-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spulengestell als Träger für Spulen mit luftgekühlten elektrischen Wicklungen.
-
Vorrichtungen der genannten Art werden beispielsweise in Transformatoren, Drosseln und/oder im Elektromaschinenbau in Wicklungspaketen für Elektromagnete eingesetzt. Ein Spulengestell wird dabei in Abstimmung auf die Außenabmessungen eines jeweiligen Eisenkerns derart dimensioniert, dass mindestens eine Spule darauf gewickelt werden kann. Beim Wickelvorgang dient das Spulengestell neben einem Schutz der Isolation des aufzuwickelnden Leiters auch einer Formgebung der Spule selber. Im Ergebnis ergibt sich ein zylindrischer Körper mit einer zur Mittelachse axial verlaufenden, rechteckigen Ausnehmung zur Aufnahme eines Schenkels eines Eisenkreises. Nach Abschluss der Wickelarbeiten wird ein Eisenkreis durch eine U- oder E-förmige Grundstruktur gebildet, wobei auf mindestens einem der Schenkel einer derartigen Grundstruktur ein Spulengestell nebst darauf gewickelter Spule angeordnet ist. Die vorstehend beschriebene Grundstruktur wird danach jeweils durch ein I-förmiges Element zu einem Eisenkreis geschlossen. Vom Eisenkreis bzw. Kernblech-Paket her betrachtet ergibt sich also eine UI- oder EI- bzw. 3UI-Grundstruktur.
-
Neben den in DIN 41305 genannten Maßen für Spulen und den nach DIN 41302 zugehörigen Kernblech-Abmessungen sind auch vielfältige Sonderformen abzudecken. Der zur Aufnahme eines Schenkels des Eisenpakets bestimmte axial verlaufende Freiraum hat dabei gegenüber den Außenabmessungen des betreffenden Schenkels einen Toleranzzuschlag von ca. 10 mm aufzuweisen, um ein sicheres Aufsetzen der Spule auf den Schenkel zu garantieren. Zudem ist im Bereich der Mantelflächen eine Luftkühlung durch freie oder erzwungene Konvektion zur Abfuhr der beim Betrieb durch ohmsche Verluste entstehenden Abwärme vorzusehen. Um weiter Wicklungsquerschnitt insbesondere beim Kupferdraht einsparen zu können, werden sowohl zwischen Eisenkern und Primärwicklung, als auch zwischen Primär- und Sekundärwicklung sog. Luftkanäle mittels Distanzleisten eingebracht. Je effektiver diese Luftkanäle ausgeführt sind, desto höher ist die abgeführte Wärmemenge, so dass ein minimaler Leiterquerschnitt noch weiter abgesenkt werden kann.
-
Aus der
EP 0 37 500 B1 ist eine Vorrichtung nach Art eines Baukastensystems bekannt, an die jeweiligen Anforderungen flexibel anpassbar und zugleich beim Wickeln und dem anschließenden Zusammenbau mechanisch hoch beanspruchbar ist, da ein fertiger Spulenkörper ein Gewicht von unter 5 kg bis über 400 kg aufweisen kann. Um einen auf verschiedene Kerngrößen einstellbaren Spulenkörper zu schaffen, der sich einfach und materialsparend herstellen lässt und eine gute Luftzirkulation zwischen den Wicklungen ermöglicht, schlägt die Lehre der
EP 0 37 500 B1 ein Spulengestell als Träger für eine Spule mit luftgekühlten elektrischen Wicklungen vor, das nach dem Baukastenprinzip aufgebaut ist und sich durch bloßes Ineinanderstecken von Einzelelementen zusammenfügen lässt. Die Stirnflächen des zylindrischen Körpers werden durch Steckrahmen aus Rahmeneckteilen und Schenkelverbindungsstücken in Anpassung an einen jeweiligen Eisenkern und den vorgegebenen Durchmesser der Wicklungspakete gebildet. Dabei kann eine Vielzahl verschieden großer Spulengestelle dadurch hergestellt werden, dass die zur Bildung zweier Steckrahmen erforderlichen Rahmeneckteile ein und derselben, Größe jeweils mit unterschiedlich langen Sätzen von Schenkelverbindungsstücken kombiniert werden. Zwischen den beiden Steckrahmen werden im Bereich deren Rahmeneckteile Tragelemente eingesteckt, die als Profilstäbe bzw. Eckprofilstäbe die jeweilige Höhe des Spulengestells definieren und der Anordnung eine ausreichende mechanische Festigkeit geben. Die Fixierung erfolgt dadurch, dass je ein Endstück eines Eckpro~ filstabes im Bereich eines Rahmeneckteils in einer Ausnehmung mindestens teilweise umschließend aufgenommen ist. Radial in Nuten der Rahmeneckteile einsetzbare Distanzstäbe definieren nach dem Wickeln einer ersten Spule einen Luftkanal zwischen der ersten und einer zweiten Spule.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein bekanntes System dahingehend weiterzubilden, dass das Spulengestell mechanisch höher belastbar ist, in dem die Gesamtstabilität trotz vieler Nahtstellen erhöht wird. Ferner soll auch eine darauf gewickelte Spule auch elektrisch noch stärker belastbar sein, indem die Wärmeabfuhr zwischen der Spule und dem Eisenkern verbessert ist.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Demnach zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Spulengestell, bei dem Stirnflächen des Spulengestells durch zwei Steckrahmen gebildet sind, die aus Rahmeneckteilen und Schenkelverbindungsstücken in Anpassung an einen jeweiligen Eisenkern und den vorgegebenen Durchmesser der Wicklungspakete bestehen und zwischen den beiden Steckrahmen Eckprofilstäbe zur Definition der jeweiligen Höhe des Spulengestells dadurch fixiert sind, dass je ein Endstück eines Eckprofilstabes im Bereich eines Rahmeneckteils in einer Ausnehmung mindestens teilweise umschließend aufgenommen ist, dadurch aus, dass in der Ausnehmung des Rahmeneckteils mindestens eine Entlastungskerbe vorgesehen ist.
-
Ein System gemäß der Lehre der
EP 0 37 500 B1 konnte bisher nur in zäheelastischen Kunststoffen bruchsicher hergestellt werden. Hier kamen insbesondere Polyamide zum Einsatz, beispielsweise PA6 GV30, die jedoch gemäß US-amerikanischer UL Norm auch mit Beimischungen nur bis Wärmeklasse F bzw. 155°C einsetzbar sind. Höher temperaturfeste Kunststoffe sind als Polyethylen-Terephthalate bzw. PET als. PET GV30 mit 30% Glasfaser-Anteil von dem Hersteller E. F. Dupont de Nemours & Co. Inc.unter den Namen Crastin
® oder unter dem Namen Rynite
® FR530 (L) als zäheharte thermoplastische Kunststoffe bekannt. Diese hoch temperaturfesten Kunststoffe sind jedoch entsprechend spröde und damit sehr bruchanfällig. Bei mechanischen Belastungen haben die Rahmeneckteile im Bereich der Ausnehmungen jedoch bei Einsatz zäheharter Kunststoffe eine deutliche Rissneigung gezeigt. Hoch temperaturfeste Kunststoffe, wie die vorstehend beispielhaft genannten, sind damit erst unter erfindungsgemäßer Abwandlung der Form der Rahmeneckteile im Bereich der jeweiligen Ausnehmungen durch Entlastungskerben einsetzbar, da durch die Entlastungskerben die beim Einführen der Endstücke der Eckprofilstäbe auftretenden mechanischen Spannungsspitzen soweit gemindert werden, dass das sehr spröde Material nicht bricht oder reißt. Auch Grate an den Außenkanten der Eckprofilstäbe können nun keine Beschädigungen mehr hervorrufen, da sie im Bereich der zugehörigen Entlastungskerben quasi ins Leere greifen.
-
Im Rahmen der Fertigungstoleranzen ist damit nun eine federelastische Klemmung eines Eckprofilstabes in einer Ausnehmung des Rahmeneckteils zur dauerhaften und reproduzierbaren Fixierung herstellbar. Eine bislang übliche zusätzliche Fixierung durch Verklebung der Elemente mit einem 2-Komponentenklebstoff kann ersatzlos entfallen, da mit einem erfindungsgemäßen Aufbau eine ausreichende mechanische Stabilität des Spulengestells erreicht wird. Damit kann ein erfindungsgemäßes Spulengestell auch insgesamt mechanisch bei Zusammenbau und dem Spulenwickeln selber stärker belastet werden. Durch den Einsatz höher temperaturfester Kunststoffe ist ferner auch eine darauf gewickelte Spule elektrisch noch stärker belastbar, da größeren Abwärmemengen sicher standgehalten werden kann.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Demnach wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Entlastungskerbe als Ausnehmung der Form eines ¾-Kreises ausgeführt. Diese Form hat sich als besonders effektiv bei der Herabsetzung von mechanischen Spannungs- und Belastungsspitzen herausgestellt. Vorteilhafterweise ist je eine Entlastungskerbe an jeder Innenkante des Rahmeneckteils und/oder der Schenkelverbindungsstücke vorgesehen.
-
In einer wesentlichen Weiterbildung der Erfindung sind Verbindungen zwischen je einem Rahmeneckteil und einem Schenkelverbindungsstück unter Nutzung von Form- und Kraftschluss als Verbinderpaare ausgebildet. Ein weibliches Element mit einer konisch verjüngenden Ausnehmung weist an einem geschlossenen Ende eine Hinterschneidung auf, die vorzugsweise kreisabschnittsförmig ausgebildet ist. Das weibliche Element bildet damit an einem offenen Ende einen Findungs- und Einführungstrichter mit federelastischer Eigenschaft. Zu der Form der Ausnehmung in dem weiblichen Element ist ein männliches Element in pfeilartiger Ausgestaltung passend ausgebildet. Es ergibt sich so ein konisch verlaufender Verbindungsbereich zur Ausbildung lösbarer kraft- und formschlüssiger Verbindungen, die nun vorteilhafterweise in zwei von drei möglichen Raumrichtungen reversibel zusammengeführt und auch wieder getrennt werden kann.
-
In einer Weiterbildung der Erfindung ist an einer Nut des Rahmeneckteils ein Findungs- und Einführungstrichter zum fixierenden Einsetzen eines Distanzstabes vorgesehen. Auch hier wird ein stetiger und streng monotoner Verlauf der Oberflächenkontur und insbesondere die Verwendung von kreiskurvenförmigen Übergängen bevorzugt.
-
Vorteilhafterweise werden auch alle nicht ebenen bzw. planen Außenflächen des Rahmeneckteils mit stetigen, streng monoton verlaufenden Oberflächenkonturen versehen. Kanten und/oder Sprünge in den Oberflächenkonturen werden vermieden oder durch radial verlaufende sanfte Übergänge hinsichtlich mechanischer Spannungsverläufe entschärft.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist ein Eckprofilstab mindestens eine Ausnehmung in seiner zur Wicklung hin gewölbten Außenkontur auf. In einer Ausführungsform werden zwei parallel laufende Ausnehmungen an der Außenkontur vorgesehen, um ohne nennenswerte mechanische Schwächung bei Materialeinsparung zusätzliche Kaminzüge zu erhalten.
-
Vorzugsweise weist ein Distanzstab Ausnehmungen an seinen breiten und seinen schmalen Seitenflächen auf. Die Ausnehmungen an den Eckprofil- und Distanzstäben sind insbesondere U-förmig ausgebildet und unter Nutzung von Radien sanft an eine übrige Oberflächenkontur angeschlossen. So ergibt sich durch die Ausnehmungen für einen Eckprofilstab eine näherungsweise M-förmige und für einen Distanzstab eine näherungsweise X-förmige Querschnittsfläche. Dabei können entlang des Distanzstabes noch weitere Ausnehmungen und sogar Durchbrüche im Zentrum der X-Struktur vorgesehen sein. Alle vorstehend genannten, an den Eckprofil- und/oder Distanzstäben vorgeschlagenen konstruktiven Maßnahmen dienen einerseits einer effektiven Materialeinsparung ohne wesentliche Schwächung der jeweiligen Struktur. Andererseits sind diese Querschnittsformen alle gut in einem Spritzgussverfahren herstellbar, so dass ggf. beizugebende Glasfaserbestandteile von ca. 30% besser und auch an der Oberfläche vollständig in die Kunststoffmatrix-eingeschlossen werden können.
-
Weiter bilden sich nun im Einsatzfall zwischen den Stäben und den Wicklungen nur noch punktförmige Kontaktstellen aus. Die Ausnehmungen dienen zum Abschluss der Fertigung der Spule beim Tränken als zusätzliche Zuleitungen für den isolierenden Lack. Anschließend fördern die Ausnehmungen auch ein besseres Abfließen überschüssigen Tränkungsmittels. Da die Ausnehmungen hernach wieder frei sind, bilden sie im Betrieb zusätzliche Kühlungskanäle in unmittelbarer Wicklungsnähe.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Spulengestells sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend unter Nennung weiterer Vorteile näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1: ein erfindungsgemäßes Rahmeneckteil mit einer skizzierten Auswahl von Anschlusselementen zum flexibel anpassbaren Aufbau eines Spulengestells;
-
2: eine Schnittdarstellung eines Eckprofilstabes;
-
3: eine Schnittdarstellung eines Distanzstabes;
-
4: eine Draufsicht auf ein Mittelelement;
-
5: eine Draufsicht auf ein Doppelmittelelement;
-
6: eine Explosionsdarstellung eines Teils eines Steckrahmens;
-
7: eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Steckrahmens, der unter Verwendung von Winkel-Verlängerungselementen aufgebaut ist, und
-
8: eine perspektivische Darstellung eines bekannten Spulengestells, das aus Profilstäben, Distanzstäben und größenveränderlichen viereckigen Steckrahmen zusammengesetzt ist.
-
In den Abbildungen der Zeichnung werden über die verschiedenen Ausführungsformen hinweg gleiche Bezugzeichen für gleiche oder gleichartige Elemente verwendet.
-
Den Ausgangspunkt für ein erfindungsgemäßes Spulengestell bildet ein aus der
EP 0 037 500 B1 her bekanntes und stirnseitig unter Verwendung von Rahmeneckteilen
5 und Schenkelverbindungsstücken
6 aufgebautes Spulengestell
7, das in
8 in einer perspektivischen Darstellung wiedergegeben ist.
-
Das Spulengestell 7 besteht stirnseitig aus zwei größenveränderlichen Steckrahmen 8 und 9, die mit Hilfe von vier in Ausnehmungen 8a und 9a eingreifenden Profilstäben 10 lösbar miteinander verbunden sind. Die Profilstäbe 10 sind mit einer gewölbten Außenseite 10a versehen. Diese Außenwölbungen bilden Abrundungen, die ein präzises sowie beschädigungsfreies Aufbringen einer inneren Wicklung 13 ermöglichen. An seiner Innenseite besitzt der Profilstab 10 eine über die gesamte Stablänge sich erstreckende etwa rechtwinklige Ausnehmung 10b, die als formschlüssige Halterung für eine Längskante eines nicht weiter dargestellten Eisenkerns mit rechteckigem Querschnitt dient.
-
Der Steckrahmen 8, 9 gemäss 8 ist in Längsrichtung und im Kernquerschnitt veränderbar. Er besitzt vier Eckstücke, wobei jedes Eckstück zwei im rechten Winkel zueinander verlaufende Schenkelabschnitte 8g, 9g enthält, die in einen nach außen gerichteten Flansch 8b, 9b übergehen. Die Schenkelabschnitte 8g, 9g sind mit je einem Randschlitz 8h, 9h versehen. Je zwei einander zugeordnete Schenkelabschnitte 8g, 9g sind mittels einer rechteckigen Leiste 15, die mit ihren Enden mit Klemmwirkung in die Randschlitze 8h, 9h eingesteckt ist, verbunden. Gegebenenfalls können die Leisten 15 an den Verbindungsstellen noch zusätzlich mittels Klebstoff fixiert sein. An den sich gegenüberliegenden, also parallel zueinander verlaufenden Schenkeln des Steckrahmens 8, 9 müssen aus Symmetriegründen selbstverständlich immer gleich lange Leisten 15 eingesteckt werden. Durch Einsetzen von paarweise verschieden langen Leisten 15 kann in beiden Dimensionen die Länge des Steckrahmens 8, 9 in entsprechendem Masse geändert werden.
-
Die Flansche 8b, 9b dienen einerseits als seitliche Stützen für die Wicklungen 13, 14 und andererseits als Führungselemente für die Distanzstäbe 12. Die Flansche 8b, 9b sind in bezug auf das fertig zusammengesetzte Spulengestell 7 an den gegenseitig zugekehrten Seiten der Steckrahmen 8, 9 mit je einer U-förmigen Nut 8f, 9f versehen. Jeder Flansch 8b, 9b weist in der bekannten Ausführungsform von 8 einen zu seinen Kanten parallel verlaufenden, den Boden der Nut 8f, 9f durchsetzenden Schlitz 11 auf.
-
Um die mechanische Belastbarkeit eines Stecksystems zum Aufbau eines Spulengestells der vorstehend beschriebenen Art zu verbessern und auch einen Einsatz hochtemperaturfester Kunststoffe zu ermöglichen, die aufgrund ihrer Sprödigkeit und Schlagempfindlichkeit bislang nicht eingesetzt werden konnten, wurde das Rahmeneckteil 5 geschaffen, das in 1 dargestellt ist. Das Rahmeneckteil 5 umfasst weiterhin zwei in einem Winkel von 90° zueinander stehende Schenkelabschnitte 8g und einem demgegenüber vergleichsweise längeren Flansch 8b, der gegenüber den Schenkeln 8g in einem 135°-Winkel steht. Die Ausnehmung 8a des neuen Rahmeneckteils 5 weist jedoch je Kante eine ungefähr als ¾-Kreis ausgebildete Entlastungskerbe 16 vorgesehen ist. Die ¾-kreisförmige Entlastungskerbe 16 in der Ausnehmung 8a als Aufnahmeöffnung für den Eck-Profilstab 10 verbessert die Federwirkung der kurzen Schenkel 8g und verhindert die Zerstörung des Eckelementes durch den häufig vorhandenen starken Grat der Eckprofile. Damit ist nun im Rahmen der Fertigungstoleranzen eine federelastische Klemmung eines Eckprofilstabes in der Ausnehmung 8a des Rahmeneckteils 5 zur dauerhaften und reproduzierbaren Fixierung herstellbar.
-
Eine kanten- und eckenfreie, streng monoton verlaufende Außenkontur des symmetrischen Rahmeneckteils 5 wird im hier vorliegenden Beispielfall über zwei Radien von mindestens 75 mm erreicht, die über kleinere Radien an den Endbereichen der Schenkelabschnitte 8g und des Flansches 8b stetig übergehen.
-
In der Längsrichtung des Flansches 8b befindet sich eine in der Länge begrenzte U-Nut 8f. In Anpassung auf unterschiedliche Spulendicken sind Rahmeneckteile 5 mit unterschiedlich langen U-Nuten 8f verfügbar. Eine Einführöffnung der Nut 8f ist an drei Seiten mit Radien versehen, um einen Einführtrichter 17 zur Aufnahme eines Distanzprofil-Stabes 12 zu bilden. Die Abrundung der Kanten im Bereich des Einführtrichters 17 erleichtert die Positionierung der Distanzprofilstäbe 12 und beugt beim Zusammenbau von Hand Verletzungen vor. Ferner weist die Nut 8f nun durch einen Verbindungssteg 18 eine Begrenzung auf, durch die der Sitz des Kantenprofils verbessert und gleichzeitig eine Rückwand des Rahmeneckteils verstärkt wird.
-
Ein Verbindungsbereich
19 zwischen je einem Rahmeneckteil
5 und einem Schenkelverbindungsstück
6 ist unter Nutzung von Form- und Kraftschluss ausgebildet. Bisher sind nach der
EP 0 037 500 B1 Spulenträger Steckelemente bekannt, die durch T-nutförmige Ausnehmungen in den Eckstücken mit den T-förmigen Gegenstücken der Verbinder oder Verlängerungsstücke vertikal ineinander geschlagen werden. In den Eckstücken befinden sich Öffnungen, die zur Aufnahme von Eckprofilen aus duroplastischem, glasfaserverstärktem Polyester sind und diesen genau angepasst sind um eine selbstständige Klemmung durch Einschlagen zu erzielen. Durch Gratbildung und positive Toleranz der Eckprofile werden oft die Eckstücke bei dem Einschlagen zerstört. Das Verbinden mit den Verbindungs- und Verlängerungsstücken bedurfte etwas handwerkliches Geschick. Die scharfkantige T-nutförmige Ausnehmung in den Eckstücken führten einerseits bei der Montage durch ungenaues Aufsetzen vor dem Einschlagen oder bei dem Wickelvorgang auf dem Spulenkäfig durch mechanische Beanspruchung zum Ausbrechen der Eckstücke. Die bekannten Eckstücke weisen zwei T-nutförmige Ausnehmungen und die Verlängerungsstücke ein T-nutförmiges sowie ein T-förmiges Gegenstück auf. Die Verlängerungs- und Verbindungsstücke sind gerade leistenförmige Teile mit rechteckigem Querschnitt. Die geraden leistenförmigen Verbindungsteile verschließen bei der fertigen Spule einen großen Teil der Lüftungsöffnung zwischen Eisenkern und Wicklung und werden nach der Fertigstellung wegen einer Behinderung des kühlenden Kamineffektes wieder entfernt.
-
Demgegenüber werden nun als Verbinderpaare ein weibliches Element 20 und ein männliches Element 21 genutzt, die an den Endbereichen der Schenkel 8g des Rahmeneckteils 5 und dem Schenkelverbindungsstück 6 angeformt sind. Ein weibliches Element 20 weist mit einer konisch verjüngenden Ausnehmung an einem geschlossenen Ende eine Hinterschneidung auf, die vorzugsweise kreisabschnittsförmig ausgebildet ist. Das weibliche Element 20 bildet damit an einem offenen Ende einen Findungs- und Einführungstrichter mit federelastischer Eigenschaft. Zu der Form der Ausnehmung in dem weiblichen Element ist ein männliches Element 21 in pfeilartiger Ausgestaltung passend ausgebildet. Die konische Form des männlichen Elementes 21 mit abgerundeter Spitze ermöglicht das horizontale Zusammenführen zur Verrastung der symmetrisch aufgebauten Schenkelverbindungsstücke 6 und unsymmetrischer Verlängerungselemente mit dem Eckelement 5. Dadurch wird neben einer Teilautomation auch eine behindertengerechte Fertigung in Handarbeit ermöglicht. Es ergibt sich so ein konisch verlaufender Verbindungsbereich zur Ausbildung lösbarer kraft- und formschlüssiger Verbindungen, die nun vorteilhafterweise in zwei von drei möglichen Raumrichtungen reversibel zusammengeführt und auch wieder getrennt werden können. Dabei ist diese Verbindungstechnik innerhalb der Elemente 20, 21 eines erfindungsgemäßen Steckrahmens 8, 9 universell einsetzbar, wobei selbstverständlich auch andere Elemente mit männlichen und weiblichen Verbindungsbereichen ausgeführt werden können, als dies beim Verlängerungselement als unsymmetrischem Bauteil der Fall ist.
-
Bei luftgekühlten elektrischen Spulen, wie z. B. Transformatoren ist es wichtig, dass durch Kamineffekt zwischen Spule und Eisenkern die Wärme abgeführt wird. Die bisher bekannten Verbinder und Verlängerungen verschließen die Öffnung und behindern den Kamineffekt und wurden deshalb nach der Fertigstellung entfernt. Ein neu eingeführtes Winkelverlängerungselement 22 ermöglicht es in Verbindung mit geraden Schenkelverbindungsstücken 6 und Verlängerungselementen sowie den Eckelementen 5 einen Steckrahmen 8, 9 herzustellen, der den Kamineffekt nicht behindert und somit auch in der Spule bleiben kann.
-
Schließlich ist in der Abbildung von 1 noch ein neues U-förmiges Distanzstück 23 dargestellt. Das Distanzstück 23 mit als Kreisabschnitten ausgebildeten Kantenbereichen ermöglicht es aufgrund seiner federelastischen Wirkung als Adapter, kleinere oder anders geformte Profile im gleichen Rahmeneckteil zu verarbeiten.
-
Ein als Schnittdarstellung in 2 wiedergegebener neuer Eckprofilstab 10 mit ungefähr M-förmigem Querschnitt verbessert durch einen zusätzlichen Kamineffekt die Wärmeabfuhr. Hierzu sind im Bereich der Wölbung 10a zusätzliche Ausnehmungen 10c bzw. den Hohlkehlen vorgesehen. Dadurch wird die Abfuhr von Wärme aus ohmschen Verlusten der Wicklungen und den Ummagnetisierungsverlusten des Eisenkerns verbessert. Andererseits werden auch die Tränkeigenschaften der skizziert dargestellten Wicklung 24 oder Wicklungen mit Tränklack verbessert, da nun durch die Ausnehmungen 10c zusätzlicher Lackung an die Wicklung 24 gelangen und überschüssiger Lack auch wieder abfließen kann.
-
Mit einem neuen Distanzprofilstab 12 mit im Wesentlichen X-förmigem Querschnitt gemäß 3 wird durch die Vergrößerung der Luftkammern durch Ausnehmungen 12a sowie den beiden zusätzlichen Ausnehmungen 12b der Kamineffekt erhöht. Ferner sind auch senkrecht zur Längsachse verlaufende Ausnehmungen 12c nach Art eines Lochrasterstabes vorgesehen, die ohne nennenswerte mechanische Schwächung zu einer Verbesserung des Kamineffekts bei gleichzeitiger Materialeinsparung beitragen.
-
Durch Verwendung von thermoplastischen Kunststoffen mit geringerem spezifischen Gewicht und dem geringeren Materialanteil der beiden Profile wird eine Material- und Gewichtsersparnis erreicht. Außerdem entfällt der Verschnitt, da die Profile in einem Spritzgussverfahren in Fixlängen produziert werden können. Im Gegensatz zu den duroplastischen, glasfaserverstärkten Polyesterprofilen, sind die vorstehend beschriebenen neuen ”M”- und ”X”-Profile auf Basis thermoplastischer Kunststoffe voll recycelbar. Außerdem entfällt die Staubbelastung durch Zuschneiden und verhindert dadurch Stauballergien. Die bisher häufig beim Zusammenbau des bekannten Systems auftretenden Verletzungen durch nicht gebundene Glasfasern treten nun nicht mehr auf.
-
Bei besonders großen Spulen können statt der Schenkelverbindungsstücke 6 und Verlängerungselemente 24 Mittelelemente 25 oder Doppelmittelelemente 26 gemäß den 4 und 5 eingesetzt werden, die durch die Flansche 8b die Wicklung 24 seitlich stützen. Weiter bewirken die Mittelelemente 25 oder Doppelmittelelemente 26 auch eine Fixierung zusätzlich eingefügter Distanzprofilstäbe 12.
-
In den 6 und 7 sind als Explosionsdarstellung und als Draufsicht Ausschnitte eines Steckrahmens 8, 9 gezeigt. Der Ausschnitte des Steckrahmens 8, 9 ist jeweils unter Verwendung von Winkelverlängerungselementen 22 und/oder geraden Verlängerungselementen 24 aufgebaut. In 7 wird eine Verbindung zwischen spiegelsymmetrischen Strukturen aus je einem Rahmeneckteil 5 und zwei Winkelverlängerungselementen 22 über ein Verbindungselement 27 miteinander verbunden, wobei das Verbindungselement 27 im Einbauzustand eine Verlängerung von Null bewirkt. Hier sind in Abstufungen verschiedene Verlängerungen nach Art eines Baukastens vorgesehen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 5
- Rahmeneckteil
- 6
- Schenkelverbindungsstück
- 7
- Spulengestell
- 8
- Steckrahmen
- 8a
- Ausnehmung
- 8b
- Flansch
- 8c
- Schenkel
- 8d
- U-förmige Ausnehmung
- 8e
- U-förmige Ausnehmung
- 8f
- U-förmige Nut
- 8g
- Schenkelabschnitte
- 8h
- Randschlitz
- 8i
- Schlitz
- 9
- Steckrahmen
- 9a
- Ausnehmung
- 9b
- Flansch
- 9c
- Schenkel
- 9d
- U-förmige Ausnehmung
- 9e
- U-förmige Ausnehmung
- 9f
- U-förmige Nut
- 9g
- Schenkelabschnitte
- 9h
- Randschlitz
- 9i
- Schlitz
- 10
- Profilstab
- 10a
- Wölbung
- 10b
- Ausnehmung
- 10c
- Ausnehmung
- 11
- Schlitz
- 12
- Distanzstab
- 12a
- rinnenförmige Ausnehmung
- 12b
- rinnenförmige Ausnehmung
- 12c
- Ausnehmung oder Durchbruch
- 13
- innere Wicklung
- 14
- äußere Wicklung
- 15
- Leiste
- 16
- Entlastungskerbe
- 17
- Einführtrichter
- 18
- Verbindungssteg
- 19
- Verbindungsbereich
- 20
- Weibliches Verbindungselement
- 21
- Männliches Verbindungselement
- 22
- Winkelverlängerungselement
- 23
- Distanzstück
- 24
- Verlängerungselement
- 25
- Mittelelement
- 26
- Doppelmittelelement
- 27
- Verbindungselement
