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Die Erfindung bezieht sich auf einen Wicklungskörper für Ringspulen, insbesondere für Ro- gowskispulen, umfassend mehrere Teile, die gelenkig miteinander verbindbar ausgebildet sind und im Betriebszustand in Gestalt eines geschlossenen Ringes angeordnet sind.
Durch die AT 004 109 U1wurde eine Rogowskispule bekannt, bei der ein mehrteiliger Wick- lungskörper vorgesehen ist. Bei dieser bekannten Lösung sind die einzelnen Teile des Wicklungs- körpers gebogen ausgeführt und stirnseitig miteinander verbindbar. Dadurch kann ein solcher Wicklungskörper einfach aus einem extrudierten Strang hergestellt werden, wobei die einzelnen Teile entsprechend gebogen werden.
Aus der DE 94 11203 U1 ist weiters eine Strommessanordnung für eine elektrische Schaltanla- ge bekannt, wobei um einen Leiter der Schaltanlage eine Messspule nach Art einer Rogowski-Spule angeordnet ist, wobei die Messspule zumindest drei geradlinige Teilspulen umfasst, welche mittels Verbindungsmittel einen Messring bilden. Allerdings gibt es bei der DE 94 11 203 U1 keinen Hin- weis darauf, dass die so erzeugte Verbindung gelenkig wäre.
Die FR 2 507 811 A zeigt einen Strommessfühler aus zumindest drei Messbereichen mit einer Abfolge von benachbarten Spulen, deren Symmetrieachsen dem Umriss eines Polygons folgen. In einer besonderen Ausführungsform können benachbarte Spulen auch mit Drehgelenken verbunden sein.
Das Aufbringen einer Wicklung auf einem geschlossenen ringförmigen Wicklungskörper ist mit einem sehr erheblichen Aufwand verbunden, da der Wicklungsdraht immer durch die zentrale Öffnung des ringförmigen Wicklungskörpers geführt werden muss. Maschinell ist eine solche Wick- lung gar nicht bzw. nur mit erheblichem Aufwand verbunden herstellbar.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diesen Nachteil zu vermeiden und einen Wick- lungskörper der eingangs angeführten Art anzugeben, mit welchem Ringspulen besonders einfach, insbesondere mit herkömmlichen Wickelmaschinen, hergestellt werden können.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die einzelnen Teile des Wicklungskörpers im wesentlichen geradlinig miteinander verbindbar ausgebildet sind, dass die Endbereiche der einzel- nen Teile des Wicklungskörpers mit Drahtauflagebereichen ausgebildet sind, wobei bei zueinander fluchtender Ausrichtung zweier unmittelbar benachbarter Teile der Normalabstand der Drehachse der gelenkigen Verbindung von den Längsmittelachsen der beiden Teile zumindest gleich gross ist wie der Abstand der Verbindungslinie der beiden Drahtauflagebereiche von den Längsmittelach- sen.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist es möglich, die Teile des Wicklungskörpers fluch- tend zueinander auszurichten und zu bewickeln, wobei sämtliche Teile des Wicklungskörpers auf einer üblichen Wickelmaschine, wie sie zum Bewickeln von geraden Wickelkörpern verwendet werden, aufgespannt werden können. Dabei kann der Wickeldraht nach dem Bewickeln eines Teiles über die in Strecklage befindliche Verbindungsstelle geführt und der nächste Teil bewickelt werden.
Durch die angegebene Dimensionierung der Abstände der Drehachse der gelenkigen Verbin- dung und der Verbindungslinie der Drahtauflagebereiche zweier unmittelbar benachbarter Teile zur Längsmittelachse dieser Teile ist sichergestellt, dass es nach dem Abwinkeln der bewickelten Teile des Wicklungskörpers zu keiner Dehnung des Wicklungsdrahtes im Bereich der gelenkigen Ver- bindung und zu keinem Brechen des Drahtes kommt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Drahtauflagebereiche an den unteren Begrenzungsflächen von in Längsrichtung der Teile verlaufenden Nuten angeord- net sind.
Der zwei benachbart liegende Wicklungen verbindende Abschnitt des Wicklungsdrahtes kommt damit innerhalb der Nuten zu liegen und ist damit vor mechanischen Einflüssen, insbesondere vor Abschürfungen, geschützt.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Teile des Wicklungskörpers mit einer durch- gehenden unrunden, vorzugsweise quadratischen, Bohrung versehen sind.
Dies ermöglicht ein einfaches Aufspannen der Teile des Wicklungskörpers auf einer üblichen Wickelmaschine. So können einfach die Teile des Wicklungskörpers, die zweckmässigerweise miteinander verbunden sind, auf einen Stab aufgeschoben werden, dessen Querschnitt dem Querschnitt der Bohrung der Teile des Wickelkörpers entspricht und dieser Stab in die Wickelma- schine eingespannt werden. Auf diese Weise kann der Wicklungskörper einfach bewickelt werden.
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Gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Teile des Wicklungskörpers über Filmgelenke miteinander verbunden sind.
Es ergibt sich hier eine besonders einfache Ausbildung der gelenkigen Verbindungen der ein- zelnen Teile des Wicklungskörpers.
Gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, vier Teile vorge- sehen sind, die über gelenkige Steckverbindungen miteinander verbindbar sind, wobei die einen Teile Köpfe mit lyraförmigen Ausnehmungen aufweisen und die anderen Teile mit Köpfen mit quer stehenden Zapfen versehen sind, wobei die Zapfen in die Ausnehmungen des benachbarten Teiles einsteckbar sind.
Somit kann aus einer geringen Anzahl verschieden langer Teile eine Vielzahl von verschieden grossen Wicklungskörpern zusammengestellt werden, wodurch die Lagerhaltung vereinfacht und grössere Stückzahlen bei der Herstellung der einzelnen Teile des Wicklungskörpers erreicht wer- den.
Es kann vorgesehen sein, dass auf mindestens einem Teil des bewickelten Wicklungskörpers eine Klemmfeder aufgesteckt ist, die sich an den beiden angrenzenden Teilen abstützt, womit ein besonders guter Zusammenhalt der bewickelten Teile des Wicklungskörpers sichergestellt ist.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch eine axonometrische Darstellung eines bereits bewickelten erfindungsge- mässen Wicklungskörpers 1,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die einzelnen Teile 2,3, 4,5 des Wicklungskörpers 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Teile nach der Fig. 2,
Fig. 4 und 5 eine Draufsicht und eine Seitenansicht der miteinander verbundenen Teile eines Wicklungskörpers 1 nach den Fig. 2 bis 3,
Fig. 6 einen erfindungsgemässen Wicklungskörper 1 mit aufgesetzten Klemmfedern 15 ;
Fig. 7 eine Seitenansicht des Wickelkörpers 1 nach Fig. 6 mit abgenommenen Klemmfedern 15,
Fig. 8 die Klemmfeder 15 der Fig. 7 und 8 alleine,
Fig. 9 und 10 eine Drauf- und eine Seitenansicht auf eine weitere Ausführungsform eines erfin- dungsgemässen Wicklungskörpers 1 im gestreckten Zustand;
Fig. 11 und 12 Detaildarstellungen eines Gelenk-Bereiches des erfindungsgemässen Wick- lungskörpers 1, wobei der Normalabstand 20 der Drehachse a gleich dem Normalabstand 22 der Verbindungslinie b - c der beiden Drahtauflagebereiche b und c von der Längsmittelachse 21 der beiden dargestellten Teile gewählt ist;
Fig. 13 die Verschiebung des zweiten Drahtauflagebereiches c bei gegenseitiger Verdrehung der beiden in den Fig. 11 und 12 dargestellten Wicklungskörper 1 ;
Fig. 14 und 15 Detaildarstellungen eines Gelenk-Bereiches des erfindungsgemässen Wick- lungskörpers 1, wobei der Normalabstand 20 der Drehachse a grösser als der Normalabstand 22 der Verbindungslinie b - c der beiden Drahtauflagebereiche b und c von der Längsmittelachse 21 der beiden dargestellten Teile gewählt ist;
Fig. 16 die Verschiebung des zweiten Drahtauflagebereiches c bei gegenseitiger Verdrehung der beiden in den Fig. 14 und 15 dargestellten Wicklungskörper 1.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemässer, für Ringspulen, insbesondere für Rogowskispulen, vorge- sehener Wicklungskörper 1 im Betriebszustand, in welchem er bereits mit Wicklungen versehen ist, dargestellt. Der Wicklungskörper 1 umfasst mehrere Teile 2,3, 4,5, die im Betriebszustand in Gestalt eines geschlossenen Ringes angeordnet sind. Wie aus der zeichnerischen Darstellung hervorgeht, ist hier die Bezeichnung Ring" nicht auf einen Kreisring beschränkt, sondern umfasst auch rechteckige oder vieleckige, in sich geschlossene Züge von Wicklungskörper-Teilen.
Erfindungsgemäss ist zum einen vorgesehen, dass die einzelnen Teile 2,3, 4 und 5 gelenkig miteinander verbindbar ausgebildet sind. Dabei sind an den Enden der einzelnen Teile 2 bis 5 Köpfe 6,7 angeformt. Diese Köpfe 6,7 weisen je eine zentral angeordnete, in Längsrichtung des zugehörigen Teiles 2 bis 5 verlaufende Nut 8 auf. Diese Nuten 8 dienen zur Aufnahme eines Wicklungsdrahtes 9, der auf die einzelnen Teilen 2 bis 5 mehrlagig aufgewickelt werden kann.
Gemäss einer ersten, in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Ausführungsform sind die Köpfe 6, die an den Teilen 2 und 4 an deren beiden Enden angeformt sind, im wesentlichen lyraförmige Ausneh- mungen 10 auf. Diese sind elastisch aufweitbar und zur Aufnahme von sich quer zur Längserstrec-
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kung der Teile 3 und 5 erstreckenden Zapfen 11vorgesehen, die an den Köpfen 7 der Teile 3 und 5 angeformt sind.
Die Teile 2,3, 4,5 des Wicklungskörpers 1 können in eine gestreckte Lage gebracht werden und in dieser in einfacher Weise bewickelt werden, wobei ein Teil nach dem anderen bewickelt werden und der Wicklungsdraht 9 durch die Nuten 8 zum nächsten Teil geführt werden kann.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Kopf 6' des Teiles 4 mit Ausleitungen 12 versehen, an denen der Anfang und das Ende des Wicklungsdrahtes 9 elektrisch leitend befestigt sind.
Wie aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, ist der Teil 4 mit einem Kopf 6, der lyraförmige Aus- nehmungen 10 aufweist, und einem Kopf 6' versehen, der keine solche Ausnehmungen 10 auf- weist und statt dessen die Ausleitungen 12 und eine Führungsausnehmung 13 aufweist, die zur Aufnahme eines Vorsprunges 14 des Kopfes 7' des Teiles 5 dient. Im geschlossenen Zustand des Wicklungskörpers 1 greift der Vorsprung 14 in die Führungsausnehmung 13 des Kopfes 6' ein, wodurch die Stabilität des Wicklungskörpers verbessert wird.
Wie aus den Fig. 4 und 5 zu ersehen ist, können die einzelnen Teile 2 bis 5 einfach miteinan- der verbunden werden. Dazu ist es lediglich erforderlich, die Zapfen 11 der Köpfe 7 in axialer Richtung der Teile 2 bis 5 in die lyraförmigen Ausnehmungen 10 der Köpfe 6 einzustecken, wobei diese einrasten.
In dieser gestreckten Lage kann der Wicklungskörper 1, wie bereits erwähnt sehr einfach bewi- ckelt werden. Dabei ist es möglich, einen Stab in die hohlen Teile 2 bis 5 einzuführen, dessen Querschnitt dem Querschnitt der Durchgangsbohrungen 18 der Teile 2 bis 5 entspricht. Dabei ist es zweckmässig einen unrunden, beispielsweise einen quadratischen Querschnitt vorzusehen, um eine verdrehsichere Verbindung zwischen dem nicht dargestellten Stab und den Teilen 2 bis 5 sicherzustellen.
Nach dem Bewickeln der einzelnen Teile 2 bis 5 können diese vom Stab abgezogen und ab- gewinkelt werden, um eine geschlossene Rogowskispule zu bilden. In die Durchgangsbohrungen 18 der Teile 2 bis 5 des erfindungsgemässen Wicklungskörpers 1 können vor dem Zusammenfalten auch Kerne aus Eisen oder sonstigen magnetisch gut leitenden Materialien eingesetzt werden, sodass sich der Wicklungskörper 1 auch zur Herstellung von Eisenspulen eignet.
Wie aus der Fig. 6 zu ersehen ist, sind Klemmfedern 15 vorgesehen, die auf zwei parallel zu- einander liegende Teile aufgesetzt werden und sich dabei an den jeweils benachbarten Teilen abstützen. Diese Klemmfedern 15 sind im wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei die beiden Schenkel 16, abgesehen von deren freien Endbereichen, nach innen geneigt sind und die entspre- chenden Teile 2,4 zusammenpressen, die an den Teil 5, bzw. 3 anschliessen (Fig. 8). Dabei grei- fen die Schenkel 16 der Klemmfeder 15 in Nuten 19 der Köpfe der Teile des Wicklungskörpers 1 ein.
Bei der zweiten, in den Fig. 9 und 10 dargestellten Ausführungsform sind die einzelnen Teile 2 bis 5 des Wicklungskörpers 1 im Bereich der Köpfe 6,7 dieser Teile über Filmgelenke 17 mitein- ander ständig verbunden.
Ein zweites, erfindungswesentliches und bei beiden Ausführungsformen vorgesehenes Merk- mal betrifft die Zugentlastung jenes Abschnittes des Wicklungsdrahtes 9, der die Wicklungsteile zweier unmittelbar benachbart zueinander angeordneter Teile 2,3, 4,5 des erfindungsgemässen Wicklungskörpers 1 miteinander verbindet:
Die Endbereiche der einzelnen Teile 2,3, 4,5 des Wicklungskörpers 1 sind mit Drahtauflage- bereichen b, c ausgebildet (siehe Detaildarstellung der Fig. 11,12; 14 und 15). Darunter werden jene (Kanten-) Bereiche der Teile 2,3, 4,5 verstanden, auf welchen der Wickeldraht 9 nach Abschluss der Bewickelung dieser Teile 2,3, 4,5 zu liegen kommt. Wenn - so wie oben erläutert - sich in Längsrichtung der Teile 2,3, 4,5 erstreckende Nuten 8 vorgesehen sind, so sind diese Drahtauflagebereiche b, c an den unteren Begrenzungsflächen dieser Nuten 8 angeordnet.
Wenn - so wie in Fig. 11dargestellt - zwei unmittelbar benachbarte Teile 2,3, 4,5 fluchtend zueinander liegen, so ist der Normalabstand 20 der Drehachse a der gelenkigen Verbindung von den Längsmittelachsen 21 der beiden Teile 2,3, 4,5 gleich gross wie der Abstand 22 der Verbin- dungslinie b - c der beiden Drahtauflagebereiche b, c von den Längsmittelachsen 21.
Werden die beiden unmittelbar benachbarten Teile gegeneinander verdreht, um sie in den in Fig. 12 dargestellten Betriebszustand zu bringen, so bleibt dabei der Abstand zwischen den beiden Auflagebereichen b und c gleich gross (vgl. auch die schematische Darstellung der dabei stattfin-
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denden Verschiebung des Auflagebereiches c in Fig. 13). Das bedeutet, dass der Wicklungsdraht 9 nicht gestreckt wird und ein Dehnen oder Abreissen dieses Drahtes 9 verhindert wird.
Noch günstiger ist es, die Abstände der Drehachse a und der Verbindungslinie b - c zur Längs- mittelachse 21 so wie in den Fig. 14 - 15 dargestellt zu wählen:
Hier ist der Normalabstand 20 der Drehachse a der gelenkigen Verbindung von den Längsmit- telachsen 21 der beiden Teile 2,3, 4,5 grösser als der Abstand 22 der Verbindungslinie b - c der beiden Drahtauflagebereiche b, c von den Längsmittelachsen 21. Wie sich aus Fig. 15 und insbe- sondere aus der Darstellung der Verschiebung des zweiten Drahtauflagebereiches c in Fig. 16 ergibt, wird aufgrund dieser Abstands-Verhältnisse der Abstand zwischen den Drahtauflageberei- chen b und c beim Verdrehen der beiden Wicklungskörper-Teile verkürzt, sodass der Wicklungs- draht 9 im Gelenkbereich lose verläuft und dadurch zugentlastet ist.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Wicklungskörper (1) für Ringspulen, insbesondere für Rogowskispulen, umfassend mehre- re Teile (2,3, 4,5), die gelenkig miteinander verbindbar ausgebildet sind und im Betriebs- zustand in Gestalt eines geschlossenen Ringes angeordnet sind, dadurch gekennzeich- net, dass die einzelnen Teile (2,3, 4,5) des Wicklungskörpers (1) im wesentlichen geradli- nig miteinander verbindbar ausgebildet sind, dass die Endbereiche der einzelnen Teile (2,3, 4,5) des Wicklungskörpers (1) mit Drahtauflagebereichen (b, c) ausgebildet sind, wobei bei zueinander fluchtender Ausrichtung zweier unmittelbar benachbarter Teile (2, 3,
4,5) der Normalabstand (20) der Drehachse (a) der gelenkigen Verbindung von den
Längsmittelachsen (21) der beiden Teile (2,3, 4,5) zumindest gleich gross ist wie der Ab- stand (22) der Verbindungslinie (b - c) der beiden Drahtauflagebereiche (b, c)
von den
Längsmittelachsen (21).