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Die Erfindung betrifft eine Fördereinheit und ein Verfahren zum Abnehmen einer auf ein Wickelschwert aufgewickelten Wickelmatte unter Verwendung der Fördereinheit.
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Zur Herstellung von Rotoren oder Statoren mit einem hohen Wirkungsgrad sind bereits eine Vielzahl von Verfahren entwickelt worden, die sich primär mit dem Erzeugen von durchgängigen Spulenwicklungen befassen. Die Spulenwicklungen werden als flache Wickelmatten hergestellt und anschließend in Nuten von Statoren oder Rotoren eingezogen. Die Spulenwicklungen bestehen aus einer Anzahl miteinander verflochtener Drähte, die mehrfach gegenläufig umgebogen werden, so dass parallel zueinander liegende Schenkel bzw. gerade Abschnitte der Drähte, die zum Ausfüllen der Nuten bestimmt sind, durch dachartige Wicklungsköpfe verbunden sind, die stirnseitig über die Rotoren oder Statoren überstehen. Zur Herstellung der Spulenwicklung als zunächst flache Wickelmatte können eine flache und drehbare Wickelschablone sowie eine Drahthandhabungsvorrichtung zum Einsatz kommen.
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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Überführung der flachen Wickelmatte, die zunächst noch auf der oftmals als Wickelschwert ausgebildeten Wickelschablone aufgewickelt ist, in einen Rotor- oder Statorkörper oder in ein Einzugswerkzeug, das für einen Einzug der Wickelmatte in einen Rotor- oder Statorkörper vorgesehen ist.
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DE 10 2015 120 963 A1 zeigt eine Transfervorrichtung nach dem Stand der Technik. Die Transfervorrichtung weist eine umlaufende Gliederkette auf, die über Umlenkrollen umgelenkt und linear aufgespannt ist, so dass in einem Bereich zwischen der Wickelschablone und einer Übergabestelle an ein Übertragungswerkzeug die Wicklung abgeflacht und ohne Biegung transportiert werden kann.
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Im Übergangsbereich zwischen der Wickelschablone und der Transfervorrichtung ist eine Nockenbahn vorgesehen, die dafür sorgt, dass das Niveau der Wicklung in den Aufnahmen der Transfervorrichtung ungefähr dem mittleren Niveau der Wickelschablone entspricht.
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Nach dem vorstehend beschriebenen Vorgehen erfolgt der Transfer der Wickelmatte kontinuierlich während des Wickelprozesses, d.h., dass nach jedem Wickelschritt (einer vollständigen Umwicklung des Wickelschwertes mit den Einzeldrähten unter Ausbildung der Wickelköpfe), die Wickelmatte relativ zu dem Wickelschwert bewegt bzw. abgezogen werden muss. Hierfür ist einerseits erforderlich, dass die komplette Transfervorrichtung gemeinsam mit dem Wickelschwert rotierbar ist. Zum anderen bedingt der Aufbau, dass die Wickelmatte durch die Gliederkette der Transfervorrichtung nur an einer der flachen Seiten des Wickelschwertes aufgenommen werden kann.
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Nach einer anderen Variante wird zur Überführung der Wickelmatte vom Wickelschwert zum Einziehwerkzeug ein Linearmagazin verwendet, in das die komplette Wickelmatte überführt werden muss und zum Einsetzen in das Einziehwerkezug wieder entnommen werden muss.
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Der vorstehend beschriebene Ablauf bzw. Aufbau führt zu einer insgesamt kompliziert arbeitenden gesamten Transfervorrichtung mit einem hohen konstruktiven Aufwand bzw. zu einem komplizierten Verfahrensablauf durch das einseitige Mitnehmen der Wickelmatte potentiell zu einem Versatz der Drähte innerhalb der Wickelmatte. Ebenso ist der Verfahrensablauf durch die Variante mit dem Linearmagazin aufwendig und durch die mehrfache Handhabung der Wickelmatte wird die Gefahr von Beschädigungen der Isolierung erhöht.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und die Wickelmatte aus einer definierten Position auf dem Wickelschwert in ein Magazin zu überführen oder direkt dem nächsten Prozessschritt zuzuführen.
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Die Aufgabe wird gelöst mit der Vorrichtung nach Anspruch 1 und dem Verfahren nach Anspruch 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich jeweils aus den abhängigen Ansprüchen.
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Für eine Fördereinheit zum Abnehmen einer auf ein Wickelschwert aufgewickelten Wickelmatte, welche mittlere Drahtstege zwischen Wickelköpfen aufweist, mit einer Abstreifvorrichtung mit Mitnehmern, die zwischen die Drahtstege eingreifen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Abstreifvorrichtung zur Mitnahme der Wickelmatte zwei in einer Förderrichtung im Gleichlauf bewegliche und einander gegenüberliegende Gliederketten aufweist, welche in einem Überlappungsbereich jeweils mit einer flachen Seite des Wickelschwerts zumindest teilweise überlappen, wobei die Gliederketten mit den Mitnehmern versehen sind.
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Dadurch, dass zwei im Gleichlauf bewegliche und einander gegenüberliegende Gliederketten vorgesehen sind, ergibt sich der Vorteil, dass die Abstreifvorrichtung die Wickelmatte von dem Wickelschwert in der Förderrichtung gleichzeitig von beiden Seiten des Wickelschwerts abstreifen kann. Auf diese Weise wird besonders vorteilhaft sichergestellt, dass die Drahtstege, die von den Mitnehmern mitgenommen werden, ihre Position, relativ zueinander gesehen, auf beiden Seiten der Wickelschablone nicht verändern. Somit wird sichergestellt, dass die Wickelmatte in den Gliederketten so zu liegen kommt, wie sie auch auf dem Wickelschwert zuvor aufgewickelt war. Einerseits wird die vorstehend beschriebene Fehlausrichtung der Drahtstege auf diese Weise vermieden und andererseits wird ebenfalls sichergestellt, dass die Wickelmatte in sich möglichst wenig verschoben bzw. verzogen wird. Durch letzteres wird sichergestellt, dass die Isolation der Einzeldrähte, aus denen die Wickelmatte aufgebaut ist, auch durch die Manipulation beim Abstreifen von dem Wickelschwert möglichst wenig beansprucht wird, wodurch etwaige Ausschüsse später im Herstellungsprozess einer Elektromaschine, welche sich durch beschädigte Isolation der Einzeldrähte ergeben, vermieden werden.
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Aus einer weiteren Ausgestaltung ergibt sich, dass sich ein Abstand der Gliederketten in der Förderrichtung außerhalb des Überlappungsbereichs reduziert. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung beträgt ein Abstand der Gliederketten in der Förderrichtung außerhalb des Überlappungsbereichs gleich Null, sodass die Gliederketten in der Förderrichtung außerhalb des Überlappungsbereichs direkt in Anlage zueinander sind. Auf diese Weise wird für die gleichlaufenden Gliederketten sichergestellt, dass die darin aufgenommenen Drahtstege der Wickelmatte relativ zueinander in der Förderrichtung fix positioniert sind. Sobald das Wickelschwert außerhalb des Überlappungsbereichs keine Abgrenzung zwischen den Gliederketten mehr darstellt besteht ansonsten die Gefahr, dass die in der einen Gliederkette aufgenommenen Drahtstege herausfallen. Bei einem vorzugsweise auf Null minimierten Abstand zwischen der einen (oberen) und der anderen (unteren) Giederkette ergibt sich der Vorteil, dass, auch wenn die Drahtstege in einer Gliederkette nicht zuverlässig gehalten sein sollten, die Drahtstege im Zweifel zwischen den Mitnehmern der anderen Gliederkette zu liegen kommen.
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Nach einer weiteren optionalen Ausgestaltung ergibt sich, dass die Gliederketten zumindest in dem Überlappungsbereich normal zu den flachen Seiten des Wickelschwerts und/oder in Bezug auf das Wickelschwert axial beweglich sind.
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Auf diese Weise kann die Fördereinheit an verschiedene Wickelschwertgeometrien angepasst werden. Bevorzugt sind die Gliederketten zwischen zumindest zwei Umlenkrollen aufgespannt, wobei eine Umlenkrolle, die im Überlappungsbereich angeordnet ist, normal zu den flachen Seiten des Wickelschwerts und/oder in Bezug auf das Wickelschwert axial beweglich ist. Ebenfalls kann denkbar sein, dass die gesamte Gliederkette normal zu den flachen Seiten des Wickelschwerts und/oder in Bezug auf das Wickelschwert axial beweglich ist.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fördereinheit in Förderrichtung außerhalb des Überlappungsbereichs einen Drahtauswerfer aufweist. Durch den Drahtauswerfer können die Drahtstege der Wickelmatte zwischen den Mitnehmern der einen Gliederkette ausgeworfen werden und zwischen Mitnehmer der anderen Gliederkette befördert werden. Durch den Drahtauswerfer ergibt sich also der Vorteil, dass die Wickelmatte, die unmittelbar nach dem Abstreifen von dem Wickelschwert sowohl in der einen, als auch in der anderen Gliederkette mitgenommen ist, aus der einen in die andere Gliederkette überführt werden kann. Auf diese Weise liegt die Wickelmatte nach der Manipulation mittels des Drahtauswerfers in lediglich einer Gliederkette, was die anschließende Manipulation der Wickelmatte und/oder Übergabe an weitere Prozessschritte erleichtert.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ergibt sich dementsprechend konstruktiv günstig, dass der Drahtauswerfer in Langlöcher einer der Gliederketten eingreift, um die mittleren Drahtstege aus dieser Gliederkette in Aufnahmen der gegenüberliegenden Gliederkette zu überführen.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fördereinheit in Förderrichtung außerhalb des Überlappungsbereichs eine Formeinrichtung für die Wickelköpfe und/oder Drahtstege der Wickelmatte aufweist. Durch die Formeinrichtung ist insbesondere ein Pressen der Wickelköpfe der Wickelmatte und/oder ein Anpressen der Drahtstege, die beiderseitig des Wickelschwerts angeordnet waren, ermöglicht. Vorzugsweise wird die Formeinrichtung in der Förderrichtung nach dem optionalen Überführen der Wickelmatte von der einen Gliederkette in die andere erfolgt.
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Durch das Pressen mittels der Formvorrichtung wird die Wickelmatte komprimiert, wodurch sich deren Platzbedarf während und nach dem Einzug in den Stator, Rotor, ein Trommelmagazin oder Einziehwerkzeug, verringert.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ergibt sich, dass die Gliederketten Segmente aufweisen, welche jeweils relativ zueinander arretierbar sind. Vorzugsweise weist die Gliederkette relativ zueinander arretierbare Segmente auf, in welche die Überführung die Wickelmatte mittels der Drahtauswerfer vorgesehen ist. Die arretierbaren Segmente bewirken ein Versteifen der Gliederkette, sodass diese vergleichbar einem Linearmagazin weiter verwendbar ist.
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Aus einer optionalen Weiterbildung ergibt sich, dass die Mitnehmer an den Rändern der Aufnahmen vorgesehen sind und als zu einem freien Ende hin zulaufende Stege ausgebildet sind.
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Durch die zulaufende Form der Stege ergibt sich der Vorteil, dass eine Fehlzuordnung der Drahtstege in die Aufnahmen verringert wird. Insbesondere wird vermieden, dass zwei in der Förderrichtung aufeinanderfolgende Drahtstege in eine einzige Aufnahme der Gliederkette aufgenommen werden. Dies würde ansonsten zu einer Fehlzuordnung der Drahtstege in den Nuten eines Rotors oder Stators führen, in den die Wickelmatte einzuziehen ist.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Abnehmen einer auf ein Wickelschwert aufgewickelten Wickelmatte mittels einer Fördereinheit nach den vorstehend beschriebenen Ausführungen mit den Verfahrensschritten: Kontinuierliches Mitnehmen der Wickelmatte durch Mitnehmer von beidseitig von dem Wickelschwert angeordneten Gliederketten in dem Überlappungsbereich, wobei die Gliederketten in Bezug auf die Wickelmatte gleichläufig angetrieben sind; Abstreifen und Aufnehmen der Wickelmatte von dem Wickelschwert zwischen den Gliederketten.
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Auch für das Verfahren ergeben sich die oben beschriebenen Vorteile hinsichtlich der Beibehaltung der Zuordnung der einzelnen Drahtstege relativ zueinander und in Bezug auf die Förderrichtung und in Bezug auf die Anordnung auf der jeweiligen Seite des Wickelschwerts. Weiterhin wist durch das Abstreifen mittels der Gliederketten und deren Mitnehmern sichergestellt, dass die Isolation der Einzeldrähte, aus denen die Wickelmatte besteht, intakt gehalten wird.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Wickelmatte aus Aufnahmen der ersten Gliederkette in korrespondierende Aufnahmen der zweiten Gliederkette mittels des Drahtauswerfers ausgeworfen wird.
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Wie oben beschrieben, können die Drahtstege der Wickelmatte durch den Drahtauswerfer zwischen den Mitnehmern der einen Gliederkette ausgeworfen werden und zwischen die Mitnehmer der anderen Gliederkette befördert werden. Durch den Drahtauswerfer ergibt sich also der Vorteil, dass die Wickelmatte, die unmittelbar nach dem Abstreifen von dem Wickelschwert sowohl in der einen, als auch in der anderen Gliederkette mitgenommen ist, aus der einen in die andere Gliederkette überführt werden kann. Auf diese Weise liegt die Wickelmatte nach der Manipulation mittels des Drahtauswerfers in lediglich einer Gliederkette, was die anschließende Manipulation der Wickelmatte und/oder Übergabe an weitere Prozessschritte erleichtert.
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Weitere Merkmale, Details und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung Ausführungsbeispielen basierend auf den Zeichnungen.
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Es zeigen:
- 1: Einen schematischen Ausschnitt der Fördereinheit und eines Wickelschwerts in einer Seitenansicht;
- 2: Eine schematische Detaildarstellung eines Ausschnitts der Fördereinheit außerhalb des Überlappungsbereichs; und
- 3: Eine Darstellung einer Ausführungsform der Fördereinheit mit dem Drahtauswerfer und der Formeinrichtung.
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Im Folgenden werden für alle Figuren dieselben Bezugszeichen zur Kennzeichnung derselben Elemente verwendet, es sei denn, dass etwas Anderes angegeben ist.
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1 zeigt einen schematischen Ausschnitt der Fördereinheit 1 und eines Wickelschwerts 30 in einer Seitenansicht. Die Fördereinheit 1 weist eine erste Gliederkette 10 und eine weitere zweite Gliederkette 20 auf, zwischen denen ein Wickelschwert 30 angeordnet ist. Das Wickelschwert 30 ist ein länglicher flacher Körper, wobei die erste Gliederkette 10 mit einer ersten flachen Seite 32 des Wickelschwerts zumindest teilweise überlappt und die zweite Gliederkette 20 mit einer zweiten flachen Seite 34 des Wickelschwerts 30 zumindest teilweise überlappt.
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Auf das Wickelschwert 30 ist eine Wickelmatte 40 aufgewickelt. In der Wickelmatte 40 sind auf der ersten bzw. zweiten Seite des Wickelschwerts Drahtstege 42, 42' ausgebildet. Die Wickelmatte 40 weist ferner Wickelköpfe auf, die die Drahtstege 42, von der einen Seite 32 des Wickelschwerts 30 mit den Drahtstegen 42' von der anderen Seite 34 des Wickelschwerts 30 verbinden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass ein axialer Versatz mittels der Wickelköpfe realisiert wird. Die Wickelköpfe sind in der Schnittansicht von 1 nicht weiter dargestellt.
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Wie in 1 dargestellt, sind die Gliederketten 10, 20 im Gleichlauf in einer Förderrichtung FR beweglich. Die Gliederketten weisen Mitnehmer 14, 24 auf (hier sind exemplarisch zwei Mitnehmer bezeichnet), die in Förderrichtung FR zwischen den Drahtstegen 42, 42' eingreifen und die Drahtstege und somit auch die Wickelmatte von dem in Förderrichtung FR unbeweglichen Wickelschwert 30 abstreifen.
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Man erkennt, dass dies in dem Überlappungsbereich 2 geschieht, also in dem Bereich, in dem die Gliederketten mit dem Wickelschwert überlappen. In Förderrichtung neben dem Überlappungsbereich verringert sich der Abstand A zwischen der ersten Gliederkette 10 und der zweiten Gliederkette 20 bis beide Gliederketten 20, 30 mit deren Mitnehmern 12, 22 in direkter Anlage sind.
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2 zeigt eine schematische Detaildarstellung eines Ausschnitts der Fördereinheit 1 außerhalb des Überlappungsbereichs 2. Die beiden Gliederketten 10, 20 der Fördereinheit 1 sind in dieser Darstellung schon miteinander in Anlage. Die Gliederketten 10, 20 sind aus Segmenten 19, 19', 29, 29` aufgebaut, wobei in jedem Segment zumindest ein Mitnehmer 14, 24 angeordnet ist. Zwischen zwei Mitnehmern 14, 14' und 24', 24' ist eine Aufnahme 16, 26 der Gliederkette ausgebildet, worin die jeweiligen Drahtstege 42, 42` der Wickelmatte aufgenommen sind. Die einzelnen Mitnehmer 14, 14', 24', 24' sind stegförmig ausgebildet und weisen an deren freien Enden zulaufende Bereiche 15, 25 auf. Die Mitnehmer 14, 14', 24', 24' sind an den gegenüberliegenden Enden durch eine Basis 17, 27 der jeweiligen Gliederkette 10, 20 gehalten. Jede Gliederkette 10, 20 ist aus mehreren Segmenten 19, 19', 29, 29` aufgebaut, wobei in jedem Segment 19, 19', 29, 29` Mitnehmer 14, 14', 24', 24` und Aufnahmen 16, 16' angeordnet sind.
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Im Bereich der Aufnahmen 16, 26 sind in der jeweiligen Basis 17, 27 der Gliederkette Langlöcher 18, 28 ausgebildet, durch die die in den Aufnahmen 16, 26 einliegenden Drahtstege 42, 42' mittels eines Drahtauswerfers 50 ausgeworfen werden können.
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3 zeigt eine Darstellung einer Ausführungsform der Fördereinheit 1 mit dem Drahtauswerfer 50 und der Formeinrichtung 60. In der 3 erkennt man das für die 1 und 2 bereits beschriebene Abstreifen und Mitnehmen der auf das Wickelschwert aufgewickelten Wickelmatte 40 in der Förderrichtung FR. Das Abstreifen und Mitnehmen erfolgt in dem Überlappungsbereich 2, in dem die Gliederketten und das Wickelschwert überlappen.
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In Förderrichtung FR nach dem Überlappungsbereich 2 liegt die Wickelmatte 40 zunächst in der ersten Gliederkette 10 und gegenüberliegend in der zweiten Gliederkette 20 ein. Die einzelnen Drahtstege 42, 42` der Wickelmatte 40 sind, wie vorstehend bereits beschrieben, aber nicht dargestellt, mittels der Wickelköpfe miteinander verbunden. Weiter in Förderrichtung FR verringert sich der Abstand A zwischen der ersten Gliederkette 10 und der zweiten Gliederkette 20, bis dieser Abstand A gleich Null beträgt, also die erste Gliederkette 10 an der zweiten Gliederkette 20 direkt anliegt.
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Mittels des Drahtauswerfers 50, der die Langlöcher 18, 28, der ersten Gliederkette 10 mit beispielsweise einem beweglichen Auswerferstift oder einem Auswerfersteg durchragt, wird die Wickelmatte 40 mit deren Drahtstegen 42, 42' aus der ersten Gliederkette 10 in die zweite Gliederkette 20 überführt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Drahtauswerfer 50 zweckmäßigerweise auf der den Drahtstegen 42 gegenüberliegenden Seite der ersten Gliederkette 10 angeordnet, so dass der Drahtauswerfer 50 die Drahtstege 42 in die zweite Gliederkette 20 auswerfen kann.
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In Förderrichtung FR hinter dem Drahtauswerfer 50 ist in dieser Ausführungsform eine Formvorrichtung 60 angeordnet, mittels derer die Wickelmatte 40 nachgeformt werden kann. Hierbei ist denkbar, dass die jeweiligen gegenüberliegenden Drahtstege 42, 42' der Wickelmatte aneinander gepresst werden und/oder die die Drahtstege 42, 42' verbindenden Wickelköpfe gepresst werden. Die Formvorrichtung 60 kann hierfür die Wickelmatte 40 sowohl im Falle der Komprimierung der Drahtstege 42, 42' durch die Langlöcher 18, 18' der Gliederketten 10, 20 als auch im Falle der Komprimierung der Wickelköpfe neben den Gliederketten 10, 20 pressen.
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Darauf folgend ist in Förderrichtung FR vorgesehen, dass die Wickelmatte 10 aus der Fördereinheit 1 ausgegeben wird. Alternativ kann ebenfalls vorgehen sein, dass die Segmente 19, 19', 29, 29' einer Gliederkette 10, 20 jeweils relativ zueinander arretierbar sind. Auf diese Weise kann die Gliederkette 10, 20 ein Linearmagazin mit einer darin liegenden Wickelmatte 40 ausbilden, welches für weitere Prozessschritte verwendet werden kann.
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Sämtliche Merkmale und Vorteile, die sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung ergeben, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl allein als auch in verschiedenen Kombinationen für die Erfindung wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fördereinheit
- 2
- Überlappungsbereich
- 10, 20
- Gliederkette
- 14, 14' 24, 24'
- Mitnehmer
- 15, 25
- zulaufende Bereiche
- 16, 26
- Aufnahme
- 17, 27
- Basis
- 18, 28
- Langloch
- 19, 19', 29, 29'
- Segment
- 30
- Wickelschwert
- 40
- Wickelmatte
- 42, 42'
- Drahtstege
- 50
- Drahtauswerfer
- 60
- Formvorrichtung
- FR
- Förderrichtung
- A
- Abstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015120963 A1 [0004]
