DE1489889B2 - Vorrichtung zum umspulen eines drilleiters fuer elektrische spulen - Google Patents

Description

Dehnung oder Stauchung der Einzelleiter erfolgen kann.

Diese Aufgabe läßt sich mit einer Vorrichtung der eingangs umrissenen Art lösen, bei welcher erfindüngsgemäß zwischen der Vorratsspule, und der Aufwickelspule mindestens ein weiteres Wickelelement in Form einer Zwischenrolle angeordnet ist, um die der Drilleiter herumgeschlungen ist, und deren Radius zwischen den Krümmungsradien liegt, die der Drilleiter auf dem vorangehenden Wickelelement (Vorratsspule oder Zwischenrolle) und dem nachfolgenden Wickelelement (Zwischenrolle oder Aufwickelspule) hat, wobei der Abstand zwischen Ablaufpunkt und Auflaufpunkt des Drilleiters an aufeinanderfolgenden Wickelelementen bei gleichsinniger Drehung dieser Wickelelemente annähernd eine Verseilschlaglänge des Drilleiters oder ein ganzzahliges Vielfaches desselben, bei gegensinniger Drehung annähernd eine halbe Verseilschlaglänge oder ein ungerädzahliges Vielfaches davon beträgt.

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung beruht dar-X auf, daß der Drilleiter schrittweise in wenigstens zwei Stufen durch auf diesen in etwa seiner halben Verseilschlaglänge oder deren ganzzahliges Vielfaches entsprechenden Abständen einwirkende Kräfte zu einer Kreisform der erforderlichen Abmessung gebogen wird, wobei der Krümmungsradius dieser Kreisform in jeweils aufeinanderfolgenden Stufen nur wenig geändert, insbesondere verkleinert wird.

Infolge der allmählichen, stufenweisen Veränderung des Krümmungsradius des Drilleiters durch entsprechende Bemessung der Zwischenrolle oder Rollen, werden Verhältnisse geschaffen, bei denen eine kräfteausgleichende Längsverschiebung der Einzelleiter noch möglich ist. Dabei ist jedoch, wie im nachfolgenden näher erläutert wird, die korrekte Bemessung des Abstandes zwischen den Spulen und Rollen von entscheidender Bedeutung, da nur in bestimmten, von der Verseilschlaglänge des Drilleiters abhängigen Verhältnissen die gewünschte Wirkung der Vorrichtung gewährleistet ist.

Daher sind in einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Achsäbstände von Zwischenrollen untereinander und zu der Aufwickel- sowie gegebenenfalls der Vorratsspule einstellbar. Dies ermöglicht eine rasche Anpassung der Vorrichtung an Drilleiter unterschiedlicher Querschnittsabmessungen und insbesondere unterschiedlicher Verseilschlaglängen.

Auch ist es aus Gründen der Platzersparnis vorteilhaft, wenn mehrere Zwischenrollen gleichachsig miteinander und/oder eine oder mehrere Zwischenrolien gleichachsig mit der Vorrats- oder der Aufwikkelspule angeordnet sind.

Bei Verwendung von Vorrats- und/oder Aufwikkelspulen mit mehreren Wicklungslagen empfiehlt es sich, neben jeder Zwischenrolle weitere Zwischenrollen mit abgestuften Durchmessern anzuordnen, auf die der Drilleiter bei Lagenwechsel auf der Vorratsoder der Aufwickelspule umlegbar ist. Auch diese Maßnahme bezweckt eine bessere Anpassung der Vorrichtung an unterschiedliche Betriebsverhältnisse, um große Unterschiede im Krümmungsradius des Drilleiters jederzeit wirksam vermeiden zu können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich auch sehr gut zum Aufwickeln eines, z. B. unmittelbar nach seiner Herstellung, sich im gerade gestreckten Zustand befindlichen Drilleiters direkt auf eine Spule kleinen Durchmessers verwenden, wobei ein Abzugsrad an die Stelle der Vorratsspule tritt.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 bis 3 ein Beispiel eines Drilleiters in zwei Ansichten und im Querschnitt,

F i g. 4 und 5 eine Anordnung von zwei Spulen gleichen Durchmessers, auf deren einer ein Drilleiter

ίο aufgewickelt ist, der auf die andere umgewickelt werden soll, und

Fig. 6 bis 8 Ausführungsbeispiele einer Einrichtung nach der Erfindung, jeweils in schematischer Darstellung. . ;

Aus den Fig. 1 bis 3 ist ersichtlich, wie die Einzelleiter 10 zum Drilleiter verseilt und im Querschnitt des Drilleiters angeordnet sind.

Wenn man einen solchen Drilleiter, der im folgenden mit 11 bezeichnet sei, gemäß. Fig. 4 von einer

ao Spule 12 auf eine Spule 13 umwickelt, so würde, wenn man die Einzeldrähte 10 in ihrer gegenseitigen Lage festhielte, an der abwickelnden Spule 12 der innere, d. h. der der Spulenachse benachbarte Einzelleiter 10 eine Dehnung erfahren, während der außen-

»5 liegende Einzelleiter 10 gestaucht würde. Durch die Streckung des gebogenen Leiters würde nämlich der innenliegende Einzelleiter länger, der außenliegende Einzelleiter jedoch kürzer. An der aufwickelnden Spule 13 wäre es gerade umgekehrt, da der Leiter dort vom gestreckten Zustand beim Wickeln auf einen Krümmungsradius gebogen wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bewirkt, daß diese einander entgegengesetzten Verhältnisse hinsichtlich Stauchung und Dehnung bei der abwickelnden und der aufwickelnden Spule immer den gleichen Einzelleiter und in möglichst gleichem Ausmaß betreffen. Es wird also dafür gesorgt, .daß in der in F i g. 4 dargestellten Anordnung der auf der abwikkelnden Spule außenliegende Einzelleiter 10 auf der aufwickelnden Spule wiederum außen liegt, der innenliegende Einzelleiter ebenso in beiden Fällen innen. Dem an der abwickelnden Spule entstehenden Längenmehrbedarf steht dann an der aufwickelnden Spule ein Längenüberschuß und umgekehrt dem Längenüberschuß an der abwickelnden Spule ein Längenmehrbedarf an der aufwickelnden Spule gegenüber. ·'.■·..-

Diese günstigsten Verhältnisse erzielt man, wenn man in dem in F i g. 4 dargestellten Falle gleich großer, sich gleichsinnig drehender Spulen den Achsabstand dieser Spulen derart einstellt, daß die am Drillleiter vom Ablaufpunkt auf der Spule 12 bis zum Auflaufpunkt auf der Spule 13 gemessene Strecke gleich einer Verseilschlaglänge oder, falls aus anderen Gründen erforderlich, einem ganzzahligen Vielfachen einer Verseilschlaglänge des Drilleiters ist. In diesem Falle gleicht sich die Länge der Einzelleiter durch Verschiebung in dem freien Stück zwischen den beiden Spulen vollkommen aus, so daß das Wikkein von der Spule 12 nach der Spule 13 ohne Längenänderung der Einzeldrähte des Drilleiters erfolgt. In F i g. 4 sind die dabei innen und außen auftretenden Relativbewegungen der Einzelleiter durch Pfeile angedeutet.

Analog stellt die F i g. 5 die Verhältnisse für den Fall dar, daß die Spule 13, auf die der Drilleiter Il aufläuft, sich gegensinnig zu der abwickelnden Spule 12 dreht. Auch hierbei würde, wenn man die Einzel-

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leiter 10 des Drilleiters in ihrer gegenseitigen Lage Verseilschlaglänge des Drilleiters. Der Durchhang festhielte, an der abwickelnden Spule 12 der innere, zwischen den aufeinanderfolgenden Wickelelementen d. h. der der Spulenachse benachbarte Einzelleiter 10 12, 14 und 13 ist dabei als vernachlässigbar klein aneine Dehnung erfahren, und der außenliegende Ein- genommen. Bei der Anordnung nach Fig.7 sind zelleiter gestaucht'. Diejenige Seite des Drilleiters, die 5 fünf Zwischenrollen 14 in zwei Gruppen auf den beim Ablaufen von der Spule 12 außen liegt, würde Achsen 15 und 16 unabhängig voneinander drehbar sich aber beim Auflaufen auf die Spule 13 nicht wie angeordnet. Wie man erkennt, kann auf diese Weise nach F i g. 4 ebenfalls außen, sondern innen befinden, viel Platz gespart werden.

und die diejenige Seite des Drilleiters, die sich beim Nach Fig. 8 schließlich ist zwischen einer Abwik-

Ablaufen von der Spule 12 innen befindet, würde io kelspule 12 und einer Aufwickelspule 13 eine zu die-

beim Auflaufen auf die Spule 13 außen liegen. Um sen gegensinnig drehende Zwischenrolle 14 angeord-

wieder die gleichen mechanischen Verhältnisse in be- net. Die Achsabstände der Wickelelemente 12 und

zug auf die Dehnung und Stauchung der Einzelleiter 14 sowie der Wickelelemente 14 und 13 sind in dem

10 des Drilleiters zu haben wie im Falle der F i g. 4, Beispiel so eingestellt, daß die am Drilleiter jeweils

muß daher im Falle der Fig. 5 der Achsabstand der 15 zwischen Ablaufpunkt und Auflaufpunkt gemessene

beiden Wickelelemente 12 und 13 so bemessen wer- Strecke etwa das Dreifache der halben Verseilschlag-

den, daß die am Drilleiter vom Ablaufpunkt auf der länge des Drilleiters beträgt.

Spule 12 bis zum Auflaufpunkt auf die Spule 13 ge- Um beim Aufwickeln oder Abwickeln viellagiger messene Strecke gegenüber der nach F i g. 4 erf order- Spulen die Änderung des Wicklungsdurchmessers liehen um eine halbe Verseilschlaglänge des Drillei- 20 beim Wickelvorgang auszugleichen, empfiehlt es sich, ters größer oder kleiner ist, also eine halbe Verseil- neben den verwendeten Zwischenrollen noch eine schlaglänge des Drilleiters oder ein ungeradzahliges oder mehrere Zwischenrollen mit entsprechend ange-Vielfaches derselben beträgt. paßten Durchmessern vorzusehen, auf die der Drill-Wenn der Durchmesser der auflaufenden Spule 13 leiter während des Wickelvorganges umgelegt werden nur wenig kleiner ist als derjenige der ablaufenden 25 kann. Diese weiteren Zwischenrollen können zweck-Spule, bleibt der beschriebene Ausgleich der Bewe- mäßig gleichachsig mit den Zwischenrollen, die sie güngen der Einzelleiter beim Umwickeln des Drillei- ersetzen sollen, eingebaut sein.

ters mit praktisch ausreichender Annäherung erhal- Nach der Erfindung ist es möglich, Drilleiter von ten. Will man aber den Drilleiter auf eine Spule mit vergleichsweise großer Kantenhöhe des rechteckigen wesentlich kleinerem Durchmesser oder vom gerade 3° Querschnitts für Wicklungen mit beinahe unbe- -gestreckten Zustand aus wickeln, so kann ein Aus- schränkt kleinem Wicklungsdurchmesser zu verarbei-' gleich des Längenmehr- bzw. -minderbedarfs infolge ten. Solche Spulen sind wesentlich einfacher aufzuder sehr ungleichen Krümmungsradien nicht mehr bauen, als es bei der Verwendung von massiven Leistattfinden. Nach der weiteren Erfindung wird daher tern gleichen Querschnitts möglich wäre,
außerdem noch dafür gesorgt, daß der Unterschied 35 Die Vorrichtung nach der Erfindung ist sowohl der Durchmesser der ab- und aufwickelnden Spulen beim Hersteller als auch beim Verbraucher des Drilljeweils klein bleibt, und zu diesem Zweck wird der leiters anwendbar. Im ersten Falle kann der Drilleiter Drilleiter über eine oder mehrere Zwischenrollen als unter Verwendung abgestufter Zwischenrollen, gegeweitere Wickelelemente gewickelt, so daß die Verrin- benenfalls unter Mitbenutzung eines vorhandenen gerung des Wickeldurchmessers stufenweise, also mit 40 Abzugsgrades und unter Einstellung des richtigen jeweils kleineren Unterschieden der Wickeldurchmes- Abstandes vor der aufnehmenden Trommel auf eine ser von abwickelnder und aufwickelnder Spule, er- Versandtrommel aufgewickelt werden, die einen ähnfolgt, liehen Wickeldurchmesser hat wie die beim Verbrau-Die F i g. 6 bis 8 zeigen Beispiele von Einrichtun- eher des Drilleiters zu wickelnde Spule. Im zweiten gen zur Durchführung des Verfahrens nach der Er- 45 Falle kann das Aufwickeln des Drilleiters beim Herfindung, bei denen der Drilleiter 11 von einer abwik- steller auf Vorratsspulen mit großem Wickeldurchkelnden Spule 12 auf die aufwickelnde Spule 13 über messer erfolgen, von denen der Verbraucher zur Hereine bzw. mehrere in ihrem Durchmesser abgestufte stellung von Spulen kleinen Durchmessers mit Hilfe Zwischenrollen 14 geführt wird. Die Achsabstände der Vorrichtung nach der Erfindung umspulen kann, der aufeinanderfolgenden Wickelelemente sind ein- 50 Der letztgenannte Fall ermöglicht auch die Vorratsstellbar, haltung einheitlicher Drilleiter für verschiedene Spu-

In dem Beispiel der F i g. 6, bei dem zwischen lengrößen beim Verbraucher.

einer Abwickelspule 12 und einer Aufwickelspule 13 Außer bei Drilleitern mit einzeln isolierten Ein-

nur eine Zwischenrolle 14 angeordnet ist, entspricht zeldrähten bietet die Erfindung die gleichen Vorteile

der Achsabstand dieser Wickelelemente etwa einer 55 auch bei Drilleitern mit blanken Einzeldrähten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 faktors verwendet man dazu meist Drähte mit rech- Patentansprüche: teckigem Querschnitt. Sehr dicke, massive Drähte lassen sich jedoch auf Spulen oder Kerne kleinen

1. Vorrichtung zum Umspulen eines Drilleiters Durchmessers nicht mehr wickeln, da nämlich beim für elektrische Spulen, der aus Einzelleitern mit 5 Wickeln eines Drahtes dessen Außenfaser gedehnt rechteckigem Querschnitt besteht (Roebelleiter), und zugleich die Innenfaser gestaucht wird. Da aber von einer Vorratsspule mit großem Durchmesser der Wickeldurchmesser sehr oft vorgegeben ist, hilft auf eine Aufwickelspule mit kleinem Durchmes- man sich dadurch, daß man den Leiter in mehrere ser, insbesondere mit einem Durchmesser, bei Einzelleiter kleineren Querschnitts aufteilt, die sich welchem der Umfang der Aufwickelspule kleiner io besser wickeln lassen.

als die Verseilschlaglänge des Drilleiters ist, da- Um dabei für sämtliche Einzelleiter gleiche elektri-

durch gekennzeichnet, daß zwischen der sehe Verhältnisse zu schaffen, verwendet man soge-

Vorratsspule und der Aufwickelspule mindestens nannte Drilleiter (auch Roebelleiter genannt), die

ein weiteres Wickelelement in Form einer Zwi- durch Verseilen rechteckiger Einzelleiter hergestellt

schenrolle angeordnet ist, um die der Drilleiter 15 werden. Die Verseilschlaglänge des Drilleiters, das ist

herumgeschlungen ist, und deren Radius zwi- die Länge, nach der sich ein Einzelleiter wieder in

sehen den Krümmungsradien liegt, die der Drill- der Ausgangsposition befindet, ergibt sich dabei als

leiter auf dem vorangehenden Wickelelement Produkt aus der Versetzungsschrittlänge des Einzel-

(Vorratsspule oder Zwischenrolle) und dem leiters und der Anzahl der Einzelleiter,

nachfolgenden Wickelelement (Zwischenrolle 20 Die Einzelleiter der Drilleiter sind aus elektrischen

oder Aufwickelspule) hat, und daß der Abstand Gründen, insbesondere zur Herabsetzung der zusätz-

zwischen Ablaufpunkt und Auflaufpunkt des liehen elektrischen Verluste, gegeneinander, vorzugs-

Drilleiters an aufeinanderfolgenden Wickelele- weise mittels einer Lackschicht, isoliert. Im Quer-

menten bei gleichsinniger Drehung dieser Wickel- schnitt des Drilleiters gesehen sind die Einzelleiter in

elemente annähernd eine Verseilschlaglänge des 25 der Regel in zwei Stapeln nebeneinander angeordnet,

Drilleiters oder ein ganzzahliges Vielfaches der- wobei jeweils an der Unter- und an der Oberseite des

selben, bei gegensinniger Drehung annähernd Stapels die infolge der Verseilung notwendige Verset-

eine halbe Verseilschlaglänge oder ein ungerad- zung des betreffenden Einzelleiters von dem einen in

zahliges Vielfaches davon beträgt. den anderen Stapel erfolgt. Der verseilte Drilleiter er-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 30 hält eine gemeinsame Isolierung.

kennzeichnet, daß die Achsabstände von Zwi- Im Gegensatz zu einem massiven Rechteckleiter,

schenrollen untereinander und zu der Aufwickel- bei dem infolge der unterschiedlichen Biegeradien die sowie gegebenenfalls der Vorratsspule einstellbar Außenfaser des Leiters eine Dehnung und die Innensind, faser eine Stauchung erfahren muß, bleiben die Ein-

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- 35 zelleiter im Drilleiter in der Länge über eine Verseilkennzeichnet, daß mehrere Zwischenrollen schlaglänge des Leiters unverändert. Durch das Vergleichachsig miteinander und/oder eine oder seilen zum Drilleiter hat nämlich jeder Einzelleiter mehrere Zwischenrollen gleichachsig mit der über seine Schlaglänge nicht nur elektrisch, sondern Vorrats- oder der Aufwickelspule angeordnet auch mechanisch die gleiche Länge. Diese bleibt bei sind. 40 der Biegung des Drilleiters um die Aufwickelspule

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 erhalten, da jeder Einzelleiter innerhalb einer Verbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwen- seilschlaglänge seine Position stetig zwischen innen dung von Vorrats- und/oder Aufwickelspulen mit und außen, d. h. dem kleinsten und dem größten mehreren Wicklungslagen neben jeder Zwischen- Wickelradius, ändert, und zwar solange ein Längenrolle weitere Zwischenrollen mit abgestuften 45 ausgleich durch Verschiebung der Einzelleiter in der Durchmessern angeordnet sind, auf die der Drill- Längsachse erfolgen kann.

leiter bei Lagenwechsel auf der Vorrats- oder der . Wird jedoch der Wicklungsumfang erheblich klei-Aufwickelspule umlegbar ist. ner als die Verseilschlaglänge, so kann dieser Aus-

5. Verwendung einer Vorrichtung nach einem gleich nicht mehr oder nicht mehr in ausreichendem der Ansprüche 1 bis 4 zum Aufwickeln eines 50 Maße stattfinden. Die Einzelleiter verformen sich da-Drilleiters nach dessen Herstellung, wobei ein her, legen sich um, bauschen auf und zerreißen Abzugsrad an die Stelle der Vorratsspule tritt. schließlich die äußere Isolierung.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe liegt

. . in der Schaffung einer Vorrichtung, die es ermög-

55 licht, einen Drilleiter, insbesondere großen Querschnitts von einer Vorratsspule mit großem Durch-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung messer oder auch direkt aus der Fertigung, in gerade zum Umspulen eines Drilleiters für elektrische Spu- gestrecktem Zustand auf Spulen sehr verschiedenen, len, der aus Einzelleitern mit rechteckigem Quer- insbesondere wesentlich kleineren Durchmessers unschnitt besteht (Roebelleiter), von einer Vorratsspule 60 ter Vermeidung der eingangs geschilderten Schwiemit großem Durchmesser auf eine Aufwickelspule rigkeiten so um- bzw. aufzuwickeln, daß die in den mit kleinem Durchmesser, insbesondere mit einem verschiedenen Wickelphasen im Drilleiter auftreten-Durchmesser, bei welchem der Umfang der Aufwik- den stauchenden und dehnenden Kräfte für jeden kelspule kleiner als die Verseilschlaglänge des Drill- Einzelleiter desselben auf der ablaufenden und der leiters ist. 65 auflaufenden Seite annähernd gleich groß, jedoch entin der Starkstromtechnik werden in großem Um- gegengesetzt gerichtet sind und ein Ausgleich dieser fang Spulen mit elektrischen Leitern großen Quer- Kräfte durch Verschiebung der Einzelleiter in der Schnitts gewickelt. Aus Gründen eines besseren Füll- Längsrichtung des Drilleiters ohne nennenswerte