EP1612325B1 - Rotorbügel für Drahtverlitzungs- oder Drahtverseilmaschinen - Google Patents

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EP1612325B1
EP1612325B1 EP04015191A EP04015191A EP1612325B1 EP 1612325 B1 EP1612325 B1 EP 1612325B1 EP 04015191 A EP04015191 A EP 04015191A EP 04015191 A EP04015191 A EP 04015191A EP 1612325 B1 EP1612325 B1 EP 1612325B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flyer bow
guiding tube
wire guiding
groove
wire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP04015191A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1612325A1 (de
Inventor
Walter Priegelmeier
Richard Strauss
Sven Schweizer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SGL Carbon SE
Original Assignee
SGL Carbon SE
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Filing date
Publication date
Application filed by SGL Carbon SE filed Critical SGL Carbon SE
Priority to EP04015191A priority Critical patent/EP1612325B1/de
Priority to DE502004011778T priority patent/DE502004011778D1/de
Priority to AT04015191T priority patent/ATE484624T1/de
Priority to CA002509853A priority patent/CA2509853A1/en
Priority to US11/172,020 priority patent/US7121076B2/en
Publication of EP1612325A1 publication Critical patent/EP1612325A1/de
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Publication of EP1612325B1 publication Critical patent/EP1612325B1/de
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    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B3/00General-purpose machines or apparatus for producing twisted ropes or cables from component strands of the same or different material
    • D07B3/08General-purpose machines or apparatus for producing twisted ropes or cables from component strands of the same or different material in which the take-up reel rotates about the axis of the rope or cable or in which a guide member rotates about the axis of the rope or cable to guide the rope or cable on the take-up reel in fixed position and the supply reels are fixed in position
    • D07B3/10General-purpose machines or apparatus for producing twisted ropes or cables from component strands of the same or different material in which the take-up reel rotates about the axis of the rope or cable or in which a guide member rotates about the axis of the rope or cable to guide the rope or cable on the take-up reel in fixed position and the supply reels are fixed in position with provision for imparting more than one complete twist to the ropes or cables for each revolution of the take-up reel or of the guide member
    • DTEXTILES; PAPER
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    • D07B3/103General-purpose machines or apparatus for producing twisted ropes or cables from component strands of the same or different material in which the take-up reel rotates about the axis of the rope or cable or in which a guide member rotates about the axis of the rope or cable to guide the rope or cable on the take-up reel in fixed position and the supply reels are fixed in position with provision for imparting more than one complete twist to the ropes or cables for each revolution of the take-up reel or of the guide member characterised by the bow construction
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B7/00Details of, or auxiliary devices incorporated in, rope- or cable-making machines; Auxiliary apparatus associated with such machines
    • D07B7/02Machine details; Auxiliary devices
    • D07B7/021Guiding means for filaments, strands, ropes or cables

Definitions

  • the invention relates to a rotor bracket for Drahtverlitzungs- or Drahtverseilmaschinen.
  • 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.
  • the patent EP 0 525 856 B1 also discloses a rotor yoke with airfoil-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.
  • a plurality of holes are provided in the portion of the shell covering the wire guide groove to facilitate insertion of the wire.
  • the sheath is tightly and firmly on the surface of the core.
  • a second embodiment is also disclosed which is intended to permit rapid replacement of the jacket.
  • This unspecified variant is after FIG. 2 the patent mentioned so designed 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.
  • 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 Draht Adjustsnut also appears relatively complex in this variant.
  • WO 2004/011354 discloses a rotor yoke which allows a reduction in the frictional force between the yoke and wire passing thereover as well as a reduction in the tension 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 in the wire running direction on a olle on the outer edge of the rotor yoke, runs along the outer edge of the otorbügel back and is there via another role back to the inner edge of the rotor yoke diverted.
  • 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.
  • 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.
  • a Doppelschlagverilmaschine known whose shackle is equipped with a guide tube for the guidance of the cable, wherein the guide tube has a branch, to which a supply line for a fluid is connected.
  • the fluid may be an emulsion of a liquid in air or in another gas or an airborne oil mist.
  • the tube is received in a groove, which is incorporated in the inside of the sheet.
  • the pipe can be fastened by clips in U-shape.
  • the diameter of the guide tube is chosen so that the cable passes inside with sufficient clearance. Thanks to the fluid, the resistance exerted by the cable is reduced to a minimum.
  • the object of the present invention is to make the cross section of the groove (fillet), which receives the Drahtputnmgsrohr so that the wire guide tube 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 ,
  • the solution to the problem consists in the formation of the groove cross-section according to claim 1 or 2.
  • the body of the rotor yoke for example, made of carbon fibers or reinforced with glass fibers plastic.
  • Rotorbügel moments with a mixed structure of both materials.
  • 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.
  • the wire guide through a tube is not tied to a specific rotor yoke profile.
  • different aspects have to be considered such as the air resistance, the minimum strength required 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.
  • the groove to be provided for receiving the wire guide tube on the inner edge of the bracket is suitably designed so that the wire guide tube is largely sunk in the bracket surface to the aerodynamically optimized profile of the bracket not to interfere.
  • FIG. 1 For example, some preferred profiles 1a to 1h of the Rotorbügelkörpes 1 are shown.
  • 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 1a and 1b as 2 ', 2 ", 2''', 2 '''.
  • the corners of the rectangle are chamfered, so that a profile 1c or 1d corresponding to a flattened octagon is obtained.
  • the chamfers are in the profiles 1 c and 1 d as 3 ', 3 ", 3' '', 3" "marked.
  • 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 bracket according to the in FIG. 1 illustrated variants 1a to 1h is also advantageous in contrast to the airfoil-shaped profile, because its orientation when installed in the machine is independent of the direction of rotation. This avoids assembly errors.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • FIG. 2 By way of example, two embodiments 8 'and 8 "of the groove provided for receiving the wire guide tube are shown for the rotor yoke profiles 1a and 1b It should be noted, however, that the groove cross sections are not bound to this bracket profile, but rather these groove cross sections can be combined with any bracket profiles ,
  • 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.
  • FIG. 2b Another variant is accordingly FIG. 2b to provide a groove 8 "with a cross-section in the form of a truncated circle, wherein the diameter D of this circle corresponds to the outer diameter of the pipe to be taken in.
  • truncated circle is meant here the larger of the two parts of a circle formed by a chord in two Such a structure is bounded on the one hand by the straight line of the gate and on the other hand by a circular arc which sweeps over an angle of more than 180.degree ..
  • the opening 9 of the groove 8 "is defined by the straight cut of the gate Circle is formed and is therefore narrower than the diameter D of the circle.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • a suitable tool such as a pair of pliers
  • 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.
  • 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 e.g. Plastic materials are commercially available from a variety of manufacturers.
  • the wire guide tube is preferably formed of a transparent material, such as a transparent, wear-resistant plastic.
  • 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.
  • tubes made of metal can be used, the advantage of which is higher abrasion resistance and therefore longer operating time.
  • the advantages of the rotor yoke according to the invention over the prior art consist in the reliable, durable bond between the rotor yoke and the wire guide tube with at the same time easy exchangeability of the wire guide tube.
  • a particular advantage of the continuous wire guide through a tube against a discontinuous wire guide through eyelets or the like. consists in the uniform load over the entire length of the wire.
  • 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.
  • the wire is more heavily loaded due to the friction on the eyelets than in the areas located between the eyelets.
  • the wire When guiding the wire 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 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.
  • a multiple mold 11 is correspondingly FIG. 3 uses comprehensively 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 bracket to be produced, so that a final contact-type production takes place.
  • FIG. 3 uses comprehensively 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 bracket to be produced, so that a final contact-type production takes place.
  • 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.
  • a hose filled with compressed air of suitable diameter can be used as a placeholder for the groove.
  • the wire guide tube itself can be inserted into the tool so that the rotor yoke is formed directly around the wire guide tube.
  • 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 applied, for example, for wing-shaped rotor yoke with wire guide tube.
  • the cavities in the tool are then designed according to the desired bracket profile.

Landscapes

  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Processes Specially Adapted For Manufacturing Cables (AREA)
  • Electric Cable Installation (AREA)

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 olle auf die Außenflanke des Rotorbügels umgelenkt, läuft entlang der Außenflanke des otorbügels 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.
  • Aus dem Dokument CH 618 486 ist eine Doppelschlagverseilmaschine bekannt, deren Schäkel mit einem Führungsrohr für die Führung des Kabels ausgestattet ist, wobei das Führungsrohr eine Abzweigung aufweist, an welche eine Zuführleitung für ein Fluid angeschlossen ist. Das Fluid kann eine Emulsion einer Flüssigkeit in Luft oder in einem anderen Gas oder ein von der Luft getragener Ölnebel sein. Das Rohr ist in einer Hohlkehle aufgenommen, die in die Innenseite des Bogens eingearbeitet ist. Das Rohr kann durch Klammern in U-Form befestigt werden. Der Durchmesser des Führungsrohrs wird so gewählt, dass das Kabel im Inneren mit ausreichend Spiel durchgeht. Dank dem Fluid wird die Widerstandskraft, die von dem Kabel ausgeübt wird, auf das Minimum verringert. Neben der Verringerung des Motordrehmoments und daher des Stromverbrauchs ergibt die beschriebene Vorrichtung eine Verringerung der Abnutzung durch Abrieb auf den Außenseiten der Isolation von Leitern sowie der Dehnung, welchen die Drähte unterliegen. Das Gemisch aus Öl und Luft bewirkt ferner das Abkühlen des Kabels und das Ableiten von Staub und Schmutz, die sich auf dem Kabel ablegen können.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Querschnitt der Nut (Hohlkehle), welche das Drahtfühnmgsrohr aufnimmt, so zu gestalten, dass die Drahtführungsröhre sich einerseits leicht in die Nut hineinbringen und möglichst auch wieder herausnehmen lässt, andererseits aber während des Rotationsprozesses sicher festgehalten wird. Die Lösung der Aufgabe besteht in der Ausbildung des Nutquerschnitts gemäß Anspruch 1 oder 2.
  • 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 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
  • Der Körper des Rotorbügels wird beispielsweise aus mit Kohlenstoff fasern 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.
  • Die 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 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 bevorzugte Profile 1a 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 1a 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 1 c und 1 d 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Vorzüge des erfindungsgemäßen Rotorbügels gegenüber dem Stand der Technik bestehen in dem zuverlässigen, haltbaren Verbund zwischen Rotorbügel und Drahtführungsröhre bei gleichzeitig leichter Auswechselbarkeit der Drahtführungsröhre.
  • Ein besonderer Vorteil der kontinuierlichen Drahtführung durch eine Röhre gegenüber einer diskontinuierlichen Drahtführung durch Ösen o.ä. 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 Drahtführung durch eine Röhre liegt der Draht beim Anfahren über die ganze Länge auf der zur Rotationsachse hin weisenden Wandung der Drahtrührungsröhre 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.
  • 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 endkontumahe 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 Drahtführungsröhrchen angewendet werden. Die Kavitäten im Werkzeug sind dann entsprechend dem gewünschten Bügelprofil auszulegen.

Claims (12)

  1. Rotorbügel für eine Drahtverlitzungs- oder Drahtverseilungsmaschine, in welchem an der bezüglich der Rotationsachse inneren Flanke (4) des Rotorbügels (1) mittig eine längs verlaufende Drahtführungsröhre (7) aus einem verschleißbeständigen Material in eine Längsnut (8') eingelassen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Weite der Längsnut (8') ein Untermaß aufweist gegenüber den Außenabmessungen der in die Längsnut (8) einzulassenden Drahtführungsröhre (7).
  2. Rotorbügel für eine Drahtverlitzungs- oder Drahtverseilungsmaschine, in welchem an der bezüglich der Rotationsachse inneren Flanke (4) des Rotorbügels (1) mittig eine längs verlaufende Drahtführungsröhre (7) aus einem verschleißbeständigen Material in eine Längsnut (8") eingelassen ist
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Querschnitt der Längsnut (8") die Form eines durch eine Sehne angeschnittenen Kreises hat, dessen Durchmesser (D) dem Außendurchmesser der einzulegenden Drahtführungsröhre (7) entspricht, wobei der Bogen des angeschnittenen Kreises seinen Winkel zwischen 180,1 und 240° umfasst, und der gerade Anschnitt die Öffnung (9) der Längsnut (8") bildet, so dass die eingelegte Drahtführungsröhre (7) durch die zur Öffnung hin vorspringenden Nutwandungen (10', 10") hinterfasst wird.
  3. Rotorbügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorbügelkörper (1) aus einem mit Glasfasern oder mit Kohlenstofffasern verstärktem Kunststoff oder einem Mischaufbau aus mit Kohlenstofffasern und mit Glasfasern verstärktem Kunststoff besteht.
  4. Rotorbügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtführungsröhre (7) aus Metall oder Kunststoff besteht.
  5. Rotorbügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtführungsröhre (7) aus einem plastisch oder elastisch verformbaren Material besteht.
  6. Rotorbügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtführungsröhre (7) von einem Kunststoffschlauch gebildet wird.
  7. Rotorbügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtführungsröhre (7) aus einem transparenten Material besteht.
  8. Rotorbügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtführungsröhre (7) einen Innendurchmesser zwischen 1,5 und 28 mm hat.
  9. Rotorbügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorbügel (1) ein tragflächenförmiges Profil aufweist.
  10. Rotorbügel nach Anspruch 1oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorbügel (1) ein Profil in Form eines Rechtecks mit abgerundeten Ecken (1a, 1b) oder eines abgeflachten Achtecks (1 c, 1 d) aufweist.
  11. Rotorbügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorbügel (1) ein Profil (1e, 1f, 1g, 1h) aufweist, dessen bezüglich der Rotationsachse innere Flanke (4) eine konvexe Wölbung aufweist und dessen äußere Flanke (5) flach ist, wobei die Übergänge (6', 6") zwischen der inneren und der äußeren Flanke abgerundet sind.
  12. Rotorbügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf seiner Innenflanke (4) eingelassene Längsnut (8'), deren Weite (W) ein Untermaß aufweist gegenüber den Außenabmessungen der in die Längsnut (8') einzulassenden Drahtführungsröhre (7), einen U-förmigen Querschnitt hat.
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