DE4233417A1 - Vorrichtung zur Herstellung einer Wicklung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung ei­ ner Wicklung, insbesondere für Transformatoren und Drossel­ spulen, mit konzentrisch zu einer Wickelachse angeordneten Stützleisten, welche einen kreiszylindrischen Wickeldorn bilden.

Bei der Herstellung von Wicklungen für Transformatoren und Drosselspulen werden üblicherweise elektrische Leiter, z. B. aus Kupfer bzw. Kupferlegierung, um einen Wickeldorn gewickelt, so daß eine zylindrische Wicklung mit einem zen­ tralen zylindrischen Hohlraum entsteht, welcher beim ferti­ gen Transformator bzw. Drosselspule von einem Eisenkern ausgefüllt ist. Abhängig von den elektrischen Leistungsda­ ten und dem hieraus resultierenden magnetischen Fluß haben diese zentralen Wicklungshohlräume unterschiedlichen Durch­ messer. Demgemäß sind Wickeldorne mit unterschiedlichem Au­ ßendurchmesser erforderlich, um die entsprechenden Wicklun­ gen herstellen zu können.

Um den Aufwand für die Lagerhaltung von Wickeldornen mit unterschiedlichem Durchmesser möglichst gering zu halten wurden Wickeldorne geschaffen, deren Wickeldurchmesser, d. h. der Außendurchmesser der Wicklungsauflage, verstell­ bar ist. Eine solche bekannte Verstelleinrichtung weist zwei auf einer zentralen Welle axial beweglich geführte Ke­ gel auf, die mit den Spitzen einander zugewandt sind und mit einer aus konzentrisch angeordneten Stützleisten gebil­ deten Hülse zusammenarbeiten. Durch Veränderung des axialen Abstandes der beiden Kegel gleiten die Stützleisten auf dem Kegelmantel und werden so entsprechen radial nach innen oder nach außen bewegt, wodurch sich der Durchmesser des so gebildeten Wickeldorns ändert.

Eine andere Verstelleinrichtung für Wickeldorne beruht dar­ auf, daß eine zentral geführte Antriebswelle mit Kegelrit­ zeln versehen ist, welche einzelne mit Kegelrädern an einem Ende versehene Gewindehülsen beaufschlagt, in welche Gewin­ dehülsen passende Gewindestäbe eingreifen, die andererseits mit zur Welle konzentrisch angeordneten Stützleisten ver­ bunden sind. Durch Betätigung der Antriebswelle überträgt sich ihre Drehbewegung auf die Gewindehülsen, wodurch die Stützleisten radial nach auswärts bzw. nach innen bewegt werden und sich der Durchmesser des so gebildeten Wickel­ dorns verändert.

Eine weitere bekannte Verstelleinrichtung bedient sich ei­ nes Hebelsystems, bei welchem auf einer zentralen Gewinde­ spindel Spindelmuttern angeordnet sind, an welchen sich Stützhebel gelenkig abstützen, die mit jeweils einer die zentrale Gewindespindel konzentrisch umgebenden Stützlei­ sten verbunden sind. Durch Drehung der Gewindespindel ver­ ändern die Spindelmuttern ihre Lage und ziehen bzw. drücken über die Stützhebel die daran angelenkten Stützleisten ra­ dial nach innen bzw. nach außen, so daß sich der Durchmes­ ser des so gestalteten Wickeldorns veränderlich einstellen läßt.

Von Nachteil bei allen genannten Varianten ist die infolge radialer Auslenkung der Stützleisten und der damit verbun­ denen Durchmesseränderung bedingte Änderung des jeweiligen Umfangs der von den konzentrisch angeordneten Stützleisten gebildeten kreiszylindrischen Wickeldorns und des daraus resultierenden azimutalen Abstands der einzelnen Stützlei­ sten zueinander. Die Stützleisten sind in ihrer Breite näm­ lich für einen bestimmten durch den Mindestdurchmesser bestimmten Umfang festgelegt. Bei Vergrößerung des Durch­ messers, um größere Wickelquerschnitte zu realisieren, ist die Folge, daß zwischen benachbarten Stützleisten ein mit zunehmender radialer Auslenkung einhergehender sich vergrö­ ßernder Abstand einstellt, so daß schließlich anstelle ei­ nes Kreisquerschnitts ein endliches Polygon von den Stütz­ leisten beschrieben wird, was sich nachteilig auf die hier­ mit herzustellenden Wicklungsgeometrien auswirkt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die nachteiligen durchgehenden axialen Zwischenräume zwischen den Stützleisten über den gesamten Verstellbereich vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Danach ist vorgesehen, daß jede Stütz- oder Tragleiste bei­ derseits ihrer axialen Längsseiten Zusatzleisten aufweist, die zur Überbrückung von Zwischenräumen dienen, die sich bei der radialen Auslenkung der Stütz- oder Tragleisten bilden aufgrund des zuvor erwähnten Durchmesserzuwachses und der damit verbundenen Umfangsvergrößerung.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung kann dabei vor­ gesehen sein, daß die Zusatzleisten azimutal verschieblich angeordnet sind, d. h. quer zu ihrer Längsachse in Umfangs­ richtung auslenkbar gestaltet sind, wobei vorteilhafter Weise dies durch gleichförmige Kraftbeaufschlagung über der gesamten Leistenlänge erfolgt. Je nach Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann hierzu jeweils eine Fe­ deranordnung vorgesehen sein, welche die jeweils zwei Zu­ satzleisten einer Stütz- oder Tragleiste in azimutaler Richtung beaufschlagt oder aber statt dessen eine Anordnung von hydraulischen Verstellelementen, ähnlich einer hydrau­ lischen Bremskolben-Zylinder-Anordnung bei Fahrzeugen, die jeweils dafür sorgt, daß die Außenkanten der Zusatzleisten an den Zusatz leisten der benachbarten Stütz- oder Traglei­ sten anliegen. Die Anzahl der hierfür vorgesehenen Kraftbe­ aufschlagungseinrichtungen richtet sich nach der Länge der Stütz- oder Tragleisten.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung ist vorgesehen, daß die Zusatzleisten beiderseits an die Tragleisten angeformt sind und mit den Zusatz leisten der benachbarten Stütz- und Tragleisten im Eingriff sind. Dabei kann zweckmäßiger Weise vorgesehen sein, daß die Zu­ satzleisten kammartig ausgebildet sind, d. h., daß sie an ihren axialen Außenkanten mit regelmäßigen Einformungen und gleich großen Anformungen versehen sind, wobei die Anfor­ mungen der Zusatz leisten einer Stütz- oder Tragleiste in die Einformungen der korrespondierenden Zusatz leisten der benachbarten Stütz- oder Tragleisten eingreifen.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und be­ schrieben werden.

Es zeigt

Fig. 1 eine ausschnittweise Draufsicht auf die Mantel­ fläche einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine ausschnittweise Seitenansicht zur Anord­ nung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere ausschnittweise Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist in ausschnittweiser Draufsicht die von Stützleisten 10 gebildete Mantelfläche einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung dargestellt, die ausschnittweise in Sei­ tenansicht in Fig. 2 gezeigt ist. Die Tragleisten 10, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung konzentrisch zu einer Wickelachse angeordnet sind und mit ihren Längsachsen par­ allel zueinander sowie zur Mittelachse entsprechend der Wickelachse sich erstrecken, besitzen entlang ihrer beiden Längskanten Zusatzleisten 11, die in gleichmäßiger Anord­ nung Einformungen 12 sowie gleichgroße Anformungen 14 auf­ weisen. Dabei ist entsprechend der Erfindung vorgesehen, daß die Anformungen 14 in korrespondierende Einformungen 12 der Zusatz leisten 11 der benachbarten Tragleisten 10 ein­ greifen. In Fig. 1 ist eine Trennung der jeweiligen Tragleisten 10 mit Hilfe einer Doppellinie kenntlich ge­ macht, so daß erkennbar ist, wie eine Einformung 12 der Zu­ satzleiste 11 der einen Tragleiste 10 die Anformung 14 der Zusatzleiste 11 der benachbarten Tragleiste 10 umgreift. Durch diese Anordnung von Einformungen 12 und Anformungen 14 wird eine engverzahnte Oberfläche gebildet, so daß auch bei seitlichem Auseinanderziehen, wie es bei einer Umfangs­ vergrößerung infolge radialer Auslenkung bei einem Wickel­ dorn erfolgt, kein durchgehender gradliniger Zwischenraum zwischen den einzelnen Tragleisten 10 auftritt, soweit nicht mit der seitlichen Ausdehnung das Maß der Tiefe der Einformung 12 entsprechend der Breite der Anformung 14 überschritten wird. Gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausge­ staltung der Zusatzleisten 11 liegen die Einformungen 12 der beiden Zusatzleisten 11 einer Tragleiste 10 jeweils einander gegenüber und ebenso die Anforderungen 14.

In Fig. 2 ist eine ausschnittweise Seitenansicht auf die Anordnung von Fig. 1 dargestellt, aus der einerseits die Wölbungsgeometrie der Oberfläche der erfindungsgemäßen Vor­ richtung hervorgeht und zum anderen ersichtlich ist, daß benachbarte Tragleisten 10 mit ihren seitlichen Einformun­ gen 12 und Anformungen 14 miteinander korrespondieren. Die Tragleisten 10 sind im gezeigten Beispiel mit Radialstützen 16 verbunden, die von einer nicht näher dargestellten Ver­ stellanordnung 18 beaufschlagt sind.

In Fig. 3 ist eine besondere Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung gezeigt mit Einformungen 13 und Anformungen 15, die sich von den in Fig. 1 gezeigten Ein­ formungen 12 und Anformungen 14 durch eine Anschrägung ih­ rer in Umfangsrichtung laufenden Seitenkanten auszeichnen. Diese geometrische Gestaltung der Einformungen 13 und An­ formungen 15 hat den Vorteil gegenüber der in Fig. 1 ge­ zeigten Ausgestaltung, daß die Anforderungen an die Ferti­ gungstoleranzen weniger streng sein müssen, da durch die Anschrägung auf einfache Weise ein gewisser Axialversatz der Tragleisten 10 ausgeglichen werden kann und eine Zen­ trierung erreicht wird.

In der in Fig. 3 gezeigten Darstellung sind drei verschie­ dene Einstellzustände dargestellt. Auf der linken Seite der Darstellung in Fig. 3 sind vier Tragleisten 10 eng anein­ ander, quasi auf Block liegend, gezeigt, wie es der Stel­ lung der Tragleisten 10 im eingefahrenen Zustand der Radi­ alstützen 16 entspricht, in welchem der Wickeldorn den ge­ ringsten Umfang aufweist.

Ein zweiter Einstellzustand ist gezeigt zwischen den vier eben bezeichneten Tragleisten 10 und der sich rechts an­ schließenden Tragleiste 10, bei welcher die maximal zuläs­ sige Ausfahrstellung der Radialstützen 16 erreicht ist und die Tragleiten 10 soweit auseinander bewegt sind, daß die Außenkanten der Anformungen 15 auf einer gemeinsamen Linie 17 liegen.

Ein dritter Zustand wird verdeutlicht mit der Stellung der beiden in Fig. 3 rechts gezeigten Tragleisten 10 zueinan­ der, welche soweit auseinander liegen, daß sich zwischen den Außenkanten der Anformungen 15 ein schmaler axial durchlaufender Zwischenraum 18 einstellt. Dieser Zwischen­ raum 18, ist abhängig von der Größe des betreffenden Wic­ keldorns, d. h. seines Außendurchmessers bis zu einem Maß von 0,5 x mittlerer Breite einer Tragleiste 10 tolerabel, sollte aber dennoch nach Möglichkeit vermieden werden.

Im Unterschied zu der Ausgestaltung der in Fig. 1 gezeig­ ten Tragleisten 10 sind bei den Tragleisten gemäß Fig. 3 die Einformungen 13 und Anformungen 15 der einen Längsseite wechselweise versetzt gegenüber der anderen Längsseite der betreffenden Tragleiste 10, so daß bei aneinander liegenden Tragleisten 10, wie in Fig. 3 links gezeigt, ein wellenar­ tiges Muster resultiert. Diese Anordnung der Einformungen 13 und Anformungen 15 ist gegenüber der in Fig. 1 gezeig­ ten Ausgestaltung der Tragleisten insoweit vorteilhaft, als die Tragleisten über die gesamte Länge eine gleich große tragende Breite aufweisen.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Herstellung einer Wicklung, insbe­ sondere für Transformatoren und Drosselspulen, mit konzen­ trisch zu einer Wickelachse angeordneten Stütz- oder Trag­ leisten (10), die radial auslenkbar sind und einen Wickel­ dorn bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stütz- oder Tragleiste (10) entlang ihrer axialen Längsseiten Zusatz­ leisten (11) zur Überbrückung von Zwischenräumen (16), die sich bei der radialen Auslenkung der Stütz- oder Trag­ leisten (10) bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zusatzleisten (11) azimutal verschiebblich an­ geordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zusatzleisten (11) in azimutaler Richtung kraftbeaufschlagt sind, z. B. mittels Federn oder mittels hydraulischer Einrichtungen, und sich an die Zusatzleisten (11) der benachbarten Stütz- oder Tragleisten (10) axial anlegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzleisten (11) an die Stütz- oder Tragleisten (10) beiderseits deren Längsseiten angeformt sind und mit den Zusatzleisten (11) der benachbarten Stütz- oder Trag­ leisten (10) im Eingriff sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzleisten (11) kammar­ tig ausgebildet sind und an ihren axialen Außenkanten re­ gelmäßige Einformungen (12, 13) und gleichgroße Anformungen (14, 15) aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einformungen (12, 13) und Anformungen (14, 15) an den Zusatzleisten (11) symmetrisch zur Mittelachse der Stütz- oder Tragleisten (10) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einformungen (12, 13) und Anformungen (14, 15) an der einen Zusatzleiste (11) der zugeordneten Stütz- oder Tragleiste (10) in bezug auf die andere Zusatzleiste (11) versetzt angeordnet sind, so daß über die Länge der Stütz- oder Tragleiste (10) eine gleichbleibende tragende Breite resultiert.

8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anformungen (14, 15) der einen Zusatzleiste (11) in die Einformungen (12, 13) der Zusatzleisten (11) der benachbarten Stütz- oder Tragleisten (12) eingreifen.