具有管状引导元件的转子弓形件、尤其是用于加工细长多芯绞线物的机器的转子弓形件
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技术领域
本发明涉及一种转子弓形件，尤其用于加工细长多芯绞线物的机器的转子弓形件，该机器例如是用于捻合或绞合股状材料的扭合或绞合机，以及涉及这种具有根据本发明的转子弓形件的机器。
背景技术
股状材料在此优选是金属材料，如铜丝、钢丝或者铝丝或绝缘的或非绝缘的金属导体，该金属材料具有不同的合金组成成分，或也是非金属的材料，如天然纤维或人造纤维，其中这种材料的多个股通过捻合而彼此绞合，即加工成绞合线。然而，股状材料优选也可以是这种绞合线，其中随后这种绞合线的多个股同样通过捻合而彼此绞合，即加工成线缆或绳索。
出于简洁原因，以下参照用于金属丝绞合机的转子弓形件来描述本发明。然而，这并不是限制。同样，本发明可以应用于其他机器的转子弓形件，所述其他机器例如是也加工其他细长多芯绞线物的绞合机。
在这里所关注的类型的绞合机中，通过旋转的转子进行绞合，所述转子通常具有一个或多个(一般弯曲的)转子弓形件(Rotorbügel)，该转子弓形件在其两个轴向端部上支承在一件式或多件式转子轴上。给转子输送至少两股的股状材料(相同或不同类型)并且经由转子弓形件引导，由此对这些股进行捻合。以此方式制造的绞合线然后又从转子弓形件导出。
以下参照具有一个转子弓形件的机器来描述本发明。然而，这并不是限制。本发明同样可以应用于具有多个转子弓形件的机器。
转子弓形件的本体可以由不同的材料如金属、塑料或还有纤维增强的塑料制成。其横截面优选分别为基本上矩形的、圆形的、椭圆形的或也为翼形的。
如果未不同地说明，则在本申请中用转子弓形件的或其本体的横截面始终表示垂直于转子弓形件纵向伸展的横截面。关于横截面的形状的定义理解为：在此可能存在的导致横截面的几何形状偏差的槽或其他结构特征并不加以考虑。
为了将股状材料沿着转子弓形件引导，现有技术的转子弓形件在转子弓形件的纵向方向上具有连续的沟槽，所述沟槽还可以在其内侧上设置有滑动板，以便保护转子弓形件的本体免受磨损。
此外，在EP 1 612 325 B1中已知，为了在转子弓形件的相对于旋转轴线在内部的侧面上引导细长多芯绞线物，居中地将沿纵向延伸的由耐磨材料构成的金属丝引导孔引入纵向槽中，其中纵向槽的宽度相对于可引入纵向槽的金属丝引导管的外尺寸而尺寸不足。
由此出现如下问题：金属丝引导管的横截面必须是可形变的，以便可以压入槽中并且使其尺寸匹配，并且为了安装和拆卸金属丝引导管而需要极大的力和时间开销。
发明内容
因此，本发明基于的任务是，提出了一种转子弓形件，其具有可简单操作的、尤其可简单安装和拆卸的管状引导元件，用于引导细长多芯绞线物，以及提出了一种具有这种转子弓形件的用于加工细长多芯绞线物的机器。
该任务通过根据权利要求1所述的转子弓形件和根据权利要求15所述的用于加工细长多芯绞线物的机器来解决。其他有利实施方式包含在从属权利要求中。
根据本发明的转子弓形件在其本体中具有槽，该槽沿着转子弓形件的纵向方向基本上在其整个纵向伸展上延伸。槽通常理解为：在一个长边上敞开的而在对置的长边上闭合的连续的加深部，该加深部优选在其纵向伸展的每个部位处都具有基本上相同的横截面。
此外，根据本发明的转子弓形件具有管状引导元件，用于引导细长多芯绞线物，其中引导元件连续地并且基本上在槽的整个纵向伸展上设置在槽中。
引导元件优选具有基本上圆形的、椭圆的、矩形的、三角形的或要不然多边形的横截面。优选地，槽也具有分别对应的基本上圆形的、椭圆的、矩形的、三角形的或要不然多边形的横截面，其中在槽的敞开的侧于是可以从相应的形状“切掉”一段。在该部位处，因此引导元件的横截面突出于槽的横截面。
特别优选地，槽的敞开侧在转子弓形件的横截面中垂直于转子弓形件的转动方向取向。在此情况下，通过转子弓形件的本体仅在槽的闭合侧上而不在槽的敞开侧上除了引导元件之外还具有壁的方式，实现了转子弓形件横向于转子弓形件转动方向的横截面的特别小的伸展。由此，实现特别小的空气作用面并且因此实现在转子弓形件的转动方向上小的空气阻力。
根据本发明，在引导元件的纵向伸展的每个部位处，槽的内部尺寸大于或等于在该部位处引导元件的外部尺寸。该特征可以理解为：--在横截面上观察--该槽至少部分地包围设置在其中的引导元件，使得引导元件在所观察的部位处具有可能仅仅小的间隙。然而，引导元件可以在确定的部分上或也可以在其整个纵向伸展上因此无间隙地设置在槽中，优选在已利用一定的预紧将其置于该槽中并且在那里由于复位力又部分地放松并且由此“牢牢夹持”在槽中的情况下。
特征“在任何部位处槽的内部尺寸都大于或等于引导元件的外部尺寸”，允许将管状引导元件容易地引入转子弓形件的槽中，优选通过将引导元件穿过槽的敞开侧压入或通过从槽的一个端部插入引导元件，并且同样相应地将引导元件从槽中取出。
根据本发明的转子弓形件可以成本低廉地作为单件制造，因为仅必须加工纵向槽并且既不必引入用于管状引导元件的纵向孔、也不必引入用于固定离散的引导元件(眼孔)的孔。优选地，在制造根据本发明的转子弓形件时，将槽铣削到转子弓形件的本体中。根据本发明的转子弓形件也可以成本低廉地作为组件预备，因为安装简单，尤其是因为不必制造和安装作为引导元件的眼孔。同时形成封闭元件的管状引导元件具有长使用寿命，但在需要时还可以快速且简单地更换。转子弓形件的本体的使用寿命通过管状引导元件而提高，因为没有松散的金属丝端部会碰触本体并且由此也不会损伤它。
在本发明的一个优选的实施方式中，引导元件在转子弓形件的纵向伸展的至少60％、优选至少70％、还优选至少75％、以及优选最高90％、还优选最高80％上通过槽形状锁合地与转子弓形件的本体连接。
优选地，该形状锁合通过如下方式建立：该槽在所述的区域中包围引导元件大于引导元件的最大直径。如果引导元件如优选的那样具有圆形横截面，则该槽优选同样具有圆形横截面(其中在槽的敞开侧上“切掉”圆弧段)，该横截面同样超过半圆，即其环周夹有大于180度的角。换言之，槽的横截面在槽的敞开侧的区域中渐缩。如果引导元件在转子弓形件的纵向伸展的所述区域中穿过槽的敞开侧被引入槽中或从槽中取出，则引导元件的横截面必须略微形变，优选通过略微压缩。
优选地，引导元件也可以在转子弓形件本体的一个端部或两个端部上在其纵向方向上插入槽中或从槽中抽出。
使用用于引导元件的上述何种引入和取出可能性，尤其取决于使用转子弓形件的机器的几何形状。
在本发明的另一优选实施方式中，槽的横截面在总长度为转子弓形件的纵向伸展的最高40％、优选最高30％、还优选最高25％以及优选至少10％、还优选至少20％的至少一个取出区域中设计为，使得引导元件在取出区域的任何部位处都可以在引导元件在该部位处的横截面无形变的情况下在一个取出方向上从转子弓形件的本体中取出，所述取出方向垂直于转子弓形件的纵向方向伸展。
由此，能够实现在取出区域中特别简单地将引导元件从槽中取出。尤其是，那么可以将引导元件在取出区域中沿着取出方向从槽中取出，优选用手抓取引导元件的被取出的部分段并且最后将整个引导元件沿着转子弓形件的纵向方向从槽中抽出。
反之，也可以将引导元件的端部在取出区域中置于槽中并且随后将整个引导元件沿着转子弓形件的纵向方向插入槽中。在此，在取出区域的区域中用手抓取和推动引导元件的尚未置于槽中的部分段。最后，引导元件的端部逆着取出方向在取出区域中置于槽中。
特别优选地，槽在此设计为，槽在其敞开侧处的横截面并未渐缩，而是槽的横截面具有保持不变的宽度。
在该实施方式的一个优选的变型方案中，至少一个取出区域设置在转子弓形件的端部中的一个端部的区域中。
在该实施方式的另一优选的变型方案中，在转子弓形件的两个端部的区域中分别设置取出区域。
在另一优选的实施方式中，在转子弓形件的本体中至少一个取出区域中、在至少一个部位处设置至少一个留空部，穿过该留空部可以向着取出方向按压引导元件。这附加地简化了引导元件从槽中的取出。利用手但、优选利用合适的优选销钉状的工具将引导元件通过留空部压出。在此，工具不必是专用工具，而是其可以是标准工具、如内六角扳手或螺丝刀。
在转子弓形件的本体中的留空部优选是在转子弓形件的外侧中的缺口或凹口，其沿着取出方向伸展并且在一个端部过渡到槽中。但特别优选地，留空部是转子弓形件的本体中的穿通孔，其优选在一端部处优选居中地过渡到槽中。通过这种穿通孔、尤其是具有小直径的穿通孔，比较小地弱化转子弓形件的本体的结构强度。
在另一优选的实施方式中，引导元件是弹簧、螺旋弹簧、博登线护套、柔软轴的护套、塑料管、钢管或软管。以此方式可以使用已有的标准部件作为引导元件，由此能够实现引导元件的成本低廉的更换。
优选地，引导元件是由具有圆形横截面的金属丝构成的螺旋弹簧。但特别优选地，引导元件是由具有基本上矩形的横截面的金属丝(尤其是扁金属丝螺旋体)构成的螺旋弹簧。由此得到了引导元件的特别良好闭合的环周面并且在引导元件的内部中细长多芯绞线物的特别好的贴靠以及其高稳定性。
还优选地，引导元件是由如下金属丝构成的螺旋弹簧，该金属丝的横截面在螺旋弹簧的外侧上基本上是直的并且基本上平行于螺旋弹簧的纵向方向伸展并且在螺旋弹簧的内侧上具有指向螺旋弹簧内部的倒圆部。由此，细长多芯绞线物在螺旋弹簧的任意圈上基本上仅在所述圈的最内的点处触碰引导元件的内侧并且由此摩擦和磨损特别小。
还优选地，引导元件是由如下金属丝构成的螺旋弹簧，该金属丝的横截面具有矩形基本形状并且该横截面在螺旋弹簧的外侧上具有朝向螺旋弹簧外部或内部的倒圆部并且在螺旋弹簧的内侧上具有朝向螺旋弹簧的内部的倒圆部。
在另一优选的实施方式中，引导元件是螺旋弹簧，该螺旋弹簧的圈彼此间隔开地设置。以此方式，由引导元件和/或由细长多芯绞线磨蚀的、在螺旋弹簧的圈之间的磨损物通过在转子弓形件旋转时形成的空气流可以被吹走。
在另一优选的实施方式中，引导元件至少在其内侧上涂覆有减小摩擦和/或减小磨损的材料，尤其是特氟龙，或设置有减小摩擦和/或减小磨损的硬化部。
所述的引导元件构成为螺旋弹簧具有如下优点：细长多芯绞线物在引导元件的内部中良好贴靠并且引导元件同时非常耐磨损。
在另一优选的实施方式中，转子弓形件的本体在不同的部位处沿其纵向伸展具有不同形状的横截面。优选地，转子弓形件的本体在此至少在一个部位处具有基本上椭圆的横截面而在另一部位处具有基本上矩形的横截面。
特别优选地，在转子弓形件的每个端部上设置取出区域，使得转子弓形件在取出区域上同时具有固定元件，用于将转子弓形件固定在机器的转子上，并且转子弓形件的本体的横截面在取出区域中是基本上矩形的而在位于取出区域之间的中间区域中是基本上椭圆形的。
以此方式，转子弓形件由于取出区域上的平的侧面而可以特别简单地贴靠在转子的对应的固定面上。相应地，也可以特别简单地制造固定元件，优选孔。转子弓形件在中间区域中的基本上椭圆的横截面另一方面使得转子弓形件旋转时的空气阻力特别低，并且因此使机器的能耗低。
附图说明
其他有利的设计方案从所附的附图结合后续的描述而得出。在附图中示出：
图1：
a)根据本发明的转子弓形件的侧视图，该转子弓形件具有在机器的转子上的相关的固定装置；
b)转子弓形件的中间区域的横截面；
c)转子弓形件的导入侧的和转向侧的端部的放大视图；
图2：
a)根据本发明的转子弓形件的本体的侧视图；
b)转子弓形件的本体的导入侧的和转向侧的端部的从下部看的放大视图；
c)转子弓形件的本体的中间区域、导入侧的端部或转向侧的端部的横截面；
图3：
a)在从取出区域中插入引导元件时根据本发明的转子弓形件在从中间区域到取出区域的过渡部处的区段的斜视图；
b)在引导元件插入的情况下图4a)中的转子弓形件的视图；
c)在借助于工具将引导元件从取出区域中压出时图4a)中的转子弓形件的视图；
图4：
a)呈闭合式螺旋弹簧形式的引导元件的区段的斜视图和横截面；
b)呈开放式螺旋弹簧形式的引导元件的区段的斜视图和横截面；
c)呈由线材构成的螺旋弹簧形式的引导元件的四个区段，所述线材的纵剖面具有不同的横截面；
图5：
a)在不同打击次数的情况下现有技术的转子弓形件和根据本发明的转子弓形件的功耗值的比较的图表；
b)图5a)中的图表中的数值的作为柱状图的视图。
具体实施方式
图1a示出了根据本发明的转子弓形件1的侧视图，该转子弓形件具有本体2，该本体呈弯曲的形状在导入侧的左端部(因为捻合的或绞合的多芯绞线物在该端部处进入转子弓形件中)与转向侧的右端部(因为捻合的或绞合的多芯绞线物在该端部处转向并且被通向卷绕管筒)之间延伸。转子弓形件1的本体2在该实施例中由纤维增强的塑料构成并且构成为不带空腔的实心部件(除了下面深入描述的槽3、固定留空部8和其他孔之外)。
转子弓形件优选适合于加工裸线股例如七丝线股，优选由铜合金如CuMg、尤其CuMgO2(即镁含量为0.2％)、CuAg、CuSn等等构成，其具有最大1.5mm2的小横截面、高击打次数，优选每分钟6500次击打(对应于双击绞线机中的3250转)。然而也可以加工具有其他材料参数和/或工艺参数的其他材料(优选每分钟7000或更多次的击打的击打次数)。
此外，转子弓形件优选适于具有630mm直径的管筒的机器。但转子弓形件也适于其他机器结构大小，其中具有较大的尺寸的机器结构大小通常使用较低的击打次数而具有较小尺寸的机器结构大小通常使用较大的击打次数。
在转子弓形件的导入侧的端部处，还存在导入侧的取出区域5，而在转子弓形件1的转向侧的端部处存在转向侧的取出区域6，这些取出区域在下文中还将予以详细描述。
图1b示出了大致在转子弓形件沿纵向方向上的伸展的中间、转子弓形件1的横截面。转子弓形件1的本体2在该部位处具有(如果槽3不予考虑)基本上椭圆形的横截面。在该横截面的长边的中间引入槽3。槽3具有圆形的横截面，从该横截面在槽3的敞开侧切掉圆弧段，该圆弧段小于半圆。在槽3中设置管形的引导元件4，该引导元件具有圆形横截面。该引导元件4在该实施例中由螺旋弹簧构成，该螺旋弹簧由弹簧钢丝卷绕。槽3具有比引导元件4略大的直径(在该图中不可见)，使得槽3中的引导元件4具有微小的间隙并且因此可以以小的力开销沿着纵向方向插入到槽4中或从槽中拉出。槽3在横截面上包围引导元件4大于一半，使得在引导元件4与槽3之间存在形状锁合的连接。
图1c示出了导入侧的取出区域5和转向侧的取出区域6的放大视图。在这些区域中，转子弓形件1通过不同的固定装置7固定在机器的转子上。因为固定装置7在本发明的上下文中仅具有下位含义，在此对其未做详细描述。
转子弓形件1以及槽3和引导元件4在该实施例中具有大约1672mm的纵向伸展。导入侧的取出区域5具有大约226mm的纵向伸展，而转向侧的取出区域6具有大约141mm的纵向伸展。转子弓形件的宽度(对应于基本上椭圆形的横截面的长轴或基本上矩形的横截面的长边)为大约28mm，并且转子弓形件的厚度(对应于基本上椭圆形的横截面的短轴或基本上矩形的横截面的短边)为大约6.5mm。槽3的内直径为大约6.2mm，而引导元件4的外径为大约6mm。本体2在槽3的闭合侧与本体2的对置的外侧之间的壁厚度为大约1.4mm。
图2a以侧视图示出了根据本发明的转子弓形件1的本体2的分离视图。
在导入侧的取出区域5中和在转向侧的取出区域6中，在图2a所示的本体2的前面外侧处可分别看到两个固定留空部8。
图2b从下部示出了取出区域5和6的放大视图，在图2b中可看到，在每个取出区域5、6中分别存在两个固定留空部8，其在转子弓形件的前侧和背侧上具有半圆形的横截面。固定在转子上的夹持弓形件9接合到这些固定留空部8中，使得转子弓形件1固定在转子上。由此避免了在本体2上或在本体2中的其他固定元件、如螺纹，其会在结构上弱化纤维增强的塑料。
转子弓形件1的本体2在取出区域5、6中分别具有基本上矩形的横截面而在其在取出区域5、6之间的中间区域中具有基本上椭圆形的横截面。这还一次性以三个剖面在图2c中通过中间区域、导入侧的取出区域5或转向侧的取出区域6示出。然而，在相应的区域中的其他横截面形状当然也是可行的。
在图2c中还可看到，在取出区域5、6中，槽3的横截面在槽3的敞开侧处并未像在本体2的中间区域中渐缩，而是在敞开侧上具有直的侧棱边。由此，引导元件4(在此具有圆形横截面)可以以简单的方式置于取出区域5、6中或从其中取出。
引导元件4的置入或取出过程还在图3中以图形方式示出：
在此，图3a示出了转子弓形件1在中间区域与转向侧的取出区域6之间的过渡部处的本体2，其中恰好引导元件4，在此情况下是由线材构成的螺旋弹簧，通过朝向转子弓形件1的另一端部插入，来穿过取出区域6引入到槽3中，通过箭头所表示。
图3b示出了在引导元件4完全置入时的本体2。
图3c示出了本体2，其中引导元件4恰好由操作员手动从取出区域6压出。操作员为此使用销钉工具11，优选简单的内六角扳手，并且通过(未示出的)孔按压销钉工具进入槽3中，由此引导元件4被从槽3中压出并且因此可以容易地通过手取出，该孔将槽3与本体2的对置的外侧连通。
以此方式，优选在引导元件4磨坏时能够非常容易地且无需专用工具地实现引导元件4的更换。
图4示出了构成为螺旋弹簧的引导元件4的两个不同的变型方案，即图4a中的闭合螺旋弹簧，其中这些圈直接彼此紧靠，以及图4b中的开放螺旋弹簧，其中在相邻的圈之间存在自由空间。分别示出了立体视图以及横截面。
图4c示出了呈螺旋弹簧形式的引导元件4的纵剖面的四个不同的变型方案。
在第一变型方案中(左上视图)线材的横截面(螺旋弹簧由该线材所绕制)在外侧上是直的，而在内侧上凸面地拱起，使得拱起部10伸入引导元件4的内部中并且实现细长的多芯绞线物的更小的接触面。
在第二变型方案中(左下视图)，螺旋弹簧由具有近似矩形的横截面的扁平线材绕制，这赋予螺旋弹簧特别高的稳定性。
在第三变型方案(右上视图)中，线材的横截面在外侧上具有凹面的拱起部10，而在内侧上具有凸面的拱起部10，其都朝向引导元件4的内部。
在第四变型方案中(右下视图)，线材的横截面在外侧和在内侧上都是直的并且在横截面的在引导元件4纵向方向上看的前侧和背侧上具有向前或向后的凸面拱起部10。
图5包含由绞线机吸收的功率的比较，其中该机器一方面配备有现有技术的转子弓形件而另一方面配备有根据本发明的设有作为引导元件的软管螺旋体的转子弓形件。而现有技术的转子弓形件具有离散的引导元件，其以确定的间隔覆盖转子弓形件的本体中的槽，但在此明显突出于转子弓形件的本体的横截面。
在图5a中作为表格和在图5b中作为柱状图示出相同的测量值。
为此，转子弓形件的不同击打次数(在双击绞线机中对应于相应转速的两倍)的消耗值测得在每分钟1000与6500次击打之间(对应于500到3250转)。在该图表的三个右列中或通过在柱形图中的相应三个柱示出在相应的击打次数下通过相应的转子弓形件吸收的功率(单位为kW)以及不同的转子弓形件的功率值之差。可看到的是，尤其在高击打次数下通过根据本发明的转子弓形件显著节约了功率。
附图标记列表
1 转子弓形件
2 转子弓形件的本体
3 槽
4 引导元件
5 导入侧的取出区域
6 转向侧的取出区域
7 固定装置
8 固定留空部
9 夹持弓形件
10金属丝倒圆部
11销钉工具
