EP1612325A1

EP1612325A1 - Flyer bow for a wire stranding or cabling machine

Info

Publication number: EP1612325A1
Application number: EP04015191A
Authority: EP
Inventors: Walter Priegelmeier; Richard Strauss; Sven Schweizer
Original assignee: SGL Carbon SE
Current assignee: SGL Carbon SE
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2006-01-04
Anticipated expiration: 2024-06-29
Also published as: EP1612325B1; US20060000198A1; DE502004011778D1; CA2509853A1; ATE484624T1; US7121076B2

Abstract

The flyer bow (1), for wire manufacturing machines, has a tube (7) along the center of its inner flank (4) of a wear-resistant metal or transparent plastics material as an integrated wire guide. The flyer bow has a profile (1a-1h) with a concave inner flank, a flat outer flank (5), and rounded transits (6',6") between them.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotorbügel für Drahtverlitzungs- oder Drahtverseilmaschinen.
In solchen aus dem Stand der Technik bekannten Maschinen werden die auf einzelnen Spulen bereitgestellten separaten Drahtstränge zunächst zusammengeführt, so dass ein Bündel aus mehreren parallelen Drähten erhalten wird. Dieses Bündel von parallelen Drähten wird dann entlang der Innenflanke eines um eine waagerecht oder senkrecht angeordnete Achse rotierenden Bügels (Rotorbügel, häufig auch als flyer bow bezeichnet) gezogen. Durch die Rotation des Bügels werden die ursprünglich parallelen Drähte beim Einlaufen auf den Bügel miteinander verdrillt, und beim Ablaufen vom Bügel ein weiteres Mal miteinander verdrillt. Der vom Bügel ablaufende verdrillte Draht wird auf eine Spule aufgewickelt. Aus Produktivitätsgründen ist es erwünscht, mit einer möglichst hohen Rotationsgeschwindigkeit zu arbeiten. Die Rotorbügel sind dabei einer starken Belastung einerseits durch die Fliehkraft und andererseits durch die Reibung des Drahtes ausgesetzt, denn durch die Fliehkraft bei der Rotation wird der Drahtstrang entsprechend einer Seilwurfkennlinie gegen die Innenflanke des Bügels gedrückt.
Es ist bekannt, Rotorbügel für die vorstehend beschriebenen Maschinen aus mit Kohlenstofffasern oder mit Glasfasern verstärkten Kunststoffen (CFK bzw. GFK) zu fertigen. Ursprünglich wurden Bügel mit einem rechteckigen Profil verwendet. Zur Verringerung des Luftwiderstandes bei der Rotation wurden jedoch stromlinienförmige (aerodynamische) Profile entwickelt. Für die Führung der Drähte entlang der Krümmung des Bügels ist in die Oberfläche der Innenflanke des Rotorbügels eine mit einem als Verschleißschutz wirkenden Metallblech, vorzugsweise aus einem weitgehend abriebfesten Hartmetall, ausgekleidete Führungsrille oder -nut eingelassen, und über die Länge der Drahtführungsnut verteilt sind mehrere Drahtführungsösen angebracht. Herkömmlicherweise werden diese Ösen in den Rotorbügel eingeschraubt. Die Drahtführung über Ösen nach dem Stand der Technik weist einige signifikante Nachteile auf. So stören die aus der Innenflanke des Rotorbügels herausragenden Ösen die aerodynamische Form des Rotorbügels, dies führt zu einer Erhöhung des Luftwiderstands bei der Rotation. Der Austausch verschlissener Ösen ist relativ zeitaufwändig, und die für das Einschrauben der Ösen nötigen Bohrungen stellen mechanische Schwachstellen des Rotorbügels dar. Zur Überwindung dieses Nachteils wurde in der Patentschrift US 6 289 661 vorgeschlagen, die Ösen für die Drahtführung so auszubilden, dass sie auf den Rotorbügel aufgesteckt werden und diesen seitlich umklammern. Eine weitere Verbesserung besteht nach US 5 809 763 darin, anstelle halbkreisförmiger Ösen solche mit abgeflachtem Umfang zu verwenden, welche sich besser an das stromlinienförmig gestaltete Profil des Rotorbügels anpassen.
Es wurden auch alternative Lösungen zur Drahtführung vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart US 6 223 513 einen Rotorbügel mit tragflächenförmigem Profil. Dieser ist von einem mit einer gefederten Drahtführung versehenen inneren Kanal durchzogen. Der Kanal wird von der (in Bezug auf die Rotationsachse gesehen) Innen- und der Außenflanke des Bügels umschlossen und steht über mehrere Bohrungen, welche die Innen- bzw. Außenflanke des Bügels durchqueren, mit der Umgebungsluft in Kontakt. Bei der Rotation des Rotorbügels bildet sich zwischen seiner Innenflanke und seiner Außenflanke ein Druckunterschied aus, daher fließt ein Luftstrom von der Innenflanke, an welcher der Druck höher ist, durch die Bohrungen an der Innenflanke in den Drahtführungskanal hinein und durch die Bohrungen an der Außenflanke wieder heraus. Dadurch soll der im Drahtführungskanal entstehende Materialabrieb abtransportiert werden. Problematisch an dieser Variante von Rotorbügeln ist die relativ komplizierte Formgebung mit dem im Inneren liegenden Kanal. Ein solcher Rotorbügel kann aus zwei Teilen, welche den Drahtführungskanal umschließen und miteinander verbunden werden, hergestellt werden, dann stellt die Verbindungsnaht aber eine potentielle Schwachstelle dar. Soll der Rotorbügel dagegen in einem Stück hergestellt werden, so sind relativ komplizierte Formwerkzeuge mit Platzhaltern für den im Inneren des Werkstücks liegenden Drahtführungskanal erforderlich.
Die Patentschrift EP 0 525 856 B1 offenbart ebenfalls einen Rotorbügel mit tragflächenförmigem Profil. Der Rotorbügel besteht aus einem inneren Kern mit rechteckigem Profil aus einem lastaufnehmenden Material, z.B. Kohlenstofffasern, und einem über diesen Kern extrudierten Mantel aus einem synthetischen Material, welches nicht notwendigerweise lastaufnehmend sein muss. Der Mantel ist so gestaltet, dass er dem Bügel ein tragflächenförmiges Profil verleiht. Der Draht wird durch eine in die der Rotationsachse zugewandte Oberfläche des Kerns eingelassene, mit Hartmetall beschichtete Nut geführt, welche von dem den Kern umschließenden Mantel bedeckt wird. Vorzugsweise sind in dem die Drahtführungsnut abdeckenden Bereich des Mantels mehrere Löcher vorgesehen, um die Einführung des Drahtes zu erleichtern. In einer ersten Ausführungsform liegt die Ummantelung dicht und fest auf der Oberfläche des Kerns auf. Es wird aber auch eine zweite Ausführungsform offenbart, welche eine schnelle Auswechselung des Mantels erlauben soll. Diese nicht näher beschriebene Variante ist nach Figur 2 der genannten Patentschrift so ausgebildet, dass der Mantel weiter ist als die Abmessungen des im Profil rechteckigen Kerns, so dass die Innenseite des Mantels nicht flächig auf dem Kern aufliegt, sondern ihn nur an den Kanten linienförmig berührt. Sicher lässt sich in dieser weniger massiven Bauform der Mantel leicht vom Kern ablösen, z.B. indem der Mantel der Länge nach aufgeschnitten und einfach seitlich vom Kern abgestreift wird. Danach müsste jedoch ein neuer Mantel über den Kern extrudiert werden, und dies kann wegen der dafür nötigen Vorrichtungen i.a. nicht vor Ort beim Drahthersteller bzw. -verarbeiter geschehen. Daher erscheint das Ersetzen verschlissener Ummantelungen bzw. die Erneuerung der Hartmetallbeschichtung der Drahtführungsnut auch bei dieser Variante relativ aufwändig.
In der Patentanmeldung WO 2004/011354 wird ein Rotorbügel offenbart, welcher eine Verringerung der Reibungskraft zwischen Bügel und darüber laufendem Draht sowie eine Verringerung der auf den Draht wirkenden Spannung ermöglicht. Dies wird erreicht, indem der Draht über ein durch eine Antriebseinrichtung bewegtes endloses Förderband transportiert wird. Das Förderband bewegt sich entlang der Innenflanke des Rotorbügels in Drahtlaufrichtung, wird am in Drahtlaufrichtung gesehen vorderen Ende des Rotorbügels über eine Rolle auf die Außenflanke des Rotorbügels umgelenkt, läuft entlang der Außenflanke des Rotorbügels zurück und wird dort über eine weitere Rolle wieder zur Innenflanke des Rotorbügels umgelenkt. Entlang der Außenflanke des Rotorbügels wird das Förderband durch Ösen geführt, entlang der Innenflanke durch einen eingelassenen Kanal, welcher mit einer Abdeckung versehen ist. Die Geschwindigkeit des Förderbandes wird der Geschwindigkeit des über den Rotorbügel laufenden Drahtes angepasst, so dass Reibung zwischen Draht und Förderband vermieden und die Drahtspannung reduziert wird. Diesem großen Vorteil stehen jedoch ein relativ aufwändiger Aufbau der Vorrichtung und im Betrieb zusätzlicher Regelungsaufwand für die Synchronisation der Umlaufgeschwindigkeit des Förderbandes mit der Drahtlaufgeschwindigkeit gegenüber.The invention relates to a rotor bracket for Drahtverlitzungs- or Drahtverseilmaschinen.
In such machines known from the prior art, the separate wire strands provided on individual coils are first brought together, so that a bundle of several parallel wires is obtained. This bundle of parallel wires is then drawn along the inside flank of a stirrup rotating about a horizontally or vertically arranged axis (rotor hoop, often also referred to as a flyer bow). The rotation of the bracket, the originally parallel wires are twisted together when entering the bracket, and twisted when running off the bracket a further time with each other. The twisted wire running off the bracket is wound up on a spool. For productivity reasons, it is desirable to work with as high a rotational speed as possible. The rotor yokes are exposed to a strong load on the one hand by the centrifugal force and on the other hand by the friction of the wire, because by the centrifugal force during rotation of the wire strand is pressed according to a cable characteristic against the inner edge of the bracket.
It is known to manufacture rotor yokes for the machines described above from carbon fibers or glass fiber reinforced plastics (CFRP or GFRP). Originally, bars with a rectangular profile were used. However, streamlined (aerodynamic) profiles have been developed to reduce aerodynamic drag during rotation. For the guidance of the wires along the curvature of the bracket, a guide groove or groove lined with a metal sheet acting as a wear protection, preferably made of a largely abrasion-resistant carbide, is embedded in the surface of the inner flank of the rotor bracket, and distributed over the length of the Drahtführungsnut are several Drahtführungsösen appropriate. Conventionally, these eyelets are screwed into the rotor yoke. Wire guidance over eyelets of the prior art has some significant disadvantages. Thus, the protruding from the inner edge of the rotor bracket eyelets disturb the aerodynamic shape of the rotor yoke, this leads to an increase in air resistance during rotation. The replacement of worn eyelets is relatively time-consuming, and the holes necessary for screwing in the eyelets are mechanical weak points of the rotor bracket. To overcome this disadvantage, US Pat. No. 6,289,661 proposed designing the eyelets for the wire guide in such a way that that they are attached to the rotor bracket and clasp it laterally. A further improvement according to US Pat. No. 5,809,763 is to use, instead of semicircular eyelets, those with a flattened circumference, which better conform to the streamlined profile of the rotor yoke.
Alternative solutions for wire guidance have also been proposed. For example, US 6,223,513 discloses a rotor yoke having a tread-like profile. This is traversed by a provided with a spring-loaded wire guide inner channel. The channel is enclosed by the (in relation to the axis of rotation) inner and the outer edge of the bracket and is in contact with the ambient air via a plurality of bores which traverse the inner or outer edge of the bracket. During the rotation of the rotor yoke, a pressure difference forms between its inner edge and its outer edge, therefore an air flow from the inner edge, at which the pressure is higher, flows through the holes on the inner edge into the wire guide channel and through the holes on the outer edge again out. As a result, the resulting in the wire guide channel material abrasion should be removed. The problem with this variant of rotor yokes is the relatively complicated shape with the channel lying in the interior. Such a rotor yoke can be made of two parts, which surround the wire guide channel and are connected to each other, but then the connecting seam is a potential weak point. If the rotor yoke, however, are made in one piece, so are relatively complicated molds with placeholders for the im Inside the workpiece lying wire guide channel required.
Patent EP 0 525 856 B1 also discloses a rotor yoke with a wing-shaped profile. The rotor yoke consists of an inner core having a rectangular profile of a load-bearing material, eg carbon fibers, and a shell of a synthetic material extruded over this core, which does not necessarily have to be load-bearing. The jacket is designed to give the bow a wing-shaped profile. The wire is guided by a, in the axis of rotation facing the surface of the core embedded, coated with hard metal groove, which is covered by the core enclosing jacket. Preferably, a plurality of holes are provided in the portion of the shell covering the wire guide groove to facilitate insertion of the wire. In a first embodiment, the sheath is tightly and firmly on the surface of the core. However, a second embodiment is also disclosed which is intended to permit rapid replacement of the jacket. This unspecified variant is designed according to FIG. 2 of the cited patent specification such that the Mantle is wider than the dimensions of the rectangular core in the profile, so that the inside of the shell does not rest flat on the core, but it touches linear only at the edges. Certainly, in this less massive design, the sheath can easily be detached from the core, for example by cutting the sheath lengthwise and simply stripping it off laterally from the core. Thereafter, however, a new jacket would have to be extruded over the core, and this can not be done on-site at the wire manufacturer or processor because of the equipment needed for that purpose. Therefore, the replacement of worn sheaths or the renewal of the hard metal coating of Drahtführungsnut also appears relatively complex in this variant.
In the patent application WO 2004/011354 a rotor yoke is disclosed, which enables a reduction in the frictional force between the yoke and the wire running over it as well as a reduction of the tension acting on the wire. This is achieved by transporting the wire over an endless conveyor belt moved by a drive means. The conveyor belt moves along the inner edge of the rotor yoke in the wire running direction, is deflected at the front end of the rotor yoke viewed in the wire running direction via a roller on the outer edge of the rotor yoke, runs along the outer edge of the rotor yoke and is there via another role back to the inner edge of the rotor yoke diverted. Along the outer edge of the rotor yoke, the conveyor belt is guided by eyelets, along the inner edge by a recessed channel, which is provided with a cover. The speed of the conveyor belt is adjusted to the speed of the wire passing over the rotor bar so as to avoid friction between the wire and the conveyor belt and reduce the wire tension. However, this great advantage is a relatively complex structure of the device and in operation additional control effort for the synchronization of the rotational speed of the conveyor belt with the wire speed compared.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotorbügel mit einer integrierten Drahtführung bereit zu stellen, welche eine gleichmäßige Drahtführung ermöglicht, die Form des Bügels wenig beeinflusst und einen leichten und schnellen Austausch der dem Verschleiß durch die Drähte unterliegenden Bestandteile ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an der Innenflanke des Rotorbügels eine Röhre aus einem verschleißbeständigen Material eingelassen ist, welche als integrierte Drahtführung dient.The present invention has for its object to provide a rotor bracket with an integrated wire guide, which allows a uniform wire guide, the shape of the bracket little affected and allows easy and quick replacement of the wear of the wires underlying components.
This object is achieved in that on the inner edge of the rotor yoke, a tube made of a wear-resistant material is embedded, which serves as an integrated wire guide.

Weitere Details, Vorteile und Varianten der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung und anhand der Figuren erläutert.
Die Figuren zeigen:

Figur 1: verschiedene Profilgestaltungen des erfindungsgemäßen Rotorbügels mit eingelegter Drahtführungsröhre
Figur 2a und b: verschiedene Gestaltungen des Querschnitts der Nut für die Aufnahme der Drahtführungsröhre an einem beispielhaften Bügelprofil
Figur 3: einen Schnitt durch ein Mehrfach-Formwerkzeug für die simultane Herstellung mehrerer Rotorbügel

Further details, advantages and variants of the invention are explained in the following description and with reference to the figures.
The figures show:

FIG. 1: various profile configurations of the rotor bracket according to the invention with inserted wire guide tube
FIGS. 2a and b: various configurations of the cross section of the groove for receiving the wire guide tube on an exemplary bracket profile
FIG. 3: a section through a multiple mold for the simultaneous production of multiple rotor yokes

Der Körper des erfindungsgemäßen Rotorbügels wird beispielsweise aus mit Kohlenstofffasern oder mit Glasfasern verstärktem Kunststoff gefertigt. Es sind auch Rotorbügelkörper mit einem Mischaufbau aus beiden Werkstoffen bekannt. An der Innenflanke des Bügels, d.h. an der zur Rotationsachse hin gewandten Flanke, ist mittig eine längs verlaufende Nut für die Aufnahme der Drahtführungsröhre eingelassen. Als Drahtführungsröhre dient ein in die Nut eingelegtes Rohr, beispielsweise ein Metallrohr, oder ein in die Nut eingeklemmter Schlauch, beispielsweise ein transparenter Kunststoffschlauch. Der Innendurchmesser der Drahtführungsröhre beträgt zweckmäßigerweise 1,5 bis 28 mm.The body of the rotor yoke according to the invention is made, for example, from carbon fibers or plastic reinforced with glass fibers. There are also known Rotorbügelkörper with a mixed structure of both materials. At the inner edge of the bracket, i. on the side facing the axis of rotation flank, a longitudinal groove for receiving the wire guide tube is centrally embedded. The wire guide tube used is a tube inserted in the groove, for example a metal tube, or a tube clamped in the groove, for example a transparent plastic tube. The inner diameter of the wire guide tube is suitably 1.5 to 28 mm.

Die erfindungsgemäße Drahtführung durch ein Röhrchen ist nicht an ein bestimmtes Rotorbügelprofil gebunden. Bei der Gestaltung des Profils des Rotorbügels sind verschiedene Aspekte zu berücksichtigen wie der Luftwiderstand, die für die Festigkeit des Materials notwendige Mindeststärke, die bei der Rotation auftretenden Fliehkräfte, die Einbettung der Drahtführungsröhre in die Innenflanke des Rotorbügels und eine störungsfreie Drahtführung während der Rotation.
Mit dem aus dem Stand der Technik bekannten tragflächenförmigen Profil lässt sich der Luftwiderstand minimieren und so Antriebsenergie für die Rotation einsparen. Soll die erfindungsgemäße Art der Drahtführung durch eine Drahtführungsröhre mit einem tragflächenförmigen Bügelprofil kombiniert werden, so ist die für die Aufnahme der Drahtführungsröhre an der Innenflanke des Bügels vorzusehende Nut zweckmäßigerweise so zu gestalten, dass die Drahtführungsröhre weitgehend in der Bügeloberfläche versenkt wird, um das aerodynamisch optimierte Profil des Bügels nicht zu beeinträchtigen.
Von den Erfindern wurde jedoch festgestellt, dass der starke Auftrieb, der sich an tragflächenförmigen Rotorbügeln bei der Rotation ausbildet, eine erhebliche Belastung der Lager, in denen der Rotorbügel an seinen Enden befestigt ist, hervorruft. Deshalb ist es erwünscht, bei der Auslegung des Profils des Rotorbügels einen Kompromiss zu finden zwischen Luftwiderstand und Lagerbelastung.
In Figur 1 sind beispielhaft einige für die vorliegende Erfindung bevorzugte Profile 1 a bis 1h des Rotorbügelkörpes 1 dargestellt. Die Profile 1a und 1b können als eine Weiterentwicklung des früher verwendeten rechteckigen Profils aufgefasst werden, wobei die Ecken des Rechtecks zur Verringerung des Luftwiderstandes abgerundet wurden. Diese Rundungen sind an den Profilen 1 a und 1b als 2', 2", 2''', 2'''' gekennzeichnet.
In einer weiteren Variante sind die Ecken des Rechtecks abgeschrägt, so dass ein einem abgeflachten Achteck entsprechendes Profil 1c bzw. 1d erhalten wird. Die Abschrägungen sind in den Profilen 1c und 1d als 3', 3", 3''', 3"" gekennzeichnet.
In der inneren, d.h. zur Rotationsachse hin gewandten Flanke 4 des Rotorbügels 1 ist jeweils mittig die Drahtführungsröhre 7 eingelassen.
Als besonders vorteilhaft haben sich jedoch die Profile 1e bis 1h erwiesen, deren zur Rotationsachse hin orientierte Flanke 4 eine konvexe Wölbung aufweist, während die nach außen gewandte Flanke 5 abgeflacht ist. Die Übergänge 6' und 6" zwischen der gewölbten inneren Flanke 4 und der abgeflachten äußeren Flanke 5 sind zur Verringerung des Luftwiderstandes abgerundet. An derartigen Profilen stellt sich im Gegensatz zu dem tragflächenförmigen Profil nach dem Strand der Technik ein negativer Auftrieb ein, der die Wirkung der Fliehkräfte reduziert. Dadurch verringert sich die Belastung der Lager, und deren Standzeit wird erhöht. Die Profile 1g und 1h sind besonders bevorzugt, weil die Drahtführungsröhre 7 hier nahezu komplett in der Innenflanke 4 versenkt ist und so im Gegensatz zu der aus der Oberfläche der Innenflanke 4 herausragenden Drahtführungsröhre 7 in den Varianten 1e und 1f kaum das aerodynamische Verhalten des Bügels beeinträchtigt.
Ein symmetrisches Profil des Rotorbügels entsprechend den in Figur 1 dargestellten Varianten 1a bis 1h ist im Gegensatz zum tragflächenförmigen Profil auch deshalb von Vorteil, weil seine Orientierung beim Einbau in die Maschine unabhängig von der Rotationsrichtung ist. So lassen sich Montagefehler vermeiden.The wire guide according to the invention through a tube is not bound to a specific rotor yoke profile. When designing the profile of the rotor yoke different aspects have to be taken into account, such as the air resistance, the minimum thickness necessary for the strength of the material, the centrifugal forces occurring during the rotation, the embedding of the wire guide tube in the inner edge of the rotor yoke and a trouble-free wire guidance during the rotation.
With the known from the prior art airfoil-shaped profile can be minimized air resistance and thus save drive energy for the rotation. If the inventive type of wire guide to be combined by a wire guide tube with a wing-shaped bracket profile, the groove to be provided for receiving the wire guide tube on the inner edge of the bracket expediently be designed so that the wire guide tube is largely sunk in the ironing surface to the aerodynamically optimized Profile of the bracket does not affect.
However, it has been found by the inventors that the high lift that forms on wing-shaped rotor yokes during rotation places a significant burden on the rotor Bearings in which the rotor bracket is attached at its ends, causes. Therefore, it is desirable to find a compromise between aerodynamic drag and bearing load when designing the profile of the rotor yoke.
FIG. 1 shows by way of example some preferred profiles 1 a to 1 h of the rotor bow body 1 for the present invention. The profiles 1a and 1b can be considered as a further development of the previously used rectangular profile, wherein the corners of the rectangle were rounded to reduce the air resistance. These curves are marked on the profiles 1 a and 1 b as 2 ', 2 ", 2''', 2 ''''.
In a further variant, the corners of the rectangle are chamfered, so that a profile 1c or 1d corresponding to a flattened octagon is obtained. The chamfers are marked in the profiles 1c and 1d as 3 ', 3 ", 3'", 3 "".
In the inner, ie facing the axis of rotation down edge 4 of the rotor yoke 1, the wire guide tube 7 is inserted in each case in the middle.
However, the profiles 1e to 1h have proven to be particularly advantageous, whose flank 4, which is oriented towards the axis of rotation, has a convex curvature, while the outwardly facing flank 5 is flattened. The transitions 6 'and 6''between the domed inner flank 4 and the flattened outer flank 5 are rounded to reduce drag, and such profiles have a negative buoyancy, unlike the airfoil-shaped profile of the beach of the art The profiles 1g and 1h are particularly preferred because the wire guide tube 7 here is almost completely submerged in the inner edge 4 and so in contrast to that from the surface of the Inner edge 4 outstanding wire guide tube 7 in the variants 1e and 1f hardly affects the aerodynamic behavior of the bracket.
A symmetrical profile of the rotor yoke according to the variants 1a to 1h shown in FIG. 1 is, in contrast to the airfoil-shaped profile, also advantageous because its orientation when installed in the machine is independent of the direction of rotation. This avoids assembly errors.

Für die Aufnahme der Drahtführungsröhre 7 ist an der Innenflanke 4 des Rotorbügels mittig eine längs verlaufende Nut vorgesehen. Es kann eine Nut vorgesehen werden, die sich über die ganze Länge der Bügelinnenflanke 4 zieht und an den Enden des Bügels in dessen Stirnflächen jeweils in einem offenen Querschnitt mündet. In einer anderen Variante ist die Nut so ausgelegt, dass sie zu den Enden des Bügels hin abflacht bis auf die Höhe der Oberfläche der Bügelinnenflanke 4, so dass die eingelegte Drahtführungsröhre 7 an den abgeflachten Enden der Nut an die Oberfläche der Bügelinnenflanke 4 heraustritt. Die heraustretenden Rohrenden werden abgeschnitten, so dass die Rohrmündungen bündig mit der Oberfläche der Innenflanke 4 abschließen.
Der Querschnitt der Nut ist so gestaltet, dass die Drahtführungsröhre 7 sich einerseits leicht in die Nut hineinbringen und möglichst auch wieder herausnehmen lässt, andererseits aber während des Rotationsprozesses sicher festgehalten wird. Dies lässt sich auf verschiedene Art und Weise erreichen. Beispielsweise kann die Nut so ausgelegt werden, dass ihre Weite W relativ zu den Außenabmessungen des einzulegenden Rohrs oder Schlauchs ein leichtes Untermaß hat. Beim Hineindrücken in die Nut wird das Rohr bzw. der Schlauch leicht zusammengepresst. Im eingelegten Zustand füllt das Rohr bzw. der Schlauch den in der Nut zur Verfügung stehenden Raum komplett aus, drückt seinerseits gegen die Wandung der Nut und wird auf diese Weise festgehalten. Alternativ kann die Nut so ausgelegt werden, dass ihre Öffnung schmaler ist als der Außendurchmesser des einzulegenden Rohres, der Nutquerschnitt sich jedoch von der Öffnung weg soweit aufweitet, dass er die Drahtführungsröhre aufnehmen kann. In dieser Anordnung wird die Drahtführungsröhre durch den sich zur Öffnung hin verengenden Nutquerschnitt hinterfasst und so in der Nut festgehalten.
In Figur 2 sind beispielhaft für die Rotorbügelprofile 1a und 1b zwei Ausführungen 8' und 8" der für die Aufnahme der Drahtführungsröhre vorgesehenen Nut dargestellt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Nutquerschnitte nicht an dieses Bügelprofil gebunden sind, vielmehr lassen sich diese Nutquerschnitte mit beliebigen Bügelprofilen kombinieren.
In Figur 2a ist eine Nut 8' mit einem U-förmigen Querschnitt vorgesehen, deren Weite W kleiner ist als die Außenabmessungen des Rohrs bzw. des Schlauchs im nicht gepressten Zustand. Der Querschnitt des in die U-förmige Nut 8' einzulegenden Rohrs oder Schlauchs kann kreisrund oder oval sein, entscheidend ist, dass seine Außenabmessungen größer sind als die Weite W der Nut und dass das Rohr bzw. der Schlauch soweit verformbar sind, dass sie sich in die Nut hinein drücken lassen und sich deren Maßen anpassen.
Eine andere Variante besteht darin, entsprechend Figur 2b eine Nut 8" mit einem Querschnitt in Form eines angeschnittenen Kreises vorzusehen, wobei der Durchmesser D dieses Kreises dem Außendurchmesser des aufzunehmenden Rohres entspricht. Unter "angeschnittener Kreis" ist hier der größere der beiden Teile eines Kreises zu verstehen, der durch eine Sehne in zwei Teile geschnitten wurde. Ein solches Gebilde wird einerseits durch die gerade Linie des Anschnitts begrenzt und andererseits durch einen Kreisbogen, der einen Winkel von mehr als 180° überstreicht. Die Öffnung 9 der Nut 8" wird durch den geraden Anschnitt des Kreises gebildet und ist demzufolge schmaler als der Durchmesser D des Kreises. Vorzugsweise wird die Nut 8" so ausgelegt, dass der Kreisbogen einen Winkel zwischen 180,1° und 240° beschreibt. Die Öffnung 9 der Nut 8" ist schmaler als der Durchmesser D des Kreisbogens, und demzufolge auch schmaler als der Außendurchmesser des einzulegenden Rohres. Von der Öffnung 9 weg weitet sich der Querschnitt der Nut jedoch bis auf den Außendurchmesser der aufzunehmenden Drahtführungsröhre.
Die aus einem leicht elastischen Material bestehende Drahtführungsröhre wird unter Verengung durch die schmale Öffnung 9 in die Nut 8" hinein gedrückt, sozusagen eingeklickt, weitet sich jedoch dann wieder auf ihren ursprünglichen Durchmesser, so dass sie die Nut komplett ausfüllt und dicht an deren Wandung anschließt. Falls das "einklicken" in die Nut wegen mangelnder Elastizität des Rohr- bzw. Schlauchmaterials nicht möglich ist, wird die Drahtführungsröhre von einem Ende des Bügels her in das offene Ende (die Mündung) der Nut eingefädelt bzw. hinein geschoben und dann mit einem geeigneten Führungswerkzeug der Länge nach in die Nut eingezogen.
Die eingelegte Drahtführungsröhre wird durch die zur Öffnung hin vorspringenden Nutwandungen 10', 10" hinterfasst und auf diese Weise in der Nut festgehalten.For receiving the wire guide tube 7, a longitudinally extending groove is centrally provided on the inner edge 4 of the rotor yoke. It can be provided a groove which extends over the entire length of the inner temple edge 4 and opens at the ends of the bracket in the end faces in each case in an open cross-section. In another variant, the groove is designed so that it flattened towards the ends of the bow down to the height of the surface of the Ironing edge 4, so that the inserted wire guide tube 7 emerges at the flattened ends of the groove to the surface of the ironing inside edge 4. The emerging pipe ends are cut off so that the pipe mouths are flush with the surface of the inner edge 4.
The cross-section of the groove is designed so that the wire guide tube 7 on the one hand easily bring into the groove and as possible also take out again, but on the other hand is held securely during the rotation process. This can be achieved in different ways. For example, the groove can be designed so that its width W has a slight undersize relative to the outer dimensions of the tube or tube to be inserted. When pushing into the groove, the tube or hose is slightly compressed. When inserted, the tube or hose completely fills the space available in the groove, in turn presses against the wall of the groove and is held in this way. Alternatively, the groove can be designed so that its opening is narrower than the outer diameter of the tube to be inserted, but the groove cross-section widens away from the opening so far that it can receive the wire guide tube. In this arrangement, the wire guide tube is covered by the narrowing towards the opening groove cross-section and thus held in the groove.
2, two embodiments 8 'and 8 "of the groove provided for receiving the wire guide tube are shown by way of example for the rotor bow profiles 1a and 1b, but it should be noted that the groove cross sections are not bound to this ironing profile, but rather these groove cross sections can be used combine any bracket profiles.
In Figure 2a, a groove 8 'is provided with a U-shaped cross-section whose width W is smaller than the outer dimensions of the tube or the tube in the non-pressed state. The cross-section of the tube or tube to be inserted into the U-shaped groove 8 'may be circular or oval, it is crucial that its outer dimensions are greater than the width W of the groove and that the tube or hose are deformable to the extent that they are press into the groove and adjust to its dimensions.
Another variant consists of providing a groove 8 "with a cross-section in the form of a cut circle, the diameter D of which corresponds to the outside diameter of the pipe to be accommodated, in which case the" enlarged circle "is the larger of the two parts of a circle Such a structure is delimited on the one hand by the straight line of the gate and on the other hand by a circular arc which extends over an angle of more than 180.degree .. The opening 9 of the groove 8 '' passes through the straight cut of the Circle is formed and is therefore narrower than the diameter D of the circle. Preferably, the groove 8 "is designed so that the circular arc describes an angle between 180.1 ° and 240 ° The opening 9 of the groove 8" is narrower than the diameter D of the circular arc, and consequently also narrower than the outer diameter of the tube to be inserted , From the opening 9 away, however, the cross section of the groove widens to the outer diameter of the male wire guide tube.
The existing of a slightly elastic material wire guide tube is pressed under narrowing through the narrow opening 9 in the groove 8 "in, so to speak clicked, but then widens back to its original diameter, so that it completely fills the groove and connects close to the wall If the "click" into the groove is not possible due to lack of elasticity of the tube material, the wire guide tube is threaded from one end of the bracket into the open end (the mouth) of the groove and then with a suitable guide tool fed lengthwise into the groove.
The inserted wire guide tube is covered by the opening towards the groove walls 10 ', 10 "and thus held in the groove.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist die relativ leichte Auswechselbarkeit der dem Verschleiß unterliegenden Drahtführungsröhre. Dies kann je nach Auslegung der Nut und Handhabbarkeit des Schlauch- bzw. Rohrmaterials auf verschiedenen Wegen erfolgen.
Beispielsweise kann der Schlauch an seiner aus der Nut herausstehenden Wandung mit einem geeigneten Werkzeug, beispielsweise einer Zange, umgriffen und auf eine Dicke, die kleiner ist als die Weite der Nut, zusammengepresst werden, so dass er sich aus der Nut herausnehmen lässt. Eine andere Variante besteht darin, ein geeignetes Hebelwerkzeug zwischen Drahtführungsröhre und Nutwandung einzuführen, mit diesem Werkzeug die Drahtführungsröhre zu unterfassen und aus der Nut herauszuheben.
Weniger leicht verformbare Schläuche oder Rohre bzw. sehr tief in der Bügeloberfläche versenkte Drahtführungsröhren lassen sich mittels eines geeigneten Werkzeugs, das in eine Mündung der Röhre eingeführt wird und an deren Innenwand angreift, durch eines der offenen Enden der Nut der Länge nach herausziehen.A particular advantage of the invention is the relatively easy interchangeability of the wire guide tube subject to wear. This can be done in different ways depending on the design of the groove and handling of the hose or pipe material.
For example, the hose can be gripped on its protruding from the groove wall with a suitable tool, such as a pair of pliers and compressed to a thickness which is smaller than the width of the groove, so that it can be removed from the groove. Another variant is to introduce a suitable lever tool between wire guide tube and groove wall, with this tool to underpin the wire guide tube and lift out of the groove.
Less easily deformable hoses or pipes or wire guide tubes buried very deep in the ironing surface can be longitudinally drawn out through one of the open ends of the groove by means of a suitable tool which is inserted into an opening of the pipe and acts on its inner wall.

Das wesentliche Kriterium für die Auswahl des Materials der Drahtführungsröhre ist die Verschleißbeständigkeit. Es hat sich gezeigt, dass neben Rohren aus metallischen Werkstoffen auch Schläuche aus verschiedenen Kunststoffen eine hinreichende Verschleißbeständigkeit für den Einsatz als Drahtführungsröhre aufweisen.
Bevorzugt werden als Drahtführungsröhren Schläuche oder Rohre verwendet aus Materialien, die eine leichte plastische oder elastische Verformbarkeit aufweisen, und unter Ausnutzung dieser Verformbarkeit in eine Nut, die gegenüber den Außenabmessungen der einzulegenden Drahtführungsröhre ein leichtes Untermaß hat oder eine Öffnung, die enger ist als der Außendurchmesser der Drahtführungsröhre, hineingebracht werden können. Besonders geeignet sind hierfür biegsame Schläuche, deren Querschnitt verformbar ist und sich so der umgebenden Nutwandung anpassen kann. Geeignete Schläuche z.B. aus Kunststoffmaterialien sind von verschiedensten Herstellern kommerziell verfügbar.
Darüber hinaus wird die Drahtführungsröhre bevorzugt aus einem transparenten Werkstoff gebildet, beispielsweise einem transparenten, verschleißbeständigen Kunststoff. Die transparente Ausführung der Drahtführungsröhre erleichtert die Kontrolle des Prozessablaufs und die Fehlersuche im Fall von Störungen. Geeignete Werkstoffe für die Herstellung derartiger transparenter Röhren sind beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polyoxymethylen und Polyurethan.
Alternativ können Röhrchen aus Metall zum Einsatz kommen, deren Vorteil in einer höheren Abriebfestigkeit und daher längeren Betriebszeit besteht.The essential criterion for the selection of the material of the wire guide tube is the wear resistance. It has been shown that in addition to pipes made of metallic materials Also hoses made of different plastics have a sufficient wear resistance for use as a wire guide tube.
Hoses or pipes are preferably used as wire guide tubes made of materials which have a slight plastic or elastic deformability, and taking advantage of this deformability in a groove which has a slight undersize compared to the outer dimensions of the wire guide tube to be inserted or an opening which is narrower than the outer diameter the wire guide tube, can be brought into. Particularly suitable for this purpose are flexible hoses whose cross-section is deformable and can thus adapt to the surrounding groove wall. Suitable hoses, for example, made of plastic materials are commercially available from various manufacturers.
In addition, the wire guide tube is preferably formed of a transparent material, such as a transparent, wear-resistant plastic. The transparent design of the wire guide tube facilitates process control and troubleshooting in the event of faults. Suitable materials for the production of such transparent tubes are, for example, polyethylene, polypropylene, polyoxymethylene and polyurethane.
Alternatively, tubes made of metal can be used, the advantage of which is higher abrasion resistance and therefore longer operating time.

Die Vorzüge des erfindungsgemäßen Rotorbügels gegenüber dem Stand der Technik sind die kompakte Ausführung, der relativ einfache Aufbau und der zuverlässige, haltbare Verbund zwischen Rotorbügel und Drahtführungsröhre bei gleichzeitig leichter Auswechselbarkeit der Drahtführungsröhre.
Ein besonderer Vorteil der kontinuierlichen Drahtführung durch eine Röhre entsprechend der vorliegenden Erfindung gegenüber einer diskontinuierlichen Drahtführung durch Ösen o.ä. nach dem Stand der Technik besteht in der über die ganze Länge gleichmäßigen Belastung des Drahtes. Bei der herkömmlichen Drahtführung durch Ösen liegt der Draht beim Anfahren der Verseilungsmaschine auf den einzelnen Ösen auf, bevor er während des Verseilungsprozesses aufgrund der Fliehkraft an die Innenflanke des Rotorbügels gedrückt wird. An den jeweils auf den Ösen aufliegenden Stellen wird der Draht aufgrund der Reibung an den Ösen stärker belastet als in den zwischen den Ösen befindlichen Bereichen. Bei der erfindungsgemäßen Drahtführung durch eine Röhre liegt der Draht beim Anfahren über die ganze Länge auf der zur Rotationsachse hin weisenden Wandung der Drahtführungsröhre 7 auf und wird dadurch gleichmäßig belastet, bevor er während des Verseilungsprozesses wiederum durch die Fliehkraft an die von der Rotationsachse entfernte Rohrwandung gedrückt wird.The advantages of the rotor bracket according to the invention over the prior art are the compact design, the relatively simple structure and the reliable, durable bond between the rotor yoke and the wire guide tube with simultaneous easy replaceability of the wire guide tube.
A particular advantage of the continuous wire guide through a tube according to the present invention over a discontinuous wire guide by eyelets or the like. According to the prior art consists in the over the entire length uniform load of the wire. In the conventional wire guide through eyelets, the wire rests on the individual eyelets when starting up the stranding machine, before it is pressed against the inner flank of the rotor hoop during the stranding process due to the centrifugal force. At the points lying on the eyelets in each case the wire is more heavily loaded due to the friction on the eyelets than in the areas located between the eyelets. In the case of the wire guide according to the invention through a tube, the wire rests on the wall of the wire guide tube 7 facing the axis of rotation when approaching over its entire length, and becomes thereby evenly loaded before it is again pressed during the stranding process by the centrifugal force to the remote from the axis of rotation pipe wall.

Zur Fertigung des erfindungsgemäßen Rotorbügels sind prinzipiell alle für die Herstellung von Formteilen aus faserverstärkten Verbundwerkstoffen geeigneten Techniken anwendbar. Bevorzugt werden solchen Techniken genutzt, die eine endkonturnahe Fertigung erlauben. So lässt sich gegenüber einer materialabtragenden Formgebung durch Herausarbeiten des Werkstücks aus einem massiven Materialblock eine bessere Ausnutzung des relativ teueren faserverstärkten Verbundmaterials erreichen. Typische, dem Fachmann bekannte Techniken sind u.a. Handlaminieren, Formpressen und Resin Transfer Molding (RTM).
Bevorzugt wird ein Mehrfach-Formwerkzeug 11 entsprechend Figur 3 verwendet umfassend ein Unterwerkzeug 11 a mit mehreren Kavitäten und einem entsprechenden Pressstempel 11b, so dass mit einer Pressung mehrere Rotorbügel gleichzeitig geformt werden können. Die Kavitäten bilden genau die Konturen des herzustellenden Rotorbügels nach, so dass eine endkonturnahe Fertigung erfolgt. In dem in Figur 3 beispielhaft dargestellten Werkzeug für die Herstellung von Rotorbügeln mit dem Profil 1g ist auf dem Boden jeder Kavität eine Wulst 12', 12", 12''', 12''', deren Querschnitt dem Querschnitt der Nut an der Innenflanke des Rotorbügels entspricht, vorgesehen. Diese Wülste wirken als Platzhalter für die Nuten.
Alternativ kann auch ein einfacher geformtes Werkzeug ohne die Wülste 12', 12", 12''', 12'''' benutzt werden mit auswechselbaren Einsätzen als Platzhalter für die Nuten. So kann durch Wechsel der Einsätze ein Werkzeug für Rotorbügel mit verschiedenen Nutgeometrien verwendet werden. Die Einsätze können aus Metall, beispielsweise Aluminium, oder aus einem unter den Bedingungen des Formgebungsprozesses stabilen, sich nicht mit der Kunststoffmatrix des CFK oder GFK des Rotorbügelkörpers verbindenden Kunststoff gefertigt werden. Weiterhin kann beispielsweise ein mit Druckluft gefüllter Schlauch passenden Durchmessers als Platzhalter für die Nut verwendet werden.
Schließlich kann auch das Drahtführungsröhrchen selbst in das Werkzeug eingelegt werden, so dass der Rotorbügel direkt um das Drahtführungsröhrchen herum geformt wird. Um zu verhindern, dass beim Formgebungsprozess das Drahtführungsröhrchen in unerwünschter Weise verformt wird, kann dieses ebenfalls durch Füllung mit Druckluft stabilisiert werden.
Die vorgenannten beispielhaften Herstellungsmethoden sind nicht auf ein bestimmtes Bügelprofil beschränkt, sie können beispielsweise auch für tragflächenförmige Rotorbügel mit erfindungsgemäßen Drahtführungsröhrchen angewendet werden. Die Kavitäten im Werkzeug sind dann entsprechend dem gewünschten Bügelprofil auszulegen.In principle, all techniques which are suitable for the production of molded parts from fiber-reinforced composite materials can be used to manufacture the rotor bracket according to the invention. Preferably, such techniques are used, which allow near-net shape production. Thus, a better utilization of the relatively expensive fiber-reinforced composite material can be achieved compared to a material-removing shaping by working out the workpiece from a solid block of material. Typical techniques known to those skilled in the art include hand lamination, compression molding and Resin Transfer Molding (RTM).
Preferably, a multiple mold 11 is used according to Figure 3 comprising a lower tool 11 a with a plurality of cavities and a corresponding ram 11 b, so that a plurality of rotor yokes can be formed simultaneously with a pressure. The cavities reproduce exactly the contours of the rotor yoke to be produced, so that production close to the final contour takes place. In the tool shown in FIG. 3 for the production of rotor bars with the profile 1g, on the bottom of each cavity there is a bead 12 ', 12 ", 12''', 12 '''whose cross section corresponds to the cross section of the groove on the inside flank The beads are provided as placeholders for the grooves.
Alternatively, a simpler shaped tool without the beads 12 ', 12 ", 12''', 12 '''' can be used with interchangeable inserts as placeholders for the grooves, so by changing the inserts, a tool for rotor yokes with different groove geometries The inserts can be made of metal, for example aluminum, or of a plastic which is stable under the conditions of the shaping process and does not connect to the plastic matrix of the CFRP or GFRP of the rotor bar body be used for the groove.
Finally, the wire guide tube itself can be inserted into the tool so that the rotor yoke is formed directly around the wire guide tube. In order to prevent the wire guide tube from being undesirably deformed during the molding process, it can also be stabilized by filling with compressed air.
The aforementioned exemplary manufacturing methods are not limited to a specific bracket profile, they can also be used, for example, for wing-shaped rotor bracket with wire guide tube according to the invention. The cavities in the tool are then designed according to the desired bracket profile.

Claims

Rotor yoke for a wire-stranding or wire-stranding machine,
characterized in that
on the inner side with respect to the axis of rotation (4) of the rotor yoke (1) in the middle of a longitudinally extending wire guide tube (7) made of a wear-resistant material is embedded.

A rotor yoke according to claim 1, characterized in that the rotor yoke body (1) consists of a reinforced with glass fibers or carbon fibers plastic or a mixed structure made of carbon fibers and reinforced with glass fibers plastic.

A rotor yoke according to claim 1, characterized in that the wire guide tube (7) consists of metal or plastic.

A rotor yoke according to claim 1, characterized in that the wire guide tube (7) consists of a plastically or elastically deformable material.

A rotor yoke according to claim 1, characterized in that the wire guide tube (7) is formed by a plastic tube.

Flyer bow according to claim 1, characterized in that the wire guide tube (7) made of a transparent material.

A rotor yoke according to claim 1, characterized in that the wire guide tube (7) has an inner diameter between 1.5 and 28 mm.

A rotor yoke according to claim 1, characterized in that the rotor yoke (1) has an airfoil-shaped profile.

A rotor yoke according to claim 1, characterized in that the rotor yoke (1) has a profile in the form of a rectangle with rounded corners (1a, 1b) or a flattened octagon (1c, 1d).

A rotor yoke according to claim 1, characterized in that the rotor yoke (1) has a profile (1e, 1f, 1g, 1h) whose inner flank (4) has a convex curvature with respect to the axis of rotation and whose outer flank (5) is flat, wherein the transitions (6 ', 6 ") between the inner and the outer flank are rounded.

A rotor bar according to claim 1, characterized in that on its inner side (4) a longitudinal groove for receiving the wire guide tube (7) is inserted centrally, whose width (W) has an undersize relative to the outer dimensions of the inserted into the groove wire guide tube (7).

A rotor bar according to claim 11, characterized in that on its inner edge (4) embedded longitudinal groove whose width (W) has an undersize with respect to the outer dimensions of the inserted into the groove wire guide tube (7), a U-shaped cross-section.

A rotor bar according to claim 1, characterized in that on its inner side (4) a longitudinal groove (8 ") for receiving the wire guide tube (7) is inserted centrally, the cross section of which has the shape of a circle cut by a chord whose diameter (D) corresponds to Outer diameter of the inserted wire guide tube (7) corresponds, wherein the arc of the truncated circle its angle between 180.1 and 240 °, and the straight gate, the opening (9) of the groove, so that the inserted wire guide tube (7) by the Opening projecting groove walls (10 ', 10 ") is covered.