochwertige Schweißdrähte ist das oft nicht die richtige Behandlung. Oberflächen und Struktur können beschädigt werden. Außerdem wird so ständig teures Material verschwendet. Das wollen Häfners Kunden vermeiden. Der SD-Clip hält den Draht nach dem Aufwickeln auf der Spule in Position und liegt wie ein Steg zwischen den Spulenflanschen. Federelemente zwischen Steg und Auflage auf dem Draht drücken das Wickelgut fest aufeinander. Die Gummierung des Clips an der Unterseite verhindert Beschädigungen und dämpft gleichzeitig eventuelle Bewegungen des Drahtes beim Transport. Im Produktionsprozess nimmt der Mitarbeiter den Clip einfach heraus. Den Draht kann er dann ohne weitere Verzögerung und Materialverlust dem Produktionsprozess zuführen. Dieser Clip passt auch auf die 3D-Spulen.

Thomas Dohna, Agentur tat / ag

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