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Die Erfindung betrifft zum einen eine Umlenkvorrichtung zum Umlenken eines fadenartigen Gebildes an einem Wickelkern, wobei die Umlenkvorrichtung sich nahezu an alle konvex gekrümmten Konturen bzw. an jeden technisch möglichen Wickelkernquerschnitt anpassen und sich beliebig verlagerbar entlang der Längsmittelachse des Wickelkerns (250) anordnen lässt.
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Zum anderen betrifft die Erfindung eine Verwendung einer Umlenkvorrichtung als Wickel-Wendehilfe bei der Herstellung von faserverstärkten Profilen.
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Gattungsgemäße Umlenkvorrichtungen für die Herstellung von faserverstärkten Kunststoffkörpern sind bereits bekannt.
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Die Problematik bei der Herstellung derartiger faserverstärkter Kunststoffe ist im Wesentlichen darin zu sehen, dass Wickelkerne mit Fasern, sogenannten Rovings bewickelt werden müssen, wobei der Faserpfad von der geodätischen Linie abweicht und hierbei mittels der zwischen der Wickelkernoberfläche und den Fasern bestehenden Reibkräfte ein Verrutschen der Fasern bzw. der ganzen Wickelung nicht verhindert werden kann. Bei einer Rohrherstellung liegt diese Problematik an den Wickelenden im sogenannten Wendebereich häufig vor. Da im Wendebereich außerdem häufig eine andere Faserstruktur bzw. ein anderer Laminataufbau vorliegt als im Bereich zwischen den Wickelenden, werden insbesondere diese Wendebereiche nach dem Aushärten des faserverstärkten Körpers in der Regel abgetrennt und als Abfall entsorgt. Deshalb ist man aus Kosten- und Umweltschutzgründen bestrebt, die Wendebereiche möglichst kurz zu gestalten, so dass möglichst wenig Verschnitt des fertigen faserverstärkten Kunststoffrohrs anfällt.
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Eine derartige Wickel-Wendehilfe ist aus der Offenlegungsschrift
DE 27 44 586 A1 bekannt. Bei dieser Wendehilfe sind an den Stirnseiten eines Wickeldorns Metallstifte vorgesehen, an welchen die auf den Wickeldorn zu wickelnde Faser umgelenkt wird.
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Die Metallstifte sind hierbei stirnseitig in die Zylinderwand des Wickeldorns gesteckt, so dass zwischen den einzelnen Metallstiften ein Zwischenraum bereitgestellt wird, in dem die Faser zum Wenden angeordnet werden kann.
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Wickeldorne mit derartig ausgestalteten Endbereichen sind jedoch aufwändig in ihrer Herstellung und dementsprechend sehr kostenintensiv. Dies liegt zum einen daran, dass die Stifte einzeln an dem Wickeldorn befestigt sind und zum anderen liegt es daran, dass für Wickeldorne mit unterschiedlichen Durchmessern jeweils eine Vorrichtung bereitgestellt werden muss, mittels welcher die Stifte an die Stirnseite der Zylinderwand des Wickeldorns befestigt werden. Darüber hinaus ist das Herauslösen der in der Regel wiederverwendbaren Stifte nach dem Ablösen des faserverstärkten Kunststoffkörpers von dem Wickeldorn aus dem nassen Laminatabfall sehr zeitaufwändig und dementsprechend teuer.
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Um Wickel-Wendehilfen hinsichtlich ihrer Anwendung baulich wesentlich einfacher zu gestalten, ist beispielsweise in der Patentschrift
US 5 468 329 A ein „Universalstiftstreifen” beschrieben, der nahezu an jeden beliebigen Wickeldorndurchmesser angepasst und angeordnet werden kann. Hierzu besteht die in der US-Patentschrift beschriebene Wickel-Wendehilfe im Wesentlichen aus einem länglichen Kunststoffstreifenabschnitt, von welchem eine Vielzahl von Kunststoffstiften absteht. Da der Streifenabschnitt aus Kunststoff hergestellt ist, kann der Universalstiftstreifen zu einer ringförmigen Wickel-Wendehilfe gebogen werden, bei welcher die Kunststoffstifte als Umlenkmittel für eine Faser abstehen. Zwischen den einzelnen Kunststoffstiften ist ein Freiraum, in welchem die Faser angeordnet werden kann. Zuvor ist die aus Kunststoff hergestellte Wickel-Wendehilfe entsprechend dem Wickeldornumfang auf eine hierfür benötigte Länge gekürzt worden. Durch die hier gezeigte Wickel-Wendehilfe ist eine maschinell sehr schnell herstellbare Einweg-Wickel-Wendehilfe geschaffen worden, die unkompliziert an einem nahezu beliebigen Ort und/oder Durchmesser eines Wickeldorns angeordnet werden kann.
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Nachteilig an diesem Einweg-Stiftring aus thermoplastischem Kunststoff ist jedoch, dass die daraus gefertigte Wickel-Wendehilfe mechanisch und thermisch nur sehr unzureichende Widerstandseigenschaften hinsichtlich der im Wickelprozess auftretenden Belastungen aufweist. Darüber hinaus sind die einzelnen Kunststoffstifte zudem sehr dick, da sie aufgrund ihres Kunststoffmaterials entsprechend massiv ausgelegt sein müssen, um Wickelkräfte aufnehmen zu können, die eine Faser beim Umlenken auf diese Kunststoffstifte überträgt. Dies führt dazu, dass zwischen den relativ massiv und dick gestalteten einzelnen Stiften ein relativ geringer Zwischenraum zum Einfädeln der Faser zur Verfügung steht. Dies führt beim Wickeln der Faser häufig zu Problemen.
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Aus der weiteren Offenlegungsschrift
DE 42 12 135 A1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Gelegen mit einem Wickeldorn beschrieben, bei welcher der Wickeldorn im Wesentlichen aus einem Wickeldornkörper und aus daran angebrachten Wendescheiben besteht. Mittels Klemmscheiben werden mit Nadeln bestückte Vorrichtung zum Umlenken eines fadenartigen Gebildes an einem Wickeldorn eingeklemmt, um hierdurch eine Wickel-Wendehilfe zu konstruieren. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass die Wickel-Wendehilfe nur an den Enden des Wickeldorns zur Verfügung gestellt werden können; sodass immer die komplette Dornlänge bewickelt werden muss, selbst wenn nur ein kurzes Rohr hergestellt werden muss. Außerdem muss für unterschiedliche Rohrdurchmesser stets entsprechend dimensionierte Wendescheiben und Klemmscheiben vorgehalten werden. Zudem ist die hier gezeigte Wickel-Wendehilfe sehr aufwändig aufgebaut und eignet sich auch nicht als Einwegbauteil.
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Aus der US-Schrift
US 5 213 275 A ist darüber hinaus ein Wickeldorn bekannt, der bereichsweise an seinem Umfang dünne, sich axial erstreckende Umlenkfinnen aufweist. In einem konkreten Ausführungsbeispiel (
7) sind diese Umlenkfinnen nicht direkt in dem Wickeldorn integriert, sondern lediglich von außen ringförmig an seinem Umfang zusätzlich angebracht. Das Ringelement besteht entweder aus gegossenem Metall oder Kunststoff. Nachteilig hierbei ist, dass für jeden Wickeldorndurchmesser ein eigenes Ringelement mit einem entsprechenden Durchmesser bereitgestellt werden muss. Insofern kann dieses gezeigte Ringelement nicht an alle konvex gekrümmten Konturen bzw. an jeden technisch möglichen Wickelkernquerschnitt angepasst werden. Speziell bei dem in der
7 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Umlenkfinnen als Ringelement aus Metall oder Kunststoff gegossen, wobei ein solches aus Metall gegossenes Ringelement weder biegbar noch flexibel formbar ist. Anders ist das dort abgebildete Ringelement wirtschaftlich und in hohen Stückzahlen wohl kaum realisierbar. Es eignet sich somit auch nicht als Einwegartikel.
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Des Weiteren ist in der Druckschrift
JP 05-229 018 A eine Umlenkvorrichtung an einem Wickeldorn gezeigt, die aus zwei Ringen mit jeweils einer Stiftreihe besteht, wobei die Stifte der beiden Stiftreihen konzentrisch um den Wickeldorn angeordnet sind, wenn die beiden Ringe hintereinander auf dem Wickeldorn aufgesteckt sind. Der äußere der beiden Ringe ist mit dickeren Umlenkstiften und der innere der beiden Ringe ist mit dünneren Positionierstiften ausgerüstet, um beispielsweise ein faserverstärktes Garn vorteilhaft mit einem größeren Radius umlenken und dennoch exakt an dem Wickeldorn positionieren zu können. Jedoch baut diese Umlenkvorrichtung mit ihren zwei Ringen recht breit und kompliziert. Auch müssen für unterschiedliche Wickeldorndurchmesser nachteilig verschieden große Ringe bereitgestellt werden. Ein Einsatz als Einwegartikel ist auf Grund des aufwändigen Aufbaus unwirtschaftlich.
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Es ist somit Aufgabe vorliegender Erfindung Wickel-Wendehilfen derart weiterzuentwickeln, dass zumindest die vorstehend genannten Nachteile bekannter Wickel-Wendehilfen beseitigt werden und dadurch das Herstellen von faserverstärkten Kunststoffbauteilen wesentlich betriebssicherer und effektiver durchgeführt werden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung wird einerseits von einer erfindungsgemäßen Umlenkvorrichtung zum Umlenken eines fadenartigen Gebildes an einem Wickelkern gelöst, wobei die Umlenkvorrichtung sich nahezu an alle konvex gekrümmten Konturen bzw. an jeden technisch möglichen Wickelkernquerschnitt anpassen und sich beliebig verlagerbar entlang der Längsmittelachse des Wickelkerns anordnen lässt, wobei die Umlenkvorrichtung eine Trageeinrichtung mit einer daran angeordneten Vielzahl an Metallstiften aufweist, wobei die Trageeinrichtung einen biegbaren und damit flexibel formbaren Metallkörper aufweist und aus einem Metalldraht hergestellt ist, und wobei die Metallstifte an der Trageeinrichtung angeschweißt oder angelötet sind.
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Durch die erfindungsgemäße Umlenkvorrichtung mit an der Trageinrichtung angeschweißten oder angelöteten Metallstiften sind Wickel-Wendehilfen geschaffen, die sich durch eine hohe Steifigkeit, Festigkeit und thermische Stabilität auszeichnen, so dass sich das Umlenken eines Fadens in den Endbereichen eines Wickelkerns als sehr betriebssicher erweist. Hierbei dient die Umlenkvorrichtung nicht nur zum Umlenken eines fadenartigen Gebildes an einem Wickelkern, sondern kann zusätzlich auch zum Verankern des fadenartigen Gebildes an dem Wickelkern genutzt werden.
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Andererseits sieht eine nicht erfindungsgemäße Umlenkvorrichtung zum Umlenken eines fadenartigen Gebildes an einem Wickelkern vor, dass die Umlenkvorrichtung eine Trageeinrichtung mit einer daran angeordneten Vielzahl an Metallstiften aufweist, und dass die Trageeinrichtung einen faserverstärkten Kunststoffkörper aufweist.
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Kumulativ oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn die Trageeinrichtung einen glasfaserverstärkten Kunststoffkörper aufweist. Ein glasfaserverstärkter Kunststoffkörper zeichnet sich durch besonders vorteilhafte mechanische und thermische Eigenschaften aus.
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Eine weitere Ausführungsvariante sieht vor, dass die Trageeinrichtung einen Körper aufweist, der sowohl zumindest teilweise einen Trägerdraht als auch zumindest teilweise einen faserverstärkten und/oder glasfaserverstärkten Kunststoffkörper aufweist. Durch die Kombination von Metall und faserverstärktem bzw. glasfaserverstärktem Kunststoff werden besonders günstige mechanische und thermische Eigenschaften der Umlenkvorrichtung geschaffen.
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Gegenüber bekannten Einweg-Stiftringen aus thermoplastischem Kunststoff erhält vorliegende Umlenkvorrichtung weiter verbesserte thermische Eigenschaften, wenn der faserverstärkte und/oder glasverstärkte Kunststoffkörper einen Duroplast aufweist. Sind in einem Anwendungsfall keine besonders hohen Ansprüche an die thermische Belastbarkeit der Umlenkvorrichtung gestellt, kann die Trageeinrichtung vorteilhafter Weise auch faserverstärkte bzw. glasfaserverstärkte Thermoplaste aufweisen.
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Baulich besonders einfach lässt sich die Umlenkvorrichtung realisieren, wenn die Umlenkvorrichtung aus wenigstens zwei Bauteilgruppen hergestellt ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsvariante sieht in diesem Zusammenhang vor, dass eine erste Bauteilgruppe aus einem elastischeren Material besteht als eine weitere Bauteilgruppe.
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Durch das Verwenden zweier unterschiedlicher Bauteilgruppen ist vorliegend eine Funktionsteilung unterschiedlicher Bereiche der Umlenkvorrichtung geschaffen worden. Beispielsweise ist die Trageeinrichtung aus einem Metallstreifen oder einem faserverstärkten Kunststoff flexibler gestaltet als die Metallstifte der Umlenkvorrichtung. Durch die flexiblere Trageeinrichtung kann die Umlenkvorrichtung wesentlich einfacherer an einem Wickelkern angebracht werden, und trotzdem verleihen die Metallstifte der Umlenkvorrichtung eine genügend große Steifigkeit um das Umlenken eines Fadens betriebssicher zu gestalten.
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Nicht nur aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn wenigstens eine Bauteilgruppe einen Metallkörper aufweist. Ist die Trageeinrichtung aus einem Metallkörper hergestellt, besteht die Umlenkvorrichtung vollständig aus Metall, wobei die Trageeinrichtung als eine erste Bauteilgruppe mit einem Metallstreifen elastischer ausgebildet sein kann, als die Metallstifte im Sinne einer weiteren Bauteilgruppe der Umlenkvorrichtung es sind.
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In dem Fall, in welchem die Trageeinrichtung aus einem faserverstärkten Kunststoffkörper, einem glasfaserverstärkten Kunststoffkörper oder aus einer Kombination aus einem Metallkörper und einem faserverstärkten bzw. glasfaserverstärkten Kunststoffkörper hergestellt ist, bildet diese Trageeinrichtung ebenfalls eine elastischere erste Bauteilgruppe und die Metallstifte eine weniger elastische zweite Bauteilgruppe.
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Besonders hinsichtlich einer Trageeinrichtung aus einem faserverstärkten bzw. glasfaserverstärkten Kunststoffkörper ist es vorteilhaft, wenn die Trageeinrichtung wenigstens zwei Materiallagen aufweist. Somit weist die Trageeinrichtung wenigstens eine Ober- und Unterlage auf, wodurch sich die mechanischen Eigenschaften der Trageeinrichtung weiter verbessern.
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Eine bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass Metallstifte zumindest teilweise zwischen zwei Materiallagen eingebettet sind. Hierdurch ist es vorteilhafter Weise wenig aufwändig, die Metallstifte zwischen zwei faserverstärkten bzw. glasfaserverstärkten Kunststoffkörpern einzulaminieren. Die Metallstifte sind hierbei besonders fest und sicher miteinander verbunden. Es versteht sich, dass die Metallstifte zum Verbinden jedoch nicht nur einlaminiert werden können, sondern alternativ auch mit einem Kunststoff, beispielsweise mit einem thermoplastischen Kunststoff, umspritzt werden können. Je nach Anwendungsbereich werden die Metallstifte hierbei auch ausreichend fest und sicher miteinander verbunden.
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Damit die Umlenkvorrichtung an unterschiedliche Wickelkerndurchmesser angepasst werden kann, ist es vorteilhaft, wenn die Trageeinrichtung einen Materialstreifen aufweist, dessen Länge um ein Vielfaches größer ist als dessen Breite. Die Trageeinrichtung kann hierbei ein Blechstreifen, ein sonst wie länglich ausgeformter Metallkörper, ein faserverstärkter bzw. glasfaserverstärkter Kunststoffkörper oder eine Kombination aus einem Metallkörper und einem faser- bzw. glasfaserverstärkten Kunststoffkörper sein. In der Praxis hat sich herausgestellt, dass die Trageeinrichtung konstruktiv besonders einfach und kostengünstig bereitgestellt werden kann, wenn sie aus einem Metalldraht hergestellt ist. Aber auch eine Trageeinrichtung aus einem faser- bzw. glasfaserverstärkten Kunststoffkörper hat seine Vorteile, da ein derartiger Kunststoffkörper zum einen ebenfalls konstruktiv besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden kann und zum anderem sehr flexibel um einen Wickelkern gebracht werden kann und dabei trotzdem noch ausreichend fest ist, um die Kräfte beim Wickeln sicher aufnehmen zu können.
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Um die vorliegende Umlenkvorrichtung für einen Wickelprozess an einem Wickelkern anordnen zu können, wird die Umlenkvorrichtung zuerst an den Wickelkernumfang angelegt und anschließend mit geeigneten Befestigungsmitteln fest aber lösbar an dem Wickelkern befestigt. Es versteht sich, dass für ein derartiges Befestigen eine ganze Reihe an technisch sinnvollen Befestigungsmitteln genutzt werden können. In der Praxis haben sich jedoch Klebe- oder Spannbänder als besonders effektiv erwiesen, um die Umlenkvorrichtung betriebssicher an dem Wickelkern anzuordnen. Auch die Verwendung des zu wickelnden Rovings an sich ist vorteilhaft, da hierbei keine zusätzlichen Befestigungsmittel benötigt werden.
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Besonders Spannvorrichtungen, die bereits in oder fest an der Trageeinrichtung integriert bzw. angeordnet sind, gestalten den Umgang mit der Umlenkvorrichtung besonders handlich und vorteilhaft. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn die Trageeinrichtung Verschlussmittel aufweist.
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Beispielsweise sind an einem Ende der Trageeinrichtung Halterungen für Schrauben und an einem weiteren Ende der Trageeinrichtung entsprechende Gewindeaufnahmen vorgesehen, die mit den Schrauben des ersten Endes kommunizieren können, sobald die Trageeinrichtung derart gebogen wird, dass sich das erste Ende und das weitere Ende der Trageeinrichtung gegenüberliegen. Vorteilhaft ist es auch, die Trageeinrichtung mit Verschlussmitteln derart auszustatten, dass die Trageeinrichtung im Sinne einer bekannten Schlauchschelle zusammen gezogen werden kann. Hierbei würde ein erstes Verbindungselement des Verschlussmittels des ersten Endes der Trageeinrichtung und ein zweites Verbindungselement des Verbindungsmittels des weiteren Endes der Trageeinrichtung beispielsweise mittels eines Schraubelementes relativ zueinander bewegt, so dass die Umlenkvorrichtung den Wickelkern fest umschließt.
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Die integrierte Spannvorrichtung ist besonders hinsichtlich wiederverwendbarer Umlenkvorrichtungen vorteilhaft, da die Spannvorrichtung mit der Umlenkvorrichtung eine gemeinsame Einheit bildet. Ungeachtet dessen lassen sich wesentlich höhere Spannkräfte aufbringen als mit Klebe- oder Spannbändern, die nicht in der Trageeinrichtung integriert sind.
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Vorteilhafter Weise wird zwischen der Umlenkvorrichtung und dem Wickelkern eine Zwischenschicht vorgesehen, um die Oberfläche des Wickelkerns vor eventuellen Beschädigungen durch die Umlenkvorrichtung zu schützen.
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Als eine baulich einfache und wenig aufwändige Zwischenschicht hat sich die Verwendung einer Pappschicht erwiesen. Ist die Trageeinrichtung jedoch aus einem faserverstärkten bzw. glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellt, kann auf diese Zwischenschicht zum Schutz des Wickelkerns verzichtet werden, da der faserverstärkte bzw. glasfaserverstärkte Kunststoff im Zweifel weicher ist als das Material des Wickelkerns und die Oberfläche des Wickelkerns demnach in einem kritischen Maß nicht beeinflusst.
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Die vorliegende Umlenkvorrichtung ist besonders flexibel an unterschiedlichen Wickelkerndurchmessern einsetzbar, wenn die Trageinrichtung eine Länge von mehr als 100 mm oder von mehr als 500 mm, vorzugsweise von mehr als 1000 mm, aufweist. Idealer Weise ist die Trageeinrichtung und damit auch die Umlenkvorrichtung als eine Art Endlosbauteil herstellbar, so dass die Umlenkvorrichtung vorteilhafter Weise als Bandware beliebig konfektioniert werden kann. Hierdurch ist eine sehr wirtschaftliche Herstellungsmöglichkeit einer Wickel-Wendehilfe geschaffen.
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Es ist in diesem Zusammenhang darüber hinaus vorteilhaft, wenn die Trageeinrichtung bzw. dementsprechend auch die Umlenkvorrichtung eine Länge von mehr als 1000 mm aufweist. Durch eine derartige Länge ist die Trageeinrichtung bzw. die Umlenkvorrichtung hinsichtlich der meisten Wickelkerndurchmesser ausreichend lang, um eine oder mehrere Wickel-Wendehilfen bereitstellen zu können. Sollte es für einen Wickelkern mit einem sehr großen Durchmesser notwenig sein, eine entsprechend große Umlenkvorrichtung mit einer Länge, die über die Produktionslänge einer einzelnen Umlenkvorrichtung hinausgeht, bereitzustellen, werden vorteilhafter Weise zwei oder mehr Umlenkvorrichtungen zu einer einzigen Umlenkvorrichtung an dem Wickelkern zusammengelegt und befestigt. Hierbei bilden die mehreren hintereinander angeordneten Umlenkvorrichtungen eine Gesamtumlenkvorrichtung in Form eines umlaufenden Ringes um den Wickelkern.
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Um die Umlenkvorrichtung an einen Wickelkern besonders einfach anordnen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Trageeinrichtung biegbar und damit flexibel, vorzugsweise plastisch verformbar ist. Mittels der flexiblen Trageeinrichtung kann die Umlenkvorrichtung derart gebogen werden, dass sie sich nahezu an alle konvex gekrümmten Konturen bzw. an jeden technisch möglichen Wickelkernquerschnitt anpassen und anordnen lässt. In der Praxis sind die Wickelkernquerschnitte in der Regel von zylindrischer Gestalt. Es ist vorteilhafter Weise jedoch ebenfalls problemlos möglich, die vorliegende Umlenkvorrichtung an ovale Querschnitte sowie an konisch verlaufende Querschnitte oder sonstig ausgebildete Wickelkernquerschnitte anzupassen.
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Eine bevorzugte Variante der vorliegenden Umlenkvorrichtung sieht vor, dass die Trageeinrichtung einen Kreisbogenabschnitt aufweist, dessen Krümmung in einer Ebene verläuft, zu welcher die Metallstifte zumindest in ihren Kontaktbereichen zu der Trageeinrichtung im Wesentlichen senkrecht angeordnet sind. Hierdurch bleiben die im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Metallstifte auch nach dem Anordnen der Umlenkvorrichtung an einem Wickelkern im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet, so dass die Umlenkvorrichtung zumindest bei ungekrümmten Metallstiften vorteilhafter Weise einen ähnlichen Außendurchmesser wie der Wickelkern aufweist. Derart angeordnet, erstrecken sich die Metallstifte, also die eigentlichen Umlenkmittel, mit welchen ein Faden, eine Faser oder ein Roving umgelenkt wird, zumindest im Kontaktbereich „Trageeinrichtung/Metallstifte” vorzugsweise parallel zu einer Längsachse eines Wickelkernkörpers.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Metallstifte in ihrer Längserstreckung quer zu einer Längsachse der Trageeinrichtung angeordnet sind und hierbei zumindest ein Metallstift einseitig oder beidseitig über die Trageeinrichtung hinausragt. Insbesondere wenn ein Metallstift beidseitig oder Metallstifte abwechselnd über die eine Seite und zugleich über eine gegenüber liegende Seite über die Trageeinrichtung hinausragt bzw. hinausragen, kann je nach Anwendungsfall auf mehrere hintereinander angeordnete Umlenkvorrichtungen verzichtet werden, da bei einer derart ausgestalteten Trageeinrichtung eine Umlenkvorrichtung zwei umlaufende Metallstiftringe aufweist.
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Ist es erforderlich, dass die Metallstifte bei einer an einem Wickelkern angeordneten Umlenkvorrichtung an den der Trageeinrichtung abgewandten Enden weiter beabstandet sein sollen als an ihren der Trageeinrichtung zugewandten Enden, ist es vorteilhaft, wenn die Metallstifte abgewinkelt sind. Je nach dem wie stark die Metallstifte abgewinkelt sind und je nach dem an welcher Stelle die Metallstifte abgewickelt sind, ergeben sich vorteilhafter Weise zum einen unterschiedliche Außendurchmesser der Umlenkvorrichtung und zum anderen unterschiedliche Abstände der Metallstifte an den der Trageeinrichtung abgewandten Enden. Durch das Einstellen der unterschiedlichen Winkel und/oder das Variieren der Winkelstelle ist die vorliegende Umlenkvorrichtung für unterschiedliche Einsatzzwecke baulich besonders einfach und sehr gut einstellbar.
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Das Verbinden der Metallstifte und der Trageeinrichtung zu einer kompakten Umlenkeinrichtung, die vorliegend als Wickel-Wendehilfe genutzt wird, ist vorteilhaft realisiert, wenn die Metallstifte an einer einen Metallkörper aufweisenden Trageeinrichtung angelötet oder vorzugsweise angeschweißt sind.
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Da bei einer derartigen Ausführungsvariante sowohl die Metallstifte als auch die Trageeinrichtung aus Metall hergestellt sind, lässt sich die Umlenkvorrichtung vorteilhafter Weise besonders schnell und kostengünstig herstellen, wenn die Metallstifte an der Trageeinrichtung angeschweißt oder angelötet sind.
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Es versteht sich, dass auch andere Verbindungstechniken, beispielsweise Kleben oder form- und/oder kraftschlüssige Verbindungen, genutzt werden können, um eine stabile Bauteileinheit aus Metallstiften und Trageeinrichtung herzustellen. Jedoch erweisen sich Schweiß- oder Lötverbindungen als besonders widerstandfähig. Insbesondere Schweißverbindungen stellen bei einem hohen Automatisierungsgrad der Produktion eine besonders kostengünstige Verbindungstechnik zwischen der Trageeinrichtung und den Metallstiften dar. Ähnlich kostengünstig wie die Schweißverbindung ist beispielsweise das Einlaminieren der Metallstifte, bei einer faserverstärkten Trageeinrichtung.
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Vorteilhafter Weise ist die wenigstens eine weitere Verbindungseinrichtung aus Metall hergestellt. Es ist jedoch auch möglich, die wenigstens eine weitere Verbindungseinrichtung aus einem von Metall verschiedenen Material herzustellen.
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Auf Grund der kostengünstigen Herstellungsmöglichkeiten kann die Umlenkvorrichtung vorteilhaft als Einwegartikel verwendet werden. Aufgrund der metallenen Grundstruktur der vorliegenden Umlenkvorrichtung ist diese aber ebenso vorteilhaft als Mehrwegartikel zu verwenden, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Verwendung der vorliegenden Umlenkvorrichtung weiter gesteigert wird.
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Eine ausreichend hohe Steifigkeit sowie Festigkeit weist die Umlenkvorrichtung selbst dann noch auf, wenn die Metallstifte eine Dicke von weniger als 10 mm, vorzugsweise von weniger als 5 mm, aufweisen. Insbesondere auf Grund der Tatsache, dass für die Metallstiftreihe der vorliegenden Umlenkvorrichtung Metallstifte verwendet werden, können die Metallstifte eine derart geringe Dicke aufweisen und trotzdem die teilweise hohen Zugkräfte des Wickelfadens aufnehmen. Darüber hinaus ist es hierdurch möglich, zwischen einzelnen Metallstiften einen ausreichend großen Zwischenraum bereitzustellen, so dass der Wickelfaden beim Umlenken insbesondere im Bereich des Wickelkernendes sicher aufgenommen wird.
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Um die Steifigkeit und die Festigkeit der vorliegenden Umlenkvorrichtung weiter zu erhöhen, sieht eine alternative Ausführungsvariante vor, dass die Metallstifte neben der Verbindung mittels der Trageeinrichtung zusätzlich mittels wenigstens einer weiteren Verbindungseinrichtung untereinander verbunden sind. Durch die wenigstens eine weitere Verbindungseinrichtung sind die einzelnen Metallstifte, die an der Trageeinrichtung angeordnet sind, zusätzlich untereinander verbunden, so dass hierdurch die Steifigkeit und Festigkeit der Umlenkvorrichtung vorteilhaft weiter erhöht sind.
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Als eine derartige Verbindungseinrichtung eignen sich im Wesentlichen alle Gebilde, die dazu geeignet sind, die Metallstifte der vorliegenden Umlenkvorrichtung untereinander zu verbinden. Es hat sich gezeigt, dass es schon ausreicht, wenn die Metallstifte mittels wenigstens eines oder zwei relativ dünner Metalldrähte zusätzlich untereinander verbunden sind. Die hierdurch zusätzlich gewonnene Steifigkeit und Festigkeit erhöht vorteilhafter Weise die Betriebssicherheit der Umlenkeinrichtung, da die Metallstifte, insbesondere bei der Montage der Umlenkvorrichtung an einen Wickelkern, vorteilhaft in der gewünschten Position gehalten werden.
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Dass die Trageeinrichtung der Umlenkvorrichtung durch einen einfachen Metalldraht besonders kostengünstig bereitgestellt werden kann, wurde eingangs schon erwähnt. Um nun auch die Metallstifte der Umlenkvorrichtung besonders kostengünstig bereitstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Metallstifte aus Nägeln hergestellt sind. Es versteht sich, dass insbesondere die hier benötigten Metallstifte kostengünstig und baulich besonders einfach durch eine Vielzahl unterschiedlicher Metallgebilde, wie etwa Metallbolzen, bereitgestellt werden können. Es hat sich jedoch gezeigt, dass insbesondere entsprechend abgelängte Metalldrähte oder Nägel besonders gut dazu geeignet sind, die hier benötigten Metallstifte bereitzustellen. Insbesondere bei der Produktion einer großen Stückzahl an Metallstiften können diese aus einem einfachen Metalldraht baulich einfach bereitgestellt werden. Um das Einfädeln der Rovings an einem Wickelkern zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn die abgelängten Metalldrähte zusätzlich an einem Ende angespitzt sind.
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Es wurde gefunden, dass insbesondere bei Umlenkvorrichtungen, deren Metallstifte große Umlenkkräfte aufnehmen müssen, Nägel mit Nägelköpfen vorteilhaft insbesondere mit einer einen Metallkörper aufweisenden Trageeinrichtung verbunden sind, da die Metallstifte über die Köpfe der Nägel eine größere Kontaktfläche zu der Trageeinrichtung aufweisen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn Nägel mit Nägelköpfen verwendet werden, da man an den Köpfen der Nägel eine besonders gute Löt- bzw. Schweißverbindung herstellen kann.
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Darüber hinaus wird die Aufgabe der Erfindung durch die Verwendung einer Umlenkvorrichtung mit einer Nagelleiste als Wickel-Wendehilfe bei der Herstellung von faserverstärkten Profilen gelöst.
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Auf Grund der Vielzahl an Metallstiften, die an der Trageeinrichtung angebracht werden müssen, ist es vorteilhaft, wenn die Umlenkvorrichtung wenigstens eine Nagelleiste aufweist. Nagelleisten gibt es in den unterschiedlichsten Ausführungsformen und sind als Massenprodukt besonders kostengünstig zu erwerben. Eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante sieht daher vor, an einen Metalldraht, der als Trageelement der vorliegenden Umlenkeinrichtung wirkt, eine Nagelleiste beispielsweise zu löten oder zu schweißen, wobei die Nagelleiste dann die Metallstiftreihe bereitstellt.
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Hierdurch ist eine Umlenkvorrichtung in Form einer Wickel-Wendehilfe baulich besonders einfach hergestellt, da es nicht mehr notwendig ist, jeden Nagel einzeln an die Trageeinrichtung zu führen. Vielmehr wird eine ganze Reihe von untereinander bereits verbundenen Nägeln an die Trageeinrichtung geführt. Anschließend werden die Nägel gleichzeitig oder hintereinander an der Trageeinrichtung befestigt.
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Eine derart hergestellte Umlenkvorrichtung ist darüber hinaus besonders einfach zu konfektionieren, da die Länge der Umlenkvorrichtung durch ein einfaches Durchtrennen der Trageeinrichtung und gegebenenfalls der wenigstens einen weiteren Verbindungseinrichtung bestimmt werden kann.
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Während des Wickelns eines Fadens um einen Wickelkern wird die Fadenablage an der Umlenkvorrichtung wesentlich verbessert, wenn die Umlenkvorrichtung wenigstens zwei Trageeinrichtungen mit daran angeordneten Metallstiften aufweist und die Trageeinrichtungen sowie die Metallstifte vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Hierdurch weist die Umlenkvorrichtung zwei nebeneinander angeordnete Metallstiftreihen auf, so dass der Faden im Bereich der vorliegenden Wickel-Wendehilfe wesentlich besser geführt und aufgenommen wird als dies bei einer Wickel-Wendehilfe der Fall ist, die lediglich eine Metallstiftreihe aufweist. Um eine derartige Umlenkvorrichtung mit zwei Metallstiftreihen bereitzustellen, werden zum einen zwei Trageeinrichtungen mit Metallstiften nebeneinander an einem Wickelkern angeordnet. Kumulativ oder alternativ hierzu ist es ebenfalls möglich, zwei Metallstiftreihen zur Verfügung zu stellen, wenn an einer Trageeinrichtung beidseitig Metallstifte über die Ränder der Trageeinrichtung überstehen.
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Somit sind baulich besonders einfach Umlenkvorrichtungen geschaffen, die zwei Metallstiftreihen zum Umlenken eines Rovings oder eines Fadens bereitstellen.
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Im Übrigen weist die vorliegende Umlenkvorrichtung eine besonders hohe Temperaturbeständigkeit auf, wenn sie vollständig aus Metallbauteilen zusammengesetzt ist. Insbesondere beim Wickeln und Aushärten des faserverstärkten Bauteils ergeben sich wesentliche Vorteile, da die vorliegende Umlenkvorrichtung gegenüber diesbezüglichen Prozesstemperaturen wesentlich resistenter ist als entsprechende herkömmliche Wickel-Wendehilfen aus einem Thermoplast oder einem sonstigen Kunststoff. Auch bei einem Recyceln der Wickel-Wendehilfen nach dem eigentlichen Herstellungsprozess eines faserverstärkten Bauteils ist es vorteilhaft, wenn die Umlenkvorrichtung eine Temperaturbeständigkeit von über 100°C, vorzugsweise von über 200°C, aufweist. Hierdurch kann die Umlenkvorrichtung selbst dann wieder verwendet werden, wenn Fadenrückstände des faserverstärkten Kunststoffprofils von dem Wickelkern oder von der vorliegenden Umlenkvorrichtung abgebrannt bzw. abgeschmolzen werden.
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Prozesstemperaturen, die meistens zwischen 80°C und 250° liegen, beeinträchtigen die Umlenkvorrichtung vorteilhafter Weise nicht.
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Selbst wenn die vorliegende Umlenkvorrichtung eine Trageeinrichtung aus einem faser- bzw. glasfaserverstärkten Kunststoffkörper aufweist, hat die vorliegende Umlenkvorrichtung eine bessere Temperaturbeständigkeit als herkömmliche Wickel-Wendehilfen aus einem Thermoplast, wenn auch nicht eine ganz so hervorragende Temperaturbeständigkeit wie eine Trageeinrichtung, deren Körper vollständig aus Metall besteht.
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Darüber hinaus ist ein nicht erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Umlenken eines fadenartigen Gebildes an einem Wickelkern vorgeschlagen, bei welchem einer Trageeinrichtung ein Umlenkmittel zugeführt und das Umlenkmittel an der Trageeinrichtung angeordnet wird, wobei daran anschließend weitere Umlenkmittel abwechselnd der Trageeinrichtung zugeführt und an der Trageeinrichtung angeordnet werden, solange bis die Trageeinrichtung vollständig mit Umlenkmitteln versehen ist.
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Eine vorteilhafte Verfahrensvariante sieht vor, dass ein Metallstift oder eine Vielzahl an Metallstiften an einem Metallkörper angelötet oder vorzugsweise angeschweißt wird, da hierdurch besonders einfach eine stabile Umlenkvorrichtung hergestellt wird.
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Um das Herstellverfahren einer derartigen Umlenkvorrichtung vorteilhaft weiter auszuführen, wird eine Nagelleiste an einem Metallträger angelötet oder vorzugsweise angeschweißt.
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Eine weitere vorteilhafte Verfahrensvariante sieht vor, dass ein Metallstift oder eine Vielzahl an Metallstiften an einer Trageeinrichtung aus einen faserverstärkten und/oder glasfaserverstärkten Kunststoffkörper laminiert wird. Hierdurch wird auf besonders einfache Art und Weise eine Umlenkvorrichtung hergestellt.
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Eine in diesem Zusammenhang besonders vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass ein Metallstift oder eine Vielzahl an Metallstiften zwischen zwei Materiallagen, welche die Trageeinrichtung bilden, einlaminiert wird. Durch das Einlaminieren der Metallstifte zwischen zwei Materiallagen gehen die Metallstifte eine besonders innige Verbindung mit der Trageeinrichtung ein, so dass die Umlenkvorrichtung insgesamt sehr stabil und widerstandsfähig ausgebildet ist.
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Dadurch, dass ein standardisiertes Bauteil wie die vorliegende Nagelleiste an einem Metallträger angeordnet wird, ist eine Wickel-Wendehilfe für die Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffbauteils baulich nochmals einfacher bereitgestellt.
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Darüber hinaus ist ein nicht erfindungsgemäßer Wickelkern zum Herstellen eines faserverstärkten Bauteils vorgeschlagen, wobei der Wickelkern eine Fadenumlenkeinrichtung aus einem zu einem Ring gebogenen Gebilde und daran angeordneten Metallstiften aufweist, und das zu dem Ring gebogene Gebilde aus Metall und/oder aus faserverstärktem bzw. glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt ist. Dadurch, dass die Fadenumlenkeinrichtung im Wesentlichen aus Metall und/oder aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt ist, ist die Fadenumlenkeinrichtung vorteilhafter Weise sehr stabil ausgebildet, so dass der Wickelkern ebenfalls insgesamt sehr stabil ist und zusätzlich eine hohe Betriebssicherheit beim Herstellen eines faserverstärkten Profils gegeben ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsvariante des vorliegenden Wickelkerns ist darin zu sehen, dass der Wickelkern eine Nagelleiste aufweist. Da es sich bei dem Bauteil „Nagelleiste” um ein Serienartikel handelt, ist die Fadenumlenkeinrichtung und damit auch der Wickelkern baulich besonders einfach herzustellen und dementsprechend auch kostengünstig bereitgestellt.
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In diesem Zusammenhang ist die Verwendung einer Nagelleiste als Wickel-Wendehilfe insbesondere bei der Herstellung von faserverstärkten Kunststoffprofilen vorteilhaft. Durch die Verwendung bekannter Nagelleisten ist eine Wickel-Wendehilfe baulich besonders einfach hergestellt, da Nagelleisten als Massenware in unterschiedlichsten Ausführungsformen vorliegen.
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Des Weiteren ist eine nicht erfindungsgemäße Herstellvorrichtung zum Herstellen einer Umlenkvorrichtung oder eines Wickelkerns vorgeschlagen, wobei die Herstellvorrichtung eine Aufnahme für Laminatstreifen und einen Pressstempel aufweist. Vorteilhafter Weise verfügt die Herstellvorrichtung über eine Zufuhr für Metallstifte.
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Damit die Metallstifte gegenüber den Laminatstreifen ordnungsgemäß ausgerichtet sind, ist es vorteilhaft, wenn entweder die Laminatstreifenaufnahme oder der Pressstempel Nuten aufweist, in denen die Metallstifte zumindest eingelegt bzw. teilweise eingedrückt und dabei gegenüber dem Laminatstreifen ordnungsgemäß ausgerichtet werden können.
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Eine derartige Vorrichtung ist vorteilhaft, da hierdurch die vorliegende Umlenkeinrichtung sowie der vorliegende Wickelkern besonders einfach hergestellt werden können, wenn die Trageeinrichtung mit einem faserverstärkten und/oder glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellt werden soll.
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Weitere Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Erläuterungen anliegender Zeichnung beschrieben, in welcher beispielhaft verschiedene als Metallstiftstreifen bzw. Metallstiftringe ausgebildeten Umlenkvorrichtungen sowie damit versehene Wickelkerne dargestellt sind.
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Es zeigt
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1 schematisch einen Abschnitt eines Stiftstreifens aus Drähten,
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2 schematisch einen Abschnitt eines Stiftstreifens aus Nägeln und Drähten,
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3 schematisch einen Abschnitt eines Stiftstreifens aus Nägeln,
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4 schematisch einen Abschnitt eines tiftstreifens aus Bolzen und einem Trägerdraht,
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5 schematisch einen in unterschiedlichen Winkeln abgewinkelten Nagel eines Stiftstreifens,
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6 schematisch einen abgewinkelten Nagel in einer Art Höhenverstellung des Stiftstreifens,
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7 schematisch einen Stiftstreifenabschnitt mit in einem engen ersten Abstand zueinander beabstandeten Nägeln,
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8 schematisch einen Stiftstreifenabschnitt mit in einem weiteren und größeren Abstand zueinander beabstandeten Nägeln,
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9 schematisch einen Metallstift an einer Trageeinrichtung mit einer ersten Biegesteifigkeit,
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10 schematisch den Metallstift aus der 9 mit einer durchmesserstärkeren Trageeinrichtung als die Trageeinrichtung aus der 9 mit einer dementsprechend größeren Biegesteifigkeit,
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11 schematisch einen relativ dünnen Nagel mit einer ersten Biegesteifigkeit,
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12 schematisch einen Nagel mit einem größeren Querschnitt und einer dementsprechend größeren Biegesteifigkeit,
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13 schematisch eine Auswahl an möglichen Stiftquerschnitten eines Metallstiftes an einem Trägerelement,
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14 schematisch einen Wickelkern mit an den Wickelkernenden angeordneten Stiftringen mit geraden Metallstiften,
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15 schematisch einen Wickelkern mit an seinen Wickelkernenden angeordneten Stiftringen mit abgewinkelten Metallstiften,
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16 schematisch einen weiteren Wickelkern mit an seinen Wickelkernenden angeordneten Stiftringen mit rechtwinklig abgewinkelten Metallstiften,
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17 schematisch einen alternativen Wickelkern mit an seinen Wickelkernenden angeordneten Stiftringen, wobei ein Stiftring gerade Metallstifte und ein Stiftring abgewinkelte Metallstifte aufweist,
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18 schematisch einen Wickelkern mit insgesamt vier Stiftringen, bei welchem die Stiftringe im Wesentlichen beabstandet von den Wickelkernenden an dem Wickelkern befestigt sind,
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19 schematisch einen Wickelkern mit zwei daran verschiebbar angeordneten Stiftringen,
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20 schematisch einen Wickelkernquerschnitt eines zylindrischen Wickelkerns,
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21 schematisch einen weiteren Wickelkernquerschnitt eines eher viereckigen Wickelkerns,
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22 schematisch einen dreieckigen Wickelkernquerschnitt eines alternativen Wickelkerns, und
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23 schematisch einen Wickelkernquerschnitt in Form eines Tragflächenprofils eines weiteren Wickelkerns.
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Der in der 1 gezeigte Stiftstreifen 1 weist eine Vielzahl an Metallstiften 2 (hier nur exemplarisch beziffert) auf. Die Metallstifte 2 verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander und sind in diesem Ausführungsbeispiel durch einen ersten quer zu der Vielzahl an Metallstiften 2 verlaufenden Trägerdraht 3 und durch einen zweiten quer zu der Vielzahl an Metallstiften 2 verlaufenden Trägerdraht 4 miteinander zu dem Stiftstreifen 1 verbunden. Hierzu weist der Stiftstreifen 1 eine Vielzahl an Schweißstellen 5 (hier nur exemplarisch beziffert) auf, worüber die Vielzahl der Metallstifte 2 sowohl an dem ersten Trägerdraht 3 als auch an dem zweiten Trägerdraht 4 angeschweißt ist. Der Stiftstreifen 1 zeichnet sich in diesem Ausführungsbeispiel durch eine besonders einfache Schweißkonstruktion aus, mit welcher letztendlich baulich besonders einfach ein Stiftring 203 (siehe beispielsweise 14) für einen Wickelkern 200 bereitgestellt werden kann.
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Der Stiftstreifen 1 ist vorliegend als eine „Endlosware” hergestellt, welche besonders einfach durch Trennen der Trägerdrähte 3 und 4 entsprechend eines Wickelkerndurchmessers konfektioniert werden kann. Damit der Stiftstreifen 1 an einen Wickelkern 200 (siehe 14) angeordnet werden kann, werden die beiden Trägerdrähte 3 und 4 derart gebogen, dass das erste Stiftstreifenende 6 mit dem zweiten Stiftstreifenende 7 zusammenstößt und die beiden Stiftstreifenenden 6 und 7 dort gegebenenfalls miteinander verbunden werden können. Ist der Stiftstreifen 1 zu einem Stiftring 203 an einem Wickelkern 200 angeordnet, weisen die freien Stiftenden 8 in der Regel von dem Körper eines Wickelkerns 200 weg, so dass zwischen den freien Stiftenden 8 ein Fadenaufnahmeraum 9 gebildet ist. Sollte der Stiftstreifen 1 bzw. eine Vielzahl davon bereits vorkonfektioniert sein und die Länge eines der Stiftstreifen 1 nicht ausreichen, um einen Umfang eines Wickelkerns vollständig zu umfassen, ist es möglich, zwei oder mehr Stiftstreifen 1 aneinander zu reihen, so dass ein Stiftring 203 am kompletten Umfang des Wickelkerns 200 angeordnet ist.
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Der alternative Stiftstreifen 30 aus der 2 weist eine Vielzahl an Metallstiften 31 auf, wobei jeder der Metallstifte 31 aus einem Nagel hergestellt ist. Jeder Nagel ist an einem quer zu der Vielzahl an Metallstiften 31 verlaufenden Trägerdraht 32 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Vielzahl an Metallstiften 31 an dem Trägerdraht 32 angelötet. Die Vielzahl an Metallstiften 31 verläuft vorliegend im Wesentlichen ebenfalls parallel zueinander, so dass zwischen jedem einzelnen Metallstift ein Fadenaufnahmeraum 33 bereitgestellt ist. Um die Parallelität zwischen den einzelnen Metallstiften 31 im Wesentlichen auch dann beizubehalten, wenn auf die einzelnen Metallstifte 31 eine Kraft wirkt, sind die Metallstifte 31 zusätzlich mittels eines ersten Stabilisierungsdrahtes 34 und eines zweiten Stabilisierungsdrahtes 35 untereinander verbunden. Insgesamt erhält der Metallstiftstreifen 30 hierdurch eine relativ hohe Steifigkeit und Festigkeit. Um eine Vielzahl an Metallstiften 31, die aus einzelnen Nägeln besteht, die wiederum untereinander mittels eines ersten Stabilisierungsdrahtes 34 und eines zweiten Stabilisierungsdrahtes 35 untereinander bzw. miteinander verbunden sind, mit einem möglichst geringen Aufwand bereitzustellen, besteht die Einheit aus der Vielzahl an Metallstiften 31 und den ersten sowie den zweiten Stabilisierungsdrähten 34 und 35 aus einer handelsüblichen Nagelleiste 36. Somit liegt jeder einzelne Nagel bereits in einer vorgerichteten Lage vor, noch bevor die Nägel mit ihren Nägelköpfen 37 an den eigentlichen Trägerdraht 32 angelötet werden.
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Der in der 3 dargestellte Stiftstreifen 40 setzt sich aus einer Nagelleiste 41, wie aus der 2 bereits bekannt, mit Nägeln 42 (hier nur exemplarisch beziffert) zusammen. Die Nägel 42 bilden hierbei die Vielzahl an Metallstiften des Stiftstreifens 40 und sind jeweils in einem Bereich 43 (hier nur exemplarisch beziffert) abgewinkelt. In diesen angewinkelten Bereichen 43 sind die Nägel 42 miteinander verschweißt. Die einzelnen Nägel 42 der Nagelleiste 41 sind untereinander zusätzlich mit einem ersten Stabilisierungsdraht 44 und mit einem zweiten Stabilisierungsdraht 45 verbunden. Zwischen den einzelnen Nägeln 42 ist jeweils ein Fadenaufnahmeraum 46 (hier nur exemplarisch beziffert) gebildet.
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Der in der 4 gezeigte Stiftstreifen 60 ist aus einer Vielzahl an Bolzen 61 (hier nur exemplarisch beziffert) gebildet, die jeweils über eine Schweißstelle 62 mit einem Trägerdraht 63 verbunden sind. Die Bolzen 61 sind hierbei derart beabstandet zueinander an dem Trägerdraht 63 angeschweißt, dass zwischen ihnen jeweils ein Fadenaufnahmeraum 64 gebildet ist.
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Der in der 5 gezeigte Nagel 90 ist an einer Stelle 91 um einen ersten Winkel 92 abgewinkelt. Angedeutet sind sowohl die Ursprungslage 93 als auch zwei weitere Winkelstellungen 94 und 95 des gewinkelten Endes 96 des Nagels 90. Durch die Vielzahl an möglichen Stellungen des Nagelendes 96 ergibt sich hinsichtlich eines Stiftringes 211 (siehe beispielsweise 15) eine große Vielzahl an unterschiedlichen Einstellmöglichkeiten wie ein Stiftring 211 an einem Wickelkern 210 gestaltet sein kann. Der Winkel 92 ist vorliegend in einem Intervall von α ≥ 0° bis α < 180° beliebig wählbar.
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Der in der 6 dargestellte Nagel 100 ist an seinem dem Nagelkopf 101 abgewandten Ende 102 an einer ersten Knickstelle 103, an einer zweiten Knickstelle 104 und an einer dritten Knickstelle 105 wahlweise abknickbar. Es versteht sich, dass der Nagel 100 an weiteren Knickstellen abgeknickt sein kann. Durch die gegenüber dem Nagelkopf 101 unterschiedlich weit beabstandeten Abknickstellen 103, 104 und 105 ist die Höhe 106 des abgeknickten Nagelendes 107 variabel einstellbar. Die Höhe 106 ist zusätzlich durch unterschiedliche Winkelstellungen 93, 94 und 95 (siehe 5) einstellbar. Hierdurch ergibt sich eine zusätzliche Gestaltungsmöglichkeit eines Stiftringes 211, der an einem Wickelkern 210 (siehe beispielsweise 15) angeordnet ist. Die Höhe 106 richtet sich je nach Lage des gewählten Abknickpunktes 103, 104 und 105 zwischen 0 mm und nahezu der maximalen Länge des Nagels 100 ausgehend vom Nagelkopf 101.
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Die in der 7 gezeigten Nägel 110 des Stiftstreifens 111 werden in einem Abstand 112 zueinander mit ihren Nägelköpfen 113 an einem Trägerdraht 114 angeschweißt. Die Nägel 110 sind hierbei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Um die Stabilität des Stiftstreifens 111 weiter zu erhöhen, sind die einzelnen Nägel 110 zusätzlich mit einem ersten Stabilisierungsdraht 115 und einem zweiten Stabilisierungsdraht 116 untereinander verbunden. Zwischen den um den Abstand 112 beabstandeten Nägeln 110 ist jeweils ein Fadenaufnahmeraum 117 realisiert.
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Die Nägel 120 (siehe 8) des Stiftstreifens 121 sind über ihre Nägelköpfe 122 in einem Abstand 123 an einen Trägerdraht 124 angeschweißt. Zwischen den einzelnen Nägeln 120 ergibt sich somit ein Fadenaufnahmeraum 125. Der Abstand 123 zwischen den einzelnen Nägeln 120 des Stiftstreifens 121 ist größer gewählt als der Abstand 112 zwischen den Nägeln 110 des Stiftstreifens 111, so dass sich der Stiftstreifen 121 eher zum Umlenken von dickeren Fäden an einem Wickelkern 200 (siehe 14) eignet.
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Die in den 9 und 10 im Schnitt gezeigten Stiftstreifen 130 bzw. 140 weisen jeweils eine Vielzahl an Metallstiften 131 bzw. eine Vielzahl an Metallstiften 141 auf. Sowohl die Vielzahl an Metallstiften 131 als auch die Vielzahl an Metallstiften 141 bestehen in diesen Ausführungsbeispielen aus nahezu identischen Nägeln 132. Jedoch sind die einzelnen Nägel 132 des jeweiligen Stiftstreifens 130 und 140 an unterschiedlich dicken Trägerdrähten 133 und 142 angeschweißt. Hierdurch ergibt sich, dass der Stiftstreifen 130 eine wesentlich geringere Biegesteifigkeit 134 gegenüber dem Stiftstreifen 140 aufweist. Der Stiftstreifen 140 hat somit eine größere Biegesteifigkeit 143.
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Der in der 11 gezeigte Nagel 170 hat einen Durchmesser 171 und er weist entsprechend seines Durchmessers eine erste Biegesteifigkeit 172 auf. Da der Nagel 180 aus der 12 einen wesentlich größeren Durchmesser 181 aufweist, besitzt der Nagel 180 auch eine größere Biegesteifigkeit 182 gegenüber der ersten Biegesteifigkeit 172 des Nagels 170. Hieraus ergibt sich eine weitere Variabilität hinsichtlich der Steifigkeit und Festigkeit eines Stiftstreifens 1 (siehe 1).
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Die in der 13 dargestellte Vielzahl an Stiftquerschnitten 190 ist unterschiedlicher Gestalt. Der erste Stiftquerschnitt 191 ist rund, der zweite Stiftquerschnitt 192 und der dritte Stiftquerschnitt 193 sind eher oval, wohingegen die Stiftquerschnitte 194 und 195 einen rechteckigen Querschnittsverlauf aufweisen. Der Metallstift 196 weist einen dreieckigen Stiftquerschnitt auf. Es versteht sich, dass ein Metallstift 2 (siehe 1) einen nahezu beliebigen Querschnitt aufweisen kann. Hierbei sind die im Wesentlichen identischen Querschnitte 192 und 193 sowie die im Wesentlichen identischen Querschnitte 194 und 195 in einer unterschiedlichen Ausrichtung an einem Trägerelement 197 vorgesehen, so dass hierdurch unterschiedliche Eigenschaften eines Stiftstreifens 1 und damit auch eines Stiftringes 203 (siehe 14) realisierbar sind.
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Der in der 14 gezeigte Wickelkern 200 weist an seinen beiden Endbereichen 201 und 202 jeweils einen Stiftring 203 bzw. 204 auf. Sowohl der Stiftring 203 als auch der Stiftring 204 sind aus einem Stiftstreifen 1 (siehe 1) hergestellt. Dementsprechend sind die Metallstifte 205 (hier nur exemplarisch beziffert) der beiden Stiftringe 203 und 204 eher gerade ausgebildet und erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse 206 des Wickelkerns 200.
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Der in der 15 gezeigte Wickelkern 210 weist an seinen beiden Enden einen Stiftring 211 bzw. einen Stiftring 212 auf. Hierdurch hat der Wickelkern 210 im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie der Wickelkern 200 aus der 14, jedoch sind die Metallstifte 213 (hier nur exemplarisch beziffert) der beiden Stiftringe 211 und 212 abgewinkelt. Somit sind die Enden 214 der Metallstifte 213 wesentlich weiter beabstandet als im restlichen Stiftbereich, so dass im Bereich der Stiftenden 214 zwischen den einzelnen Metallstiften 213 ein wesentlich größerer Fadenaufnahmeraum 9 (siehe 1) vorliegt.
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Der in der 16 gezeigte Wickelkern 220 weist an seinen Enden im Wesentlichen identische Stiftringe 221 und 222 auf. Die Metallstifte 223 (hier nur exemplarisch beziffert) der Stiftringe 221 und 222 sind an ihrer Mitte um 90° abgeknickt.
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Der Wickelkern 230 (17) weist hingegen an seinen jeweiligen Enden 231 und 232 unterschiedliche Stiftringe 233 und 234 auf. Die Stiftringe 233 und 234 unterscheiden sich im Wesentlichen dadurch, dass die Metallstifte 235 des Stiftringes 233 abgewinkelt sind, während die Metallstifte 236 des Stiftringes 234 nicht abgewinkelt also gerade sind.
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Der in der 18 gezeigte Wickelkern 240 weist jeweils ein Stiftringpaar 241 und ein Stiftringpaar 242 auf, die im Wesentlichen identisch sind. Sowohl das Stiftringpaar 241 als auch das Stiftringpaar 242 weisen jeweils einen ersten Stiftring 241A bzw. 242A und einen zweiten Stiftring 241B bzw. 242B auf. Jeder der Stiftringe 241A, 241B und 242A, 242B hat eine Vielzahl an abgewinkelten Metallstiften 243 (hier nur exemplarisch beziffert). Die Stiftringe 241A, 241B und 242A, 242B der beiden Stiftringpaare 241 und 242 sind hierbei beliebig verlagerbar an dem Grundkörper 244 entlang der Längsmittelachse 245 des Wickelkerns 240 angeordnet.
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An dem Wickelkern 250 (siehe 19) ist sowohl ein erster Stiftring 251 als auch ein zweiter Stiftring 252 beabstandet von dem Endbereich 253 bzw. von dem Endbereich 254 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Stiftring 251 und der Stiftring 252 im Wesentlichen identisch. Die Positionen der beiden Stiftringe 251 und 252 sind an dem Wickelkern 250 jeweils unabhängig voneinander frei wählbar, so dass ein Abstand 256 zwischen den Stiftringen 251 und 252 beliebig einstellbar ist. Es versteht sich, dass der Stiftring 251 in dem Endbereich 253 des Wickelkerns 250 angeordnet sein kann, während der Stiftring 252 beabstandet von dem Endbereich 254 an dem Wickelkern 250 angeordnet ist, oder umgekehrt. Die in den 20 bis 23 gezeigten Wickelkerne 260, 270, 280 und 290 haben jeweils verschiedene Querschnittsformen. Der Wickelkern 260 hat im Wesentlichen einen kreisrunden Querschnitt, wohingegen der Wickelkern 270 eher einen viereckigen Querschnitt aufweist. Der Wickelkern 280 hat einen dreieckigen Querschnitt und ist stellvertretend für einen vieleckigen Querschnitt dargestellt. Der Wickelkern 290 hat einen eher flügelförmigen Querschnitt.
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Abschließend sei angemerkt, dass die hier gezeigten Ausführungsbeispiele nicht einschränkend hinsichtlich der vorliegenden Erfindung zu verstehen sind. Vielmehr ist nur eine erste Auswahl an unterschiedlichen Stiftstreifen, Stiftringen und Wickelkernen sowie Anordnungsmöglichkeiten zwischen diesen gezeigt, die lediglich einen erläuternden Charakter hinsichtlich der vorliegenden Erfindung haben.
