WO2014161949A1 - Method for producing a formed wire body and formed wire body - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for producing a shaped wire body from at least one wire. Furthermore, the invention relates to a manufactured by forming, to be flowed through by a mass flow wire molding of at least one wire.
- Wire moldings of the type mentioned have long been known and are used in particular as a filter, cooling elements and the like.
- a mass flow to be cleaned or cooled for example a liquid or a gas, is passed through the shaped wire body.
- Wire-formed articles are mass-produced products whose production, even minor simplifications in the production process, lead to a significant reduction in both the technical and financial costs.
- shaped wire bodies are manufactured from precursors, which are plastically deformed to form the shaped wire body by using appropriate shaping devices in the desired, final shape.
- the precursors are usually wire mesh, wire mesh or Drahtgewirke, ie precursors that have already undergone highly complex and expensive manufacturing processes. Since wire knits, wire mesh and Drahtgewirke are usually produced in continuous processes, for example, knitted endless hoses or endless mats, woven or knitted endless mats, they must be pretreated before forming, for example, cut to the desired length. Not only large amounts of metal waste, such as chaff, wire filaments, etc. fall to this. Also, the manufactured hose and mat sections usually have to be freed manually of residues such as hackles and wire filaments which have become entangled in the detachment of the endless material in the tube and mat sections.
- the wire material usually has to be oiled before knitting, weaving or knitting so that the knitting, weaving or knitting process can proceed without friction.
- the preproducts thus prepared are then inserted into the forming device and formed into the desired shaped wire bodies.
- this object is achieved by a method having the features of claim 1 and in particular by preforming an elongated wire initially in the form of a spiral helical structure to produce the wire shaped body, placing the helically preformed wire in a forming device to form an intermediate product and introducing the precursor Help the Umformei- direction is converted to the wire molding.
- a conventional wire is preformed initially in the form of a helical helical structure, the term "helical helical structure" in the present application being understood to mean a single or multiple cylindrical spiral or helix.
- the preformed wire forms the precursor only in the forming device
- the wire section inserted as a precursor in the forming device is shaped into the shaped wire body. It should be noted that the wire is either separated during insertion into the forming device, or has already been separated before insertion into the forming device and is inserted as a wire section in the forming device.
- adjacently arranged helical sections of the wire are engaged with each other and plastically deformed with each other so that after forming a defined but permeable to liquids and gases wire structure is maintained.
- the method according to the invention eliminates a number of upstream manufacturing steps, which were previously common in conventional manufacturing processes, so preparing the wires before knitting. Weaving or knitting, knitting, weaving or knitting the wires into continuous intermediates, separating individual sections from the continuous intermediates, or descaling and cleaning the sections of tubing and mats previously separated from the continuous intermediate.
- the wire is inserted into the shaping device in such a way that, viewed over its length, the wire undergoes a continuous change in its spatial orientation.
- the shaped wire body obtains a predetermined total weight
- the wire is inserted in a circle around an imaginary center in the negative form of the forming device, wherein when inserting the wire and the distance to the imaginary center can be varied.
- the length of necessary wire can be reduced compared to conventional wire shaped bodies made of wires with a round cross section, due to the inherently unfavorable flow behavior of the wires with an angular cross section Nevertheless, an approximately constant flow resistance can be maintained.
- Drahtfomi oder is used as a reference, which is made of a round wire with a wire diameter of one millimeter and a length of 1000 mm
- a cross-sectionally square wire with an edge length of 0.6 mm and a length of 1000 mm results in a weight saving of approximately 55% with approximately the same flow resistance.
- a wire is used, which has a rectangular or square cross-sectional shape, since these cross-sectional shapes can be easily made by pulling the wire.
- an arrangement is suitable which has a wire feed, a device for forming a wire fed from the wire feed into a helical helical structure and a forming device.
- the invention relates to a preferably produced by using the method according to the invention by forming, to be flowed through by a mass flow molding of at least one wire, which is characterized in that the wire has been preformed before forming only in a helical spiral structure and on its length, as seen in its longitudinal orientation, has a continuous change in its orientation, with mutually adjacent helical sections of the wire engaging one another.
- Fig. 1 is a schematic side view of an arrangement for carrying out the method according to the invention
- FIGS. 2a to c show a schematic side view of the forming device used in the arrangement according to FIG. 1 in different operating positions;
- Fig. 3 is a schematic side view of an inventively prepared
- FIG. 1 an arrangement 10 for carrying out the method according to the invention is shown in a schematic side view.
- the arrangement 10 has a wire feed 12, a device 14 for forming a wire 16 fed from the wire feed 12 into a helical spiral structure and a forming device 18.
- the forming device 18 is formed from a housing 20, at the lower end of a lower punch 22 is provided.
- the housing 20 has a cylindrical forming space 24, in which a concentrically extending from the lower punch 22 from the housing 20 support member 26 is attached.
- the support member 26 is formed in the shape of a cylinder with a rounded end.
- an upper punch 28 is lowered, which has a through the upper punch 28 extending through hole 30.
- the through hole 30 is dimensioned so that the support member 26 when lowering the upper punch 28 in the housing 20 can slide smoothly through the through hole 30.
- first wire 16 is fed from the wire feed 12, for example a motor-driven wire reel, to the device 14.
- the supplied elongated wire 16 is formed into a helical helical structure.
- the thus spirally preformed wire 16 is inserted in a circle around the support member 26 by means of a guide, not shown, in the forming space 24.
- the wire 16 is separated taking into account the remaining portion between the device 14 and the forming space 24 of the device 14 from the further supplied wire 16 and the wire feed 12 stopped.
- the arranged in the forming space 24 wire 16 forms a precursor 32, the further processing is described below with reference to FIGS. 2 a to c.
- FIGS. 2 a to c the forming device 18 is shown in three different operating parts.
- FIG. 3 shows in side view a wire shaped body 34 produced by the method according to the invention. In the wire molding 34 shown in FIG.
- the wire 16 which had been preformed into a spiral helical structure before forming, has a continuous change in its spatial orientation along its length, with spiral sections adjacent to each other of the wire 16 are engaged with each other.
- the shaped shaped body 34 thus formed can now additionally be secured in its shape by welding points or welds on the outer surface.
- a wire 16 is used with polygonal cross-section.
- a wire 16 having a square cross-sectional shape it is possible to very selectively save weight.
- a wire 16 with a polygonal cross section can be processed very well and trouble-free with the previously described arrangement.
- the weight saving can be in a range of 25 to 60% in a wire molded body 34 produced according to the invention compared with a wire molding, which is made of a wire with a round cross-section.
- the reference used wire shaped body is made of a wire with a round cross-section.
- the wire has a diameter d of 1, 00 mm and a length 1 of 1000 mm. This results in a flow around cross-sectional area A p of 0.79 mm 2 at a resistance coefficient C w of 1.2.
- the wire formed body 34 produced according to the invention is made of a wire 16 having a square cross section.
- the wire cross-section has an edge length a of 0.79 mm, so that also results in a cross-sectional area A p of 0.79 mm.
- Due to the higher coefficient of resistance C w of 2.0 results in an approximately constant flow resistance of 100.27% based on the reference wire shaped body, a necessary length 1 for the wire 16 of only 678 mm, so that, also based on the reference Drahtfonnköiper only 67.92% material must be used, resulting in a material savings of 32.08%.
- Only the amount of heat absorbed by the shaped wire body 34 according to the first embodiment is only 76.57% based on the reference wire molding.
- the shaped wire body 34 is also made of a wire 16 having a square cross-section.
- the wire cross-section here has an edge length a of only 0.60 mm, so that only a cross-sectional area A p of 0.36 mm results.
- the flow resistance and the amount of heat to be dissipated in the wire shaped body 34 produced according to the invention can be adjusted very selectively by comparatively simple measures, such as a change in the cross-sectional dimensions or a change in the wire length. be set when a wire 16 is used with angular cross section as the starting material.
Abstract
The invention relates to a method for producing a formed wire body from at least one wire (16), the elongated wire being pre-formed in the shape of a spiral helical structure, the spiral pre-formed wire being then inserted into a forming device (18) to produce an intermediate product and the intermediate product being formed by the forming device to a formed wire body. The invention further relates to a formed wire body.
Description
Verfahren zur Herstellung eines Drahtformkörpers sowie Drahtformkörper Process for producing a shaped wire body and shaped wire bodies
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Drahtformkörpers aus mindestens einem Draht. Ferner betrifft die Erfindung einen durch Umformen her- gestellten, von einem Massenstrom zu durchströmenden Drahtformkörper aus mindestens einem Draht. The invention relates to a method for producing a shaped wire body from at least one wire. Furthermore, the invention relates to a manufactured by forming, to be flowed through by a mass flow wire molding of at least one wire.
Draht formkörper der eingangs genannten Art sind seit langem bekannt und kommen insbesondere als Filter, Kühlelemente und ähnliches zum Einsatz. Hierzu wird ein zu reinigender oder zu kühlender Massenstrom, beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas, durch den Drahtformkörper geleitet. Wire moldings of the type mentioned have long been known and are used in particular as a filter, cooling elements and the like. For this purpose, a mass flow to be cleaned or cooled, for example a liquid or a gas, is passed through the shaped wire body.
Bei Drahtformkörpern handelt es sich um Massenprodukte, bei deren Herstellung bereits geringe Vereinfachungen im Herstellungsprozcss zu einer deutlichen Redu- zierung sowohl des technischen als auch des finanziellen Aufwandes führen. Wire-formed articles are mass-produced products whose production, even minor simplifications in the production process, lead to a significant reduction in both the technical and financial costs.
Bis heute werden Drahtformkörper aus Vorprodukten gefertigt, welche zur Ausbildung des Drahtformkörpers durch Verwendung entsprechender Umformeinrichtungen in die gewünschte, endgültige Gestalt plastisch umgeformt werden. To date, shaped wire bodies are manufactured from precursors, which are plastically deformed to form the shaped wire body by using appropriate shaping devices in the desired, final shape.
Die Vorprodukte sind üblicherweise Drahtgestricke, Drahtgewebe oder Drahtgewirke, also Vorprodukte, die bereits hochkomplexe und aufwendige Herstellungsprozesse durchlaufen haben. Da Drahtgestricke, Drahtgewebe und Drahtgewirke üblicherweise in Endlosprozessen gefertigt werden, beispielsweise gestrickte Endlos- Schläuche oder Endlosmatten, gewebte oder auch gewirkte Endlosmatten, müssen diese vor dem Umformen entsprechend vorbehandelt werden, so beispielsweise auf die gewünschte Länge geschnitten werden. Hierbei fallen nicht nur große Mengen an Metallabfall, wie Häcksel, Drahtfilamente, etc., an. Auch müssen die hergestellten Schlauch- und Mattenabschnitte üblicherweise von Hand von Resten, wie Häck- sein und Drahtfilamenten befreit werden, welche sich beim Abtrennen vom Endlosmaterial in den Schlauch- und Mattenabschnitten verhakt haben. Ferner besteht auch das Problem, dass eine definierte Vorgabe des Gewichtes des fertigen Drahtformkörpers kaum möglich ist. So können beispielsweise gestrickte Drahtschläuche beim Abtrennen nie so genau vom Endlosschlauch abgeschnitten werden, dass der entstehende Schlauchabschnitt ein eng toleriertes Gewicht aufweist, da nicht kon-
troiliert werden kann, an welcher Stelle Maschen des Endlosschlauches durchtrennt werden oder nicht. The precursors are usually wire mesh, wire mesh or Drahtgewirke, ie precursors that have already undergone highly complex and expensive manufacturing processes. Since wire knits, wire mesh and Drahtgewirke are usually produced in continuous processes, for example, knitted endless hoses or endless mats, woven or knitted endless mats, they must be pretreated before forming, for example, cut to the desired length. Not only large amounts of metal waste, such as chaff, wire filaments, etc. fall to this. Also, the manufactured hose and mat sections usually have to be freed manually of residues such as hackles and wire filaments which have become entangled in the detachment of the endless material in the tube and mat sections. Furthermore, there is also the problem that a defined specification of the weight of the finished wire shaped body is hardly possible. Thus, for example, knitted wire hoses can never be cut off so precisely from the endless hose during separation that the resulting hose section has a tightly tolerated weight, since there is no congruent weight. can be troiliert, at which point meshes of the endless tube are cut or not.
Darüber hinaus muss das Drahtmaterial üblicherweise vor dem Stricken, Weben oder Wirken eingeölt werden, damit der Strick-, Web- bzw. Wirkprozess reibungsfrei ablaufen kann. In addition, the wire material usually has to be oiled before knitting, weaving or knitting so that the knitting, weaving or knitting process can proceed without friction.
Die so vorbereiteten Vorprodukte werden dann in die Umformeinrichtung eingesetzt und in die gewünschten Drahtformkörper umgeformt. The preproducts thus prepared are then inserted into the forming device and formed into the desired shaped wire bodies.
Die oben gegebenen Erläuterungen zeigen bereits die Komplexität bei der Herstellung von Drahtformkörpern. The explanations given above already show the complexity in the production of shaped wire bodies.
Ausgehend von diesem Stand der Technik war es nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Draht formkörpers anzugeben, durch dessen Einsatz ein Drahtformkörper herstellbar ist, der einerseits dieselben physikalischen Eigenschaften aufweist wie herkömmlich hergestellte Drahtformkörper, dessen Herstellung jedoch verglichen mit dem Stand der Technik deutlich vereinfacht ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass zur Herstellung des Drahtformkörpers ein länglicher Draht zunächst in Form einer spiralförmigen Helixstruktur vorgeformt, der spiralförmig vorgeformte Draht in eine Umformeinrichtung zur Bildung eines Vorproduktes eingelegt und das Vorprodukt mit Hilfe der Umformei- nrichtung zu dem Drahtformkörper umgeformt wird. Based on this prior art, it was an object of the invention to provide a method for producing a wire shaped body, through the use of which a wire shaped body can be produced, on the one hand has the same physical properties as conventionally produced wire shaped bodies, but whose production compared with the prior art is significantly simplified. According to the invention, this object is achieved by a method having the features of claim 1 and in particular by preforming an elongated wire initially in the form of a spiral helical structure to produce the wire shaped body, placing the helically preformed wire in a forming device to form an intermediate product and introducing the precursor Help the Umformei- direction is converted to the wire molding.
Anders als bisher im Stand der Technik üblich, entfällt die Herstellung eines Vorproduktes, welches in einem separaten Herstellungsprozess vor dem eigentlichen Umformvorgang des Drahtformkörpers vorgefertigt werden muss. Erfindungsgemäß wird vielmehr ein herkömmlicher Draht zunächst in Form einer spiralförmigen Helixstruktur vorgeformt, wobei unter dem Begriff „spiralförmige Helixstruktur" in der vorliegenden Anmeldung eine ein- oder mehrgängige zylindrischer Spirale oder Wendel verstanden wird. Dieser spiralförmig vorgeformte Draht wird anschließend unmittelbar in die Umformeinrichtung eingelegt, wobei der vorgeformte Draht erst in der Umformeinrichtung das Vorprodukt bildet. Nach Abtrennen des Drahtes wird
mit Hilfe der Umformeinrichtung schließlich der als Vorprodukt in der Umformeinrichtung eingelegte Drahtabschnitt in den Drahtformkörper umgeformt. Dabei ist zu bemerken, dass der Draht entweder während des Einlegens in die Umformeinrichtung abgetrennt wird, oder vor dem Einlegen in die Umformeinrichtung bereits ab- getrennt worden ist und als Drahtabschnitt in die Umformeinrichtung eingelegt wird. Unlike usual in the prior art, eliminating the production of an intermediate product, which must be prefabricated in a separate manufacturing process prior to the actual forming process of the wire molding. According to the invention, a conventional wire is preformed initially in the form of a helical helical structure, the term "helical helical structure" in the present application being understood to mean a single or multiple cylindrical spiral or helix. wherein the preformed wire forms the precursor only in the forming device Finally, with the help of the forming device, the wire section inserted as a precursor in the forming device is shaped into the shaped wire body. It should be noted that the wire is either separated during insertion into the forming device, or has already been separated before insertion into the forming device and is inserted as a wire section in the forming device.
Während des Umformens werden benachbart angeordnete spiralförmige Abschnitte des Drahtes miteinander in Eingriff gebracht und so miteinander plastisch verformt, dass nach dem Umformen eine definierte aber für Flüssigkeiten und Gase durchlässige Drahtstruktur erhalten bleibt. During forming, adjacently arranged helical sections of the wire are engaged with each other and plastically deformed with each other so that after forming a defined but permeable to liquids and gases wire structure is maintained.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren entfallen eine Vielzahl von vorgeordneten Herstellungsschritten, die bei herkömmlichen Herstellungsverfahren bisher üblich waren, so das Vorbereiten der Drähte vor dem Stricken. Weben oder Wirken, das Stricken, Weben oder Wirken der Drähte in Endloszwischenprodukte sowie das Abtrennen einzelner Abschnitte von den Endloszwischenprodukten oder das Enthäck- seln und Reinigen der zuvor aus dem Endloszwischenprodukt abgetrennten Schlauch- und Mattenabschnitte. By the method according to the invention eliminates a number of upstream manufacturing steps, which were previously common in conventional manufacturing processes, so preparing the wires before knitting. Weaving or knitting, knitting, weaving or knitting the wires into continuous intermediates, separating individual sections from the continuous intermediates, or descaling and cleaning the sections of tubing and mats previously separated from the continuous intermediate.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Unteransprüchen und der Zeichnung. Further advantages of the invention will become apparent from the following description, the dependent claims and the drawings.
Bei einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Draht derart in die Umformeinrichtung eingelegt, dass der Draht über seine Länge betrachtet eine fortwährende Änderung in seiner räumlichen Orientierung erfährt. Hierdurch wird bereits bei der Bildung des Vorproduktes erreicht, dass einzelne Abschnitte des spiralförmig vorgeformten Drahtes miteinander in Eingriff kommen und so beim späteren Umformen der Vorform in den Drahtformkörper eine besonders gleichmäßige Draht struktur im gesamten Drahtformkörper entsteht. In a particularly preferred variant of the method according to the invention, the wire is inserted into the shaping device in such a way that, viewed over its length, the wire undergoes a continuous change in its spatial orientation. As a result, it is already achieved in the formation of the precursor that individual sections of the spirally preformed wire engage each other and so during later forming of the preform in the wire shaped body a particularly uniform wire structure is formed throughout the wire shaped body.
Damit der Drahtformkörper ein vorbestimmtes Gesamtgewicht erhält, wird ferner vorgeschlagen, den in die Umformeinrichtung zuzuführenden Draht bei Erreichen einer vorbestimmten Länge abzutrennen. Da sowohl die Dichte des Drahtmaterials als auch dessen Querschnittsabmessungen bekannt sind, kann durch einfache Be-
rechnung die Länge des zu verarbeitenden Drahtes und das endgültige Gesamtgewicht des fertigen Drahtformkörpers sehr genau vorgegeben und bestimmt werden. In order that the shaped wire body obtains a predetermined total weight, it is further proposed to separate the wire to be fed into the forming device when a predetermined length has been reached. Since both the density of the wire material and its cross-sectional dimensions are known, invoice, the length of the wire to be processed and the final total weight of the finished wire shaped body are very precisely predetermined and determined.
Vorzugsweise wird der Draht kreisförmig um einen imaginären Mittelpunkt in die Negativ form der Umformeinrichtung eingelegt, wobei beim Einlegen des Drahtes auch der Abstand zum imaginären Mittelpunkt variiert werden kann. Preferably, the wire is inserted in a circle around an imaginary center in the negative form of the forming device, wherein when inserting the wire and the distance to the imaginary center can be varied.
Des Weiteren wird bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens vorgeschlagen, mehrere Drähte zu verarbeiten, welche vor dem Umformen in die sprial förmige He- lixstruktur zu einer Litze verdreht worden sind. Hierdurch lassen sich auch sehr feine Drähte verarbeiten, die insbesondere im Hinblick auf eine gezielte Einstellung des Gesamtgewichts des fertigen Draht formkörpers vorteilhafterweise eingesetzt werden. Um nach dem Ausformen des Draht formkörpers zu gewährleisten, dass sich die Drahtstrukturen des Drahtformkörpers an der Außenoberfläche des Drahtformkörpers lösen, wird ferner vorgeschlagen, Abschnitte der Außenoberfläche des umgeformten Drahtformkörpers durch Fügen fest miteinander zu verbinden. Besonders von Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Verwendung eines Drahtes mit mehreckigem, vorzugsweise rechteckigem oder quadratischem Querschnitt. Gerade durch die Tatsache, dass der Draht im vorliegenden Verfahren weder gestrickt, gewebt noch gewirkt werden muss, macht die Verwendung von Drähten mit eckigem Querschnitt auf sehr einfache Weise möglich. Furthermore, in a preferred variant of the method, it is proposed to process a plurality of wires which have been twisted into a strand before being formed into the sprial-shaped hollow structure. As a result, even very fine wires can be processed, which are advantageously used in particular with regard to a targeted adjustment of the total weight of the finished wire molding. In order to ensure that the wire structures of the wire molding on the outer surface of the wire molding, after forming the shaped wire body, to solve, it is also proposed to firmly connect portions of the outer surface of the formed wire shaped body by joining. Particularly advantageous in the inventive method is the use of a wire with polygonal, preferably rectangular or square cross-section. The very fact that the wire need not be knitted, woven or knitted in the present process makes the use of square section wires very easy.
Die Verwendung eines Draht für den Drahtformkörper, der eine über seine Länge betrachtet gleichbleibende mehreckige Querschnittsform aufweist, anstelle einen Draht einzusetzen, dessen Querschnittsform rund ist, hat verschiedene Vorteile. So hat sich gezeigt, dass durch die Verwendung eines im Querschnitt mehreckigen Drahtes der im Drahtformkörper aufgrund seiner zuvor erfolgten spiralförmigen Vorverformung seine räumliche Orientierung über die Länge betrachtet fortwährend ändert, im Drahtformkörper gezielt laminare und turbulente Strömungen erzeugt werden können, die das Strömungsverhalten gezielt beeinflussen. Die turbulenten Strömungen führen wiederum zu einer deutlichen Erhöhung des Strömungswider-
Standes des Drahtformkörpers verglichen mit Drahtformkörpern, die aus Drähten mit runden Querschnittsformen gefertigt sind. The use of a wire for the wire molding having a polygonal cross-sectional shape uniform over its length instead of using a wire whose cross-sectional shape is round has various advantages. Thus, it has been shown that by using a cross-section polygonal wire constantly changes its spatial orientation over the length considered in the wire shaped body due to its previously made spiraling pre-deformation laminar and turbulent flows can be generated in the wire shaped body targeted, which influence the flow behavior targeted. The turbulent flows in turn lead to a significant increase in the flow resistance. Standes of the wire shaped body compared with wire shaped bodies, which are made of wires with round cross-sectional shapes.
Um das gleiche Strömungsverhalten, insbesondere einen nahezu identischen Strö- mungswiderstand im erfindungsgemäß hergestellten Drahtformkörper realisieren zu können, kann aufgrund des an sich ungünstigen Strömungsverhaltens der Drähte mit eckigem Querschnitt die Länge an notwendigem Draht verglichen mit herkömmlichen Drahtformkörpern aus Drähten mit rundem Querschnitt vermindert werden, während dennoch ein annähernd gleichbleibender Strömungswiderstand beibehalten werden kann. In order to be able to realize the same flow behavior, in particular a virtually identical flow resistance in the wire shaped body according to the invention, the length of necessary wire can be reduced compared to conventional wire shaped bodies made of wires with a round cross section, due to the inherently unfavorable flow behavior of the wires with an angular cross section Nevertheless, an approximately constant flow resistance can be maintained.
Die Tatsache, dass bei dem erfindungsgemäß hergestellten Drahtformkörper eine kürzere Drahtlänge verwendet werden kann, führt wiederum zu einer Reduzierung des Gewichtes des erfindungsgemäßen Drahtformkörpers verglichen mit dem Ge- wicht eines herkömmlichen Drahtformkörpers aus Drähten mit rundem Querschnitt. The fact that a shorter wire length can be used in the wire molding according to the invention, in turn, leads to a reduction of the weight of the wire molding according to the invention compared to the weight of a conventional wire molding of wires with a round cross section.
Wird beispielsweise als Referenz ein Drahtfomikörper herangezogen, der aus einem runden Draht mit einem Drahtdurchmesser von einem Millimeter und einer Länge von 1000 mm gefertigt ist, benötigt man für einen erfindungsgemäß hergestellten Drahtformkörper bei Verwendung beispielsweise eines im Querschnitt quadratischen Drahtes mit einer Kantenlänge von jeweils 0,89 mm nur eine Länge von 678 mm, wodurch sich eine Gewichtsersparnis von annähernd 32% ergibt. Bei einem im Querschnitt quadratischen Draht mit einer Kantenlänge von jeweils 0,6 mm und einer Länge von 1000 mm ergibt sich eine Gewichtsersparnis von annähernd 55% bei annähernd gleichem Strömungswiderstand. For example, if a Drahtfomikörper is used as a reference, which is made of a round wire with a wire diameter of one millimeter and a length of 1000 mm, you need for a wire shaped body according to the invention using, for example, a square in cross-section wire with an edge length of 0, 89 mm only a length of 678 mm, resulting in a weight saving of approximately 32%. With a cross-sectionally square wire with an edge length of 0.6 mm and a length of 1000 mm results in a weight saving of approximately 55% with approximately the same flow resistance.
Bei Verwendung eines im Querschnitt mehreckigen Drahtes für die Herstellung des Drahtformkörpers ist es möglich, bei gleichbleibendem Strömungsverhalten deutlich Material einzusparen. Auch ist es möglich, durch gezielte Auswahl der Quer- Schnitts formen und Drahtlängen das Strömungsverhalten und auch das Wärmeübertragungsverhalten gezielt zu beeinflussen und einzustellen. When using a cross-section polygonal wire for the production of the shaped wire body, it is possible to save material significantly with constant flow behavior. It is also possible to specifically influence and adjust the flow behavior and also the heat transfer behavior by selective selection of the cross-sectional shapes and wire lengths.
Besonders bevorzugt wird für das erfmdungsgemäße Verfahren ein Draht verwendet, der eine rechteckige oder quadratische Querschnittsform aufweist, da diese Querschnitts formen einfach durch Ziehen des Drahtes gefertigt werden kann.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich eine Anordnung, die eine Drahtzuführung, eine Einrichtung zum Umformen eines von der Drahtzuführung zugeführten Drahtes in eine spiralförmige Helixstruktur sowie eine Um- formeinrichtung aufweist. Particularly preferred for the erfmdungsgemäße method, a wire is used, which has a rectangular or square cross-sectional shape, since these cross-sectional shapes can be easily made by pulling the wire. To carry out the method according to the invention, an arrangement is suitable which has a wire feed, a device for forming a wire fed from the wire feed into a helical helical structure and a forming device.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen vorzugsweise unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Umformen hergestellten, von einem Massenstrom zu durchströmenden Drahtformkörper aus mindestens einem Draht, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Draht vor dem Umformen lediglich in eine spiralförmige Helixstruktur vorgeformt worden ist und über seine Länge betrachtet eine fortwährende Änderung in seiner räumlichen Orientierung aufweist, wobei zueinander benachbart angeordnete spiralförmige Abschnitte des Draht miteinander in Eingriff stehen. According to a further aspect, the invention relates to a preferably produced by using the method according to the invention by forming, to be flowed through by a mass flow molding of at least one wire, which is characterized in that the wire has been preformed before forming only in a helical spiral structure and on its length, as seen in its longitudinal orientation, has a continuous change in its orientation, with mutually adjacent helical sections of the wire engaging one another.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausfuhrungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigt: The invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment with reference to the drawing. Hereby shows:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 1 is a schematic side view of an arrangement for carrying out the method according to the invention;
Fig. 2a bis c eine schematische Seitenansicht der in der Anordnung gemäß Fig. 1 verwendeten Umformeinrichtung in unterschiedlichen Betriebsstellungen; und FIGS. 2a to c show a schematic side view of the forming device used in the arrangement according to FIG. 1 in different operating positions; and
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäß hergestellten Fig. 3 is a schematic side view of an inventively prepared
Drahtformkörpers. Wire molding.
In Fig. 1 ist in schematischer Seitenansicht eine Anordnung 10 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Die Anordnung 10 weist eine Drahtzu- führung 12, eine Einrichtung 14 zum Umformen eines von der Drahtzuführung 12 zugeführten Drahtes 16 in eine spiralförmige Helixstruktur sowie eine Umformeinrichtung 18 auf.
Die Umformeinrichtung 18 ist aus einem Gehäuse 20 gebildet, an dessen unterem Ende ein unterer Stempel 22 vorgesehen ist. Das Gehäuse 20 hat einen zylinderförmigen Umformraum 24, in dem konzentrisch ein sich vom unteren Stempel 22 aus dem Gehäuse 20 erstreckendes Stützelement 26 befestigt ist. Das Stützelement 26 ist in Form eines Zylinders mit abgerundetem Ende ausgebildet. In das Gehäuse 20 ist ein oberer Stempel 28 absenkbar, der eine sich durch den oberen Stempel 28 erstreckende Durchgangsbohrung 30 aufweist. Die Durchgangsbohrung 30 ist so bemessen, dass das Stützelement 26 beim Absenken des oberen Stempels 28 in das Gehäuse 20 durch die Durchgangsbohrung 30 leichtgängig gleiten kann. In Fig. 1, an arrangement 10 for carrying out the method according to the invention is shown in a schematic side view. The arrangement 10 has a wire feed 12, a device 14 for forming a wire 16 fed from the wire feed 12 into a helical spiral structure and a forming device 18. The forming device 18 is formed from a housing 20, at the lower end of a lower punch 22 is provided. The housing 20 has a cylindrical forming space 24, in which a concentrically extending from the lower punch 22 from the housing 20 support member 26 is attached. The support member 26 is formed in the shape of a cylinder with a rounded end. In the housing 20, an upper punch 28 is lowered, which has a through the upper punch 28 extending through hole 30. The through hole 30 is dimensioned so that the support member 26 when lowering the upper punch 28 in the housing 20 can slide smoothly through the through hole 30.
Zur Durchführung des Verfahrens wird zunächst Draht 16 von der Drahtzuführung 12, beispielsweise einer motorisch angetriebenen Drahtrolle, der Einrichtung 14 zugeführt. In der Einrichtung 14 wird der zugeführte längliche Draht 16 zu einer spiralförmigen Helixstruktur umgeformt. Der so spiralförmig vorgeformte Draht 16 wird kreisförmig um das Stützelement 26 mit Hilfe einer nicht dargestellten Führung in den Umformraum 24 eingelegt. Sobald eine ausreichende Länge Draht 16 in den Umformraum 24 eingelegt ist, wird der Draht 16 unter Berücksichtigung des noch verbleibenden Restes zwischen der Einrichtung 14 und dem Umformraum 24 von der Einrichtung 14 vom weiter zugeführten Draht 16 abgetrennt und die Draht- Zuführung 12 angehalten. Der so in dem Umformraum 24 angeordnete Draht 16 bildet ein Vorprodukt 32, dessen Weiterverarbeitung nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 a bis c beschrieben wird. To carry out the method, first wire 16 is fed from the wire feed 12, for example a motor-driven wire reel, to the device 14. In the device 14, the supplied elongated wire 16 is formed into a helical helical structure. The thus spirally preformed wire 16 is inserted in a circle around the support member 26 by means of a guide, not shown, in the forming space 24. Once a sufficient length of wire 16 is inserted into the forming space 24, the wire 16 is separated taking into account the remaining portion between the device 14 and the forming space 24 of the device 14 from the further supplied wire 16 and the wire feed 12 stopped. The arranged in the forming space 24 wire 16 forms a precursor 32, the further processing is described below with reference to FIGS. 2 a to c.
In den Fig. 2 a bis c ist die Umformeinrichtung 18 in drei unterschiedlichen Be- triebssteil ungen gezeigt. In FIGS. 2 a to c, the forming device 18 is shown in three different operating parts.
In der ersten Betriebsstellung die in Fig. 2 a gezeigt ist, ist der obere Stempel 28 soweit abgesenkt, dass er mit dem im Umformraum 24 angeordneten Vorprodukt 32 in Berührung steht. In the first operating position which is shown in Fig. 2 a, the upper punch 28 is lowered so far that it is in contact with the arranged in the forming space 24 precursor 32.
Im nächsten Schritt, der in Fig. 2 b gezeigt ist, wird der obere Stempel 28 abgesenkt und das Vorprodukt 32 verdichtet und plastisch umgeformt. In the next step, which is shown in Fig. 2 b, the upper punch 28 is lowered and the precursor 32 compacted and plastically deformed.
Nachdem der obere Stempel 28 in eine vorbestimmte Verdichtungsstellung abge- senkt ist, wie sie in Fig. 2 c gezeigt ist, wird der obere Stempel 28 angehalten. In
dieser Stellung wurde das Vorprodukt 32 soweit komprimiert und plastisch verformt, dass eine weitere Verformung des Materials nicht mehr notwendig ist. Aus dem Vorprodukt 32 ist nun der endgültige Drahtformkörper 34 ausgebildet. Sobald der fertige Drahtformkörper 34 ausgeformt ist, wird der obere Stempel 28 wieder in seine Ausgangsposition verfahren, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, und der fertige Drahtformkörper 34 aus dem Umformraum 24 entnommen. Die Anordnung 10 steht nun wieder für die Durchführung des Verfahrens zur Verfügung. In Fig. 3 ist in Seitenansicht ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Drahtformkörper 34 gezeigt. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Drahtformkörper 34 weist der Draht 16, der vor dem Umformen lediglich in eine spiralförmige He- lixstruktur vorgeformt worden war, über seine Länge betrachtet eine fortwährende Änderung in seiner räumlichen Orientierung auf, wobei zueinander benachbart an- geordnete spiralförmige Abschnitte des Draht 16 miteinander in Eingriff stehen. Der so ausgeformte Drahtformkörper 34 kann nun noch zusätzlich durch Schweißpunkte oder Schweißnähte an der Außenoberfläche zusätzlich in seiner Form gesichert werden. Besonders bevorzugt wird für das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren ein Draht 16 mit mehreckigem Querschnitt verwendet. Wie nachfolgend erläutert wird, lässt sich durch Verwendung beispielsweise eines Drahtes 16 mit quadratischer Querschnittsform sehr gezielt Gewicht einsparen. Ferner lässt sich ein Draht 16 mit mehreckigem Querschnitt sehr gut und störungsfrei mit der zuvor beschrie- benen Anordnung gut verarbeiten. After the upper punch 28 is lowered to a predetermined compression position, as shown in Fig. 2 c, the upper punch 28 is stopped. In In this position, the precursor 32 has been compressed so far and plastically deformed that further deformation of the material is no longer necessary. From the precursor 32, the final wire shaped body 34 is now formed. As soon as the finished wire shaped body 34 has been formed, the upper punch 28 is moved back into its starting position, as shown in FIG. 1, and the finished wire shaped body 34 is removed from the forming space 24. The arrangement 10 is now available again for carrying out the method. FIG. 3 shows in side view a wire shaped body 34 produced by the method according to the invention. In the wire molding 34 shown in FIG. 3, the wire 16, which had been preformed into a spiral helical structure before forming, has a continuous change in its spatial orientation along its length, with spiral sections adjacent to each other of the wire 16 are engaged with each other. The shaped shaped body 34 thus formed can now additionally be secured in its shape by welding points or welds on the outer surface. Particularly preferred for the above-described inventive method, a wire 16 is used with polygonal cross-section. As will be explained below, by using, for example, a wire 16 having a square cross-sectional shape, it is possible to very selectively save weight. Furthermore, a wire 16 with a polygonal cross section can be processed very well and trouble-free with the previously described arrangement.
Die Gewichtsersparnis kann bei einem erfindungsgemäß hergestellten Drahtformkörper 34 verglichen mit einem Drahtformkörper, der aus einem Draht mit rundem Querschnitt gefertigt ist, in einem Bereich von 25 bis 60% liegen. The weight saving can be in a range of 25 to 60% in a wire molded body 34 produced according to the invention compared with a wire molding, which is made of a wire with a round cross-section.
Dies lässt sich an Hand zweier Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäß hergestellten Drahtformkörpers im Vergleich zu einem herkömmlichen Drahtformkörper gut erklären.
In der nachfolgenden Tabelle sind unterschiedliche Daten eines herkömmlichen Drahtformkörpers, der aus einem Draht mit rundem Querschnitt gefertigt ist, im Vergleich zu zwei Ausführungsbeispielen gezeigt, bei denen jeweils ein Draht 16 mit quadratischem Querschnitt Verwendung findet: This can be explained well with reference to two embodiments of a wire shaped body produced according to the invention in comparison with a conventional wire shaped body. In the following table, different data of a conventional wire formed body made of a wire having a round cross section are shown as compared with two embodiments each using a wire 16 having a square cross section:
In der Tabelle stehen die Abkürzungen für folgende Größen: d Durchmesser des runden Drahtes In the table are the abbreviations for the following sizes: d diameter of the round wire
a Kantenlänge des im Querschnitt quadratischen Drahtes a edge length of the square in cross-section wire
1 Länge des für den Draht formkörper verwendeten Drahtes 1 length of the wire used for the wire molding
Ap Querschnitts fläche A p cross-sectional area
Cw Wi ders tands be i wert C w w ork value
Material Materialgewicht bezogen auf 100 % Material weight of material based on 100%
Strömungswiderstand bezogen auf 100% Flow resistance based on 100%
Aufgenommene und abgeführte Wärmemenge bezogen auf 100% Absorbed and dissipated amount of heat related to 100%
Der als Referenz herangezogene Drahtformkörper ist aus einem Draht mit rundem Querschnitt gefertigt. Der Draht hat einen Durchmesser d von 1 ,00 mm und eine Länge 1 von 1000 mm. Hieraus ergibt sich eine umströmte Querschnittsfläche Ap von 0.79 mm2 bei einem Widerstandsbeiwert Cw von 1.2. The reference used wire shaped body is made of a wire with a round cross-section. The wire has a diameter d of 1, 00 mm and a length 1 of 1000 mm. This results in a flow around cross-sectional area A p of 0.79 mm 2 at a resistance coefficient C w of 1.2.
Beim ersten Ausführungsbeispiel ist der erfindungsgemäß hergestellte Drahtformkörper 34 aus einem Draht 16 mit quadratischem Querschnitt gefertigt. Der Draht- querschnitt hat eine Kantenlänge a von 0,79 mm, so dass sich gleichfalls eine Quer- Schnitts fläche Ap von 0,79 mm ergibt.
Aufgrund des höheren Widerstandsbeiwertes Cw von 2,0 ergibt sich bei einem annähernd gleichbleibenden Strömungswiderstand von 100,27 % bezogen auf den Referenz-Drahtformkörper eine notwendige Länge 1 für den Draht 16 von lediglich 678 mm, so dass, gleichfalls bezogen auf den Referenz-Drahtfonnköiper nur 67,92 % Material verwendet werden müssen, wodurch sich eine Materialersparnis von 32,08 % ergibt. Lediglich die von dem Drahtformkörper 34 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aufgenommene Wärmemenge
liegt bei lediglich 76,57 % bezogen auf den Referenz-Drahtformkörper. In the first embodiment, the wire formed body 34 produced according to the invention is made of a wire 16 having a square cross section. The wire cross-section has an edge length a of 0.79 mm, so that also results in a cross-sectional area A p of 0.79 mm. Due to the higher coefficient of resistance C w of 2.0 results in an approximately constant flow resistance of 100.27% based on the reference wire shaped body, a necessary length 1 for the wire 16 of only 678 mm, so that, also based on the reference Drahtfonnköiper only 67.92% material must be used, resulting in a material savings of 32.08%. Only the amount of heat absorbed by the shaped wire body 34 according to the first embodiment is only 76.57% based on the reference wire molding.
Beim zweiten Ausfuhrungsbeispiel ist der Drahtformkörper 34 gleichfalls aus einem Draht 16 mit quadratischem Querschnitt gefertigt. Der Drahtquerschnitt hat hier allerdings eine Kantenlänge a von lediglich 0,60 mm, so dass sich nur eine Quer- schnittsfläche Ap von 0,36 mm ergibt. In the second embodiment, the shaped wire body 34 is also made of a wire 16 having a square cross-section. However, the wire cross-section here has an edge length a of only 0.60 mm, so that only a cross-sectional area A p of 0.36 mm results.
Aufgrund des höheren Widerstandsbeiwertes Cw von 2,0 ergibt sich jedoch auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Strömungswiderstand von 100,00 % bezogen auf den Referenz-Drahtformkörper, wobei die notwendige Länge 1 für den Draht 16 der Länge des Drahtes des Referenz-Drahtformkörpers entspricht, nämlich 1000 mm. Hierdurch ergibt sich bezogen auf den Referenz-Drahtformkörper lediglich ein Materialeinsatz von 45,84 %, so dass eine Materialersparnis von 54, 16 % erreicht wird. Lediglich die von dem Drahtformkörper 34 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aufgenommene Wärmemenge AEWärme liegt bei nur 76,39 % bezogen auf den Referenz-Drahtformkörper. However, owing to the higher resistance coefficient C w of 2.0, a flow resistance of 100.00% with respect to the reference wire molding also results in the second exemplary embodiment, the necessary length 1 for the wire 16 corresponding to the length of the wire of the reference wire molding , namely 1000 mm. This results in relation to the reference wire form body only a material usage of 45.84%, so that a material savings of 54, 16% is achieved. Only the heat quantity AE heat absorbed by the shaped wire body 34 according to the second exemplary embodiment is only 76.39%, based on the reference wire shaped body.
Soll nun ein höherer Strömungswiderstand oder auch eine höhere Wärmemenge von dem Drahtformkörper 34 aufgenommen werden, muss lediglich die Länge des für den Drahtformkörper 34 verwendeten Drahtes 16 oder dessen Querschnittsabmessungen entsprechend angepasst werden. If now a higher flow resistance or a higher amount of heat to be absorbed by the wire molding 34, only the length of the wire 16 used for the wire molding 34 or its cross-sectional dimensions must be adjusted accordingly.
Wie der Tabelle eindrucksvoll zu entnehmen ist, kann durch vergleichsweise einfache Maßnahmen, wie einer Änderung der Querschnittsabmessungen oder einer Änderung der Drahtlänge sehr gezielt der Strömungswiderstand und die abzuführende Wärmemenge bei dem erfindungsgemäß hergestellten Drahtformkörper 34 einge-
stellt werden, wenn als Ausgangsmaterial ein Draht 16 mit eckigem Querschnitt verwendet wird.
As can be seen impressively from the table, the flow resistance and the amount of heat to be dissipated in the wire shaped body 34 produced according to the invention can be adjusted very selectively by comparatively simple measures, such as a change in the cross-sectional dimensions or a change in the wire length. be set when a wire 16 is used with angular cross section as the starting material.
Claims
1 . Verfahren zur Herstellung eines D rahtform körpers aus mindestens einem Draht, bei dem der längliche Draht zunächst in Form einer spiralförmigen He- lixstruktur vorgeformt, der spiralförmig vorgeformte Draht anschließend in eine Umformeinrichtung zur Bildung eines Vorproduktes eingelegt und das Vorprodukt mit Hilfe der Umformeinrichtung zu dem Draht form körper umgeformt wird. 1 . A method for producing a D rahtform body of at least one wire, in which the elongated wire first preformed in the form of a helical Hixstruktur, the spirally preformed wire then inserted into a forming device for forming a precursor and the precursor by means of the forming device to the wire shape body is reshaped.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Draht derart in die Umformeinrich- tung eingelegt wird, dass der Draht über seine Länge betrachtet eine fortwährende2. The method of claim 1, wherein the wire is inserted into the Umformeinrich- device such that the wire viewed over its length a continuous
Änderung in seiner räumlichen Orientierung erfährt. Change in its spatial orientation experiences.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. bei dem der in die Umformeinrichtung zugeführte Draht bei Erreichen einer vorbestimmten Länge abgetrennt wird. 3. The method of claim 1 or 2 in which the fed into the forming device wire is separated upon reaching a predetermined length.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, bei dem der spiralförmig vorgeformte Draht kreisförmig in den Umformraum der Umformeinrichtung um einen imaginären Mittelpunkt herum eingelegt wird, wobei der radiale Abstand der Drahtzuführung zum imaginären Mittelpunkt vorzugsweise verändert wird. 4. The method of claim 1, 2 or 3, wherein the spirally preformed wire is placed in a circular shape in the forming space of the forming device around an imaginary center, wherein the radial distance of the wire feed is preferably changed to the imaginary center.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mehrere Drähte miteinander zu einer Litze verdreht werden, bevor die Drähte gemeinsam spiralförmig umgeformt werden. 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein a plurality of wires are twisted together to form a strand before the wires are spirally deformed together.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Abschnitte der Außenoberfläche des umgeformten Drahtformkörpers durch Fügen fest miteinander verbunden werden. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein sections of the outer surface of the formed wire shaped body are joined together by joining.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Draht eine über seine Länge betrachtet gleichbleibende mehreckige Querschnittsform, vorzugsweise eine rechteckige oder quadratische Querschnittsform aufweist. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the wire has a uniform over its length considered polygonal cross-sectional shape, preferably a rectangular or square cross-sectional shape.
8. Durch Umformen hergestellter, von einem Massenstrom zu durchströmender Draht formkörper aus mindestens einem Draht, 8. Made by forming, to be flowed through by a mass flow wire molding of at least one wire,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Draht ( 16) vor dem Umformen lediglich in eine spiralförmige Helixstruktur vorgeformt worden ist und über seine Länge betrachtet eine fortwährende Änderung in seiner räumlichen Orientierung aufweist, wobei zueinander benachbart angeordnete spiralförmige Abschnitte des Draht ( 16) miteinander in Eingriff stehen. characterized, the wire (16) has been preformed into a spiral helical structure prior to reshaping and has a continuous change in its spatial orientation over its length, with mutually adjacent helical portions of the wire (16) engaging one another.
9. Drahtformkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht ( 16) eine über seine Länge betrachtet gleichbleibende mehreckige Querschnitts form, vorzugsweise eine rechteckige oder quadratische Querschnittsform aufweist.
9. wire molding according to claim 8, characterized in that the wire (16) has a uniform over its length considered polygonal cross-sectional shape, preferably a rectangular or square cross-sectional shape.
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