DE2534198A1

DE2534198A1 - Verfahren und vorrichtung zum bandagieren von induktionsspulen grossen durchmessers

Info

Publication number: DE2534198A1
Application number: DE19752534198
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing Grad Apelt; Theodor Ing Grad Ortmanns; Helmut Packes
Original assignee: Otto Junker GmbH
Current assignee: Otto Junker GmbH
Priority date: 1975-07-31
Filing date: 1975-07-31
Publication date: 1977-02-24
Also published as: JPS5218936A; DE2534198C2; JPS6115024B2; US4106709A

Description

Otto Junker GmbH, 5107 Simmerath Verfahren und Vorrichtung zum Bandagieren von Induktionsspulen

großen Durchmessers

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Bandagieren von Induktionsspulen großen Durchmessers sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei Induktionsspulen, insbesondere solchen, die für die elektro-induktive Beheizung von Tiegelöfen bestimmt sind und die daher in der Regel zusammen mit dem Schmelzgutgefäß eine bauliche Einheit bilden, ist es notwendig, die einzelnen Spulenwindungen zum Zwecke der Isolation zu bandagieren. Die elektrische Isolation der Spulenwindungen kann dabei durch ein einziges Wickelband, z.B. aus Glasseide, erfolgen, doch ist es häufig zweckmäßig, mehrere Wickelbänder aus den gleichen oder verschiedenen Materialien zu verwenden. Das Bandagieren der Spulenwindungen wird üblicherweise von Hand vorgenommen und ist daher zumal bei zylindrischen Spulen mit großen Durchmessern, die bis zu 2 m und mehr betragen können, außerordentlich zeitraubend, arbeitsaufwendig und dementsprechend teuer. Dabei ist zu berücksichtigen, daß solche Spulen einteilig aus einem entsprechend stark dimensionierten Profil aus Kupfer oder einer Kupferlegierung in Form einer durchgehenden Schraubenlinie gewunden sind, wobei die in Achsrichtung der Spule aufeinanderfolgenden Windungen dicht aneinanderliegen. Spulen für diesen Zweck können unter Umständen mehr als 16 Windungen umfassen.

Während es zum Umwickeln oder Bandagieren von Ringkörpern beliebiger Art und für die verschiedensten Zwecke allgemein bekannt und üblich ist, Wickelautomaten zu verwenden, bei

709808/04U

denen in einem geschlitzten Wickelringgehäuse ein gleichfalls geschlitzter, die Wickelbandspule oder -rolle tragender Wickelring rotiert, hat es sich mit diesen herkömmlichen Wickelautomaten als zu aufwendig und schwierig erwiesen, damit auch die Windungen einer Spule fortlaufend zu bandagieren. Abgesehen davon, daß dies verhältnismäßig kompliziert aufgebaute Führungssysteme erfordern würde, mittels welcher die Windungen der Spule im Zuge deren Relativverdrehung und gleichzeitigen Axialverschiebung zum in vertikaler Ebene stationär angeordneten Wickelringgehäuse fortlaufend nacheinander zunächst axial ausexnandergespreizt und anschließend, nach dem Bandagieren, erneut wieder axial zusammengepreßt werden können, liegt eine zusätzliche Schwierigkeit gegenüber dem automatischen Badagieren einfacher Ringkörper darin, daß Induktionsspulen radial verhältnismäßig weit abstehende elektrische Anschlußkontakte und im Bereich jeder dritten oder vierten Windung radial nach außen geführte Anschlußstutzen für die Zu- und Abführung des Kühlwassers aufweisen. Diese bei Induktionsspulen großen Durchmessers entsprechend weit radial nach außen abragenden Teile erschweren in Verbindung mit den üblichen horizontalen Auflagetischen eine einwandfreie Einspannung und räumliche Führung der Spulenwindungen und machen es vor allem unmöglich, dabei mit stationär angeordneten Wxckelringgehäusen zu arbeiten, deren radialer Schlitz für das seitliche Einführen des zu bandagierenden Kerns bei in vertikaler Ebene umlaufendem Wickelring zum Auflagetisch hin gerichtet ist.

Es wäre zwar denkbar, mit einem anders angeordneten und dabei kontinuierlich verstellbar gelagerten Wickelringgehäuse zu arbeiten. Dies würde aber die komplizierte Führung für die Windungen der Spule nicht wesentlich vereinfachen und statt dessen eine zusätzliche, nicht weniger komplizierte Führung für die Bewegungen des Wickelrxnggehäuses erfordern.

709808/0U4

Hinzu kommt, daß sich solche Vorrichtungen wirtschaftlich erst lohnen, wenn sie nicht nur für einen bestimmten Spulendurchmesser und Windungsquerschnitt zugeschnitten sind, sondern an unterschiedliche Spulenabmessungen angepaßt werden können. Diese Bedingung macht aber die ohnehin schon komplizierten Führungen noch verwickelter und entsprechend aufwendiger.

Aus all diesen Gründen werden Induktionsspulen dieser Gattung nach wie vor von Hand bandagiert, obschon eine wenigstens weitgehende Automatisierung dieses Vorganges gerade bei Spulen großen Durchmessers und größerer Windungszahl wegen des dadurch eingesparten Arbeits- und Zeitaufwandes von den Kosten her beträchtlich ins Gewicht fiele.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, die es auf verhältnismäßig einfache Weise und mit geringem Geräteaufwand ermöglichen, auch Induktionsspulen mit Hilfe der bekannten Wickeltechnik weitgehend automatisch zu bandagieren.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung

in erster Linie von einem Verfahren aus, bei welchem die Spulenwindungen unter Verwendung mindestens eines angetriebenen, zusammen mit mindestens je einer Wickelbandrolle und/oder Wickelbandspule um die zu umwickelnde Windung rotierenden, umfangsseitig in einem radial geschlitzten Gehäuse drehgelagerten, gleichfalls radial geschlitzten Wickelringes und unter Relativverdrehung von Wickelringgehäuse und Spule längs der Spulenwindung fortlaufend nacheinander mit wenigstens einem, mindestens der elektrischen Isolation dienenden Band umwickelt werden und kennzeichnet sich dadurch, daß die Spule während des Banda-

709808/0U4

giervorganges unter im wesentlichen horizontaler Ausrichtung ihrer Längsachse um diese gedreht und das Wickelringgehäuse im Bereich des Windungstiefsten auf der radialen Innenseite der dabei bandagierten Windung mit einer der inneren Umfangsgeschwindigkeit der Spule entsprechenden Geschwindigkeit in der dem Drehsinn der Spule entgegengesetzten Richtung verfahren wird,

Dadurch, daß die Induktionsspule um ihre liegende Längsachse gedreht wird und das Wickelringgehäuse auf der Innenseite der Windungen, deren schraubenförmigem Verlauf folgend, verfahren wird, ist es möglich, auf jede umständliche und baulich komplizierte Führung der Windungen während des Bandagiervorganges zu verzichten, da das Wickelringgehäuse im Verlaufe seiner relativen Vorschubbewegung entgegengesetzt dem Drehsinn der Spule die einseitig oder beiderseits benachbarten Windungen selbst abspreizt und distanziert sowie die jeweils bandagierte Windung anschließend selbsttätig an die bereits zuvor bandagierten Windungen axial anpreßt. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Arbeitsweise besteht außerdem darin, daß mit der gleichen Vorrichtung Induktionsspulen sehr unterschiedlichen Durchmessers und auch mit unterschiedlich großer Windungszahl bandagiert werden können, einschließlich solcher, bei denen jede dritte oder vierte Windung mit radial abstehenden Kühlwasseranschlüssen versehen sind. Dazu ist es lediglich erforderlich, den ohnehin notwendigen Radialspalt des Wickelringgehäuses vertikal nach unten auszurichten und den Wickelring beim überfahren dieser Anschlüsse kurzzeitig stillzusetzen, um die Anschlüsse auch durch den entsprechenden Radialspalt des Wickelringes hindurchzuführen. Für die Durchführung des Verfahrens ist es lediglich notwendig, einen Drehantrieb für die Spule vorzusehen, der innenseitig angreift und ein oder zwei prinzipiell bekannte Wickelringgehäuse zu verwenden und diese außer mit einer An-

709808/CUU

triebsrolle mit zusätzlichen Führungsrollen auszurüsten, die
einerseits die Vorschubbewegungen ermöglichen und dabei die
Lagestabilisierung gegenüber Relativverdrehungen beim Wickelvorgang übernehmen und die andererseits im jeweiligen Durchgangsbereich des Wickelautomaten das seitliche Abspreizen und Distanzieren der Nachbarwindungen sowie das anschließende
axiale Aneinanderpressen der bereits bandagierten Windungen
bewirken.

Bevorzugt wird die zu bandagierende Induktionsspule mittels einer im wesentlichen horizontalen Antriebswalze durch Reibungsmitnahme gedreht, an der sie, zu dieser achsparallel, aufgehängt ist.

Die Drehgeschwindigkeit der Antriebswalze und
die Fahrgeschwindigkeit des oder der Wickelringgehäuse müssen während des Bandagiervorganges unter Berücksichtigung der zulässigen Wickelgeschwindigkeit derart aufeinander abgestimmt werden, daß die Antriebswalze und das bzw. die Wickelringgehäuse ihre zueinander diametrale Lage im wesentlichen einhalten. Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Wickelringgehäuse auf der der Antriebswalze diametral gegenüberliegenden Innenseite der jeweiligen Windung so verfahren wird, daß die Bewicklung der Windung genau diametral zur Antriebswalze erfolgt, d.h. dort, wo die Tangente an die zu bandagierende Spulenwindung wenigstens angenähert horizontal verläuft.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß der
Antriebsmotor der Antriebswalze und der Eigenantrieb des
Wickelautomaten gemeinsam im Sinne der vorerwähnten Synchronisation gesteuert werden, da es in der Regel möglich ist, die
Antriebe so auszulegen, daß die vorerwähnte Bedingung während

7098 0*8/(KU

des Bandagiervorganges eingehalten werden kann. Selbstverständlich müssen die Geschwindigkeitsrelationen, z.B. durch Austausch von Zahnradsätzen im Getriebe, angepaßt werden, wenn auf abweichende Spulendurchmesser übergegangen werden soll. Dies gilt gegebenenfalls auch für die Anpassung der verschiedenen Führungselemente am Wickelringgehäuse an verschiedene Spulenwindungsquerschnitte, doch sind darüber hinausgehende Änderungen, wie sie z.B. im Falle der Verwendung von Führungssystemen erforderlich wären, nicht notwendig.

Zur Durchführung des Verfahrens kennzeichnet

sich eine bevorzugte und besonders einfache Vorrichtung gemäß der Erfindung durch eine stationär angeordnete Antriebswalze mit mindestens angenähert horizontaler Drehachse für die Aufhängung der Spule in zur Antriebswalze achsparalleler Lage sowie durch mindestens ein in dem der Antriebswalze mindestens angenähert diametral gegenüberliegenden Bereich auf der radialen Innenseite der Spulenwindungen verfahrbar angeordnetes Wickelringgehäuse. Damit das Wickelringgehäuse während des Durchgangs der jeweils zu bandagierenden Windung imstande ist, diese von der nächstfolgenden Windung zu distanzieren und die bereits bandagierten Windungen seitlich, d.h. axial, wieder zusammenzuschieben bzw. wieder erneut aneinanderzupressen, weist die Antriebswalze eine Mindestlänge auf, die der axialen Spulenlänge zuzüglich der Breite des Wickelringgehäuses entspricht. An ihrem freien Ende kann die Antriebswalze erforderlichenfalls eine flanschartige Verbreiterung aufweisen, um das willkürliche Abgleiten der bereits bandagierten Windungen zu verhindern.

Die Antriebswalze weist zweckmäßig eine Oberflächenbeschaffenheit auf, die das Gleiten der Spulenwindungen zum freien Ende der Antriebswalze hin erleichtert bzw. reibungs-

709808/0444

arm gestaltet, andererseits aber sicherstellt, daß die Induktionsspule in Umfangsrichtung der Walze schlupffrei von dieser mitgenommen wird. Zu diesem Zweck weist die Antriebswalze zweckmäßig eine Bandage aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff mit einer Shorehärte von etwa 60 auf.

Die Antriebswalze kann zylindrisch ausgebildet sein, wobei ihre Drehachse genau horizontal ausgerichtet ist. In manchen Fällen, insbesondere bei großen und schweren Spulen, kann es sich aber empfehlen, die Antriebswalze zu ihrem freien Ende hin geringfügig konisch zu verjüngen oder bezüglich ihrer Drehachse geringfügig gegenüber der Horizontalen zu neigen, um das Gleiten der Spulenwindungen in Achsrichtung der Antriebswalze zu deren freiem Ende hin zu erleichtern. In diesem Falle ist eine in Achs- und Umfangsrichtung der Antriebswalze differenzierte Oberflächenausbildung bzw. ein entsprechend unterschiedlicher Reibungsbeiwert im allgemeinen entbehrlich. Die Neigung zum freien Ende der Antriebswalze hin braucht nur wenige Winkelgrade auszumachen, um das Gleiten der Windungen zu erleichtern, ohne bei gleichem Reibungsbeiwert der Walzenoberfläche auf eine schlupffreie Mitnahme der Spule in Umfangsrichtung verzichten zu müssen.

Der Antriebsmotor der Antriebswalze kann gegebenenfalls ebenso wie der Antriebsmotor für den Fahr- und Wickelantrieb des Wickelgehäuses drehzahlregelbar sein.

Eine zweckmäßige Ausführung form der Erfindung besteht darin, daß das auf der Innenseite der Spulenwindungen verfahrbar angeordnete Wickelringgehäuse Bestandteil eines mit Antriebsmotor ausgerüsteten Fahrgestells ist, das - mit Bezug auf seine eigene Vorschubrichtung - hinter dem Wiekelring-

709808/CUU

gehäuse eine auf der gerade bandagierten Spulenwindung abgestützte Antriebsrolle und eine dieser mit Bezug auf die Spulenwindung gegenüberliegende, bevorzugt ebenfalls durch den gleichen Antrieb angetriebene Gegendruckrolle sowie zwei die gleiche Windung seitlich zwischen sich einschließende Führungsrollen aufweist und im Abstand vor dem Wickelringgehäuse einen weiteren Führungsteil besitzt, der aus einer auf der zu bandagierenden Spulenwindung ablaufenden Stützrolle und zwei seitlichen Führungsrollen besteht. *>

Dabei sind weiterhin zweckmäßig in der Ebene

quer zur Rotationsachse des Wickelringes zu beiden Seiten des Wickelringgehäuses zusätzliche Stützrollen für die verdrehungssichere Führung des Wickelringgehäuses auf den der zu bandagierenden Windung beiderseits benachbarten Windungen vorgesehen. Den seitlichen Stützrollen sollten weitere Rollen mit vertikaler Drehachse für die Abspreizung und Distanzierung der der zu bandagierenden Windung jeweils benachbarten Windung bzw. Windungen zugeordnet sein, um Beschädigungen am Kupferprofil der Spulenwindungen oder der Bandage zu vermeiden. Bei großem Windungsquerschnitt kann es sich darüber hinaus empfehlen, statt nur einer seitlichen Distanzierrolle Distanzierrollenpaare vorzusehen, die die der zu bandagierenden Windung jeweils benachbarten Windungen im Sinne einer Zwangsführung zwischen sich einschließen.

Die seitlichen Stütz- und Distanzierrollen sind dabei zweckmäßig mindestens angenähert in der Rotationsebene des Wickelringes angeordnet.

Um bei Induktionsspulen mit Kühlwasserkanal und radial nach außen geführten Kühlwasseranschlüssen deren Überfahren mit dem Wickelringgehäuse zu ermöglichen, ohne sie von der Spulenwindung abheben zu müssen, ist es gemäß einem

weiteren Merkmal der Erfindung zweckmäßig, die der Antriebsrolle zugeordnete, unter der Anpreßkraft einer Feder stehende Gegendruckrolle um eine vertikale Achse seitlich aus ihrer Arbeitsstellung herausschwenkbar auszubilden. Zu diesem Zweck ist die Gegendruckrolle vorteilhaft an einem horizontalen Schwenkhebel gelagert, der den nach unten offenen Schlitz des Wickelringgehäuses in der Arbeitsstellung der Gegendruckrolle verriegelt, in der ausgeschwenkten Stellung der Gegendruckrolle dagegen freigibt.

Auch die Antriebsrolle besteht zumindest am

Außenumfang ihres Laufkranzes zweckmäßig aus einem die Reibung erhöhenden Werkstoff, um einen einwandfreien, auf die Drehgeschwindigkeit der Spule abgestimmten Pahrvorschub sicherstellen zu können. Dabei kann die Antriebsrolle entweder ganz aus einem solchem die Reibung erhöhenden Werkstoff bestehen oder im Bereich ihres Laufkranzes eine Beschichtung oder Bandage aus solchem Werkstoff aufweisen, z.B. Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff mit einer Shorehärte von etwa 60.

Der im Wickelringgehäuse mittels eines über

Rollen geführten endlosen Treibriemens am Außenumfang gelagerte und über diesen angetriebene, geschlitzte Wickelring trägt in an sich bekannter Weise mindestens eine mit diesem umlaufende Bandspule mit zugehörigen Führungs- und Umlenkrollen für die Aufnahme und Führung des Wickelbandes. Der Wickelring kann dabei auf der gleichen Seite zwei in Umfangsrichtung um l80° zueinander versetzte Spulen mit zugehörigen Spulen- und Umlenkrollen für die Aufnahme und Führung je eines aus gegebenenfalls verschiedenen Werkstoffen bestehenden Wickelbandes tragen.

709808/04U

- ίο -

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind in Vorschubrichtung zwei Wickelringgehäuse hintereinander angeordnet, deren Wickelringe auf der einander abgekehrten Seite je eine Wickelbandspule mit zugehörigen Führungs- und Umlenkrollen tragen, wobei die in Vorschubrichtung vordere Bandspule ein Wickelband und die in Vorschubrichtung hintere Bandspule ein weiteres, gegebenenfalls aus einem anderen Material bestehendes Wickelband trägt. Auch dabei können die den beiden Wickelringen auf entgegengesetzten Seiten zugeordneten Wickelbandspulen in Umfangsrichtung um 18O° zueinander versetzt sein, um einen ruhigeren und schwingungsfreieren Bandagiervorgang während der Rotationsbewegung der Wickelringe zu ermöglichen.

Der den Wickelring antreibende Treibriemen jedes Wickelringgehäuses und die Antriebsrolle für die Vorschubbewegung sind zweckmäßig von einem gemeinsamen Motor angetrieben, der, wie bereits erwähnt, drehzahlregelbar ausgebildet sein kann.

Sind die Drehzahl der Antriebswalze und die Fahrgeschwindigkeit des Wickelautomaten fest in dem Sinne aufeinander abgestimmt, daß sie bei einem bestimmten Spulendurchmesser die zueinander diametrale Lage selbsttätig einhalten, kann auf eine Drehzahlregelung verzichtet werden. In diesem Falle ist es jedoch zweckmäßig, für die übertragung des Drehantriebs vom Motor auf die Antriebsrolle leicht austauschbare, auf jeweils unterschiedliche Vorschubgeschwindigkeiten ausgelegte Zahnradpaare vorzusehen, um die Fahrgeschwindigkeit des Wickelautomaten an unterschiedliche Spulendurchmesser und/oder Drehgeschwindigkeiten der Antriebswalze anpassen zu können.

709808/CUU

In allen Fällen besteht das besondere Kennzeichen der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin, daß das oder die Wickelringgehäuse zusammen mit dem Motor für den Fahr- und Wickelringantrieb sowie dem diese gemeinsam aufnehmenden Fahrgestell eine lösbar zusammengesetzte, an unterschiedliche Spulendurchmesser und Windungsquerschnitte anpaßbare, auf die radiale Innenseite der Spulenwindungen aufsetzbare und auf diesen verfahrbare Baueinheit bilden.

In der Zeichnung ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung an Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Vorrichtung in perspektivischer Ansicht; Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Seitenansicht;

Fig. 3 das Wickelringgehäuse gemäß Fig. 1 in der Rückansicht;

Fig. k das Wickelringgehäuse gemäß Fig. 1 in Seitenansicht;

Fig. 5 das Wickelringgehäuse gemäß Fig. 1 in Frontansicht;

Fig. 6 schematisch den Wickelring und dessen Lagerung im Wickelringgehäuse;

Fig. 7 eine aweite Ausfuhrungsform des Wickelautomaten in der Seitenansicht und

Fig. 8 eine dritte Ausführungsform des Wickelringgehäuses in Frontansicht.

Gemäß Fig. 1 und 2 besteht die Vorrichtung einerseits aus einem stationär angeordneten, ständerartig ausgebildeten Gestell 1, in dem am oberen Ende eine zylindrische Antriebswalze 2 mit horizontaler Drehachse gelagert ist. Der Antrieb der Walze erfolgt durch den Elektromotor 3 über die Transmission oder einen Kettentrieb 4 entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeiles X.

709808/(KU

253 A

An ihrem freien Ende weist die Antriebswalze 2 eine flanschartige Verbreiterung 5 auf.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, dient die horizontal ausgerichtete Antriebswalze 2 zur Aufhängung einer zylindrischen Induktionsspule 6 in der Weise, daß die Spulenlängsachse und die Drehachse der Antriebswalze zueinander parallel liegen. Die Antriebswalze 2 weist am Außenumfang eine Bandage aus Gummi mit einer Shorehärte von 60 auf, so daß sie die Spule 6 im Zuge ihrer Drehbewegung auf Grund von Reibung in Richtung des Pfeiles Y mitnimmt bzw. ebenfalls dreht.

Die einzelnen Windungen der Spule sind mit 6a - 6g bezeichnet. Die Spulenwindungen bestehen aus einem Kupferprofil mit einem Hohlkanal für den Durchfluß von Kühlwasser. Für die Zu- und Ableitung des Kühlwassers dienen radial nach außen geführte Anschlüsse 7jdie in der Regel an jeder dritten oder vierten Windung vorgesehen sind. Mit 8 ist ein gleichfalls radial abstehender elektrischer Anschlußkontakt bezeichnet.

Wie aus Fig. 1 und 2 ferner ersichtlich ist, ist auf der radialen Innenseite der Spulenwindung im Bereich des der Antriebswalze 2 diametral gegenüberliegenden Windungstiefsten ein prinzipiell bekannter Wickelautomat 9 verfahrbar angeordnet.

Der als selbständig verfahrbare und transportable Baueinheit ausgebildete Wickelautomat 9 umfaßt im wesentlichen das Wickelringgehäuse 10, das mit diesem verbundene Fahrgestell

11 und den gleichfalls vom Fahrgestell getragenen Antriebsmotor

12 mit Getriebekasten 12a.

Der Wickelautomat 9 ist auf der zu bandagierenden Spulenwindung 6b mittels seines Eigenantriebs 12, 12a verfahrbar, und zwar in Richtung des Pfeiles Z entgegen dem Drehsinn Y der

709808/(KU

Spule, aber mit einer der inneren Umfangsgeschwindigkeit der Spule entsprechenden Geschwindigkeit, so daß der Wickelautomat 9 während des Bandagierbetriebes, d.h. bei sich drehender Spule, seine zur Antriebswalze diametrale Lage im wesentlichen einhält, außer daß er dabei fortlaufend nacheinander zuerst die Windung 6a und zuletzt die Windung 6g bandagiert.

Das Wickelringgehäuse 10 besteht im wesentlichen aus zwei im Abstand zueinander angeordneten Lagerschilden 13 und 14, die einen nach unten offenen Radialspalt 15 aufweisen, der mindestens so breit bemessen ist, daß die Spulenwindung durch ihn hindurch paßt bzw. das Wickelringgehäuse mittels des Spaltes 15 auf die Windung aufgesetzt werden kann.

Die beiden Lagerschilde 13 und lh des Wickelringgehäuses 10 dienen hauptsächlich zur Lagerung einer größeren Anzahl Rollen 16, um die herum beiderseits ein endloser Treibriemen 17 geführt ist, der seinerseits auf der Innenseite zur Umfangslagerung des gleichfalls radial geschlitzten Wickelringes 18 dient. Dieses Prinzip der Lagerung des Wickelringes geht besonders deutlich aus Fig. 6 hervor, in der zugleich schematisch veranschaulicht ist, daß die radial nach außen abstehenden Kühlwasseranschlüsse 7 der Spule den Wickelring passieren können, sobald dessen Radialspalt mit dem Radialspalt des Wickelringgehäuses bei stillstehendem Wickelring in Deckung liegt. Die Radialspalte des Wickelringes und des Wickelringgehäuses dienen zugleich dazu, die Spulenwindung beim Aufsetzen des Wickelgehäuses in den Bereich der Rotationsachse des Wickelringes 18 zu bringen. Der Treibriemen 17 ist über eine Antriebsrolle 19 geführt, die ihren Drehantrieb über das Getriebe 12a vom Antriebsmotor 12 ableitet. Während des Bandagierbetriebes wird der Wickelring mittels der Antriebsrolle 19 und des Treibriemens 17 in Rotation versetzt, wobei sich der Wickelring, wie in Fig. 6 angedeutet, entgegengesetzt dem Drehsinn der Antriebsrolle 19 dreht. Mit 20 ist in Fig. 6 eine Spannrolle bezeichnet, die federnd angedrückt sein

709808/0444

kann und die ständige schlupffreie Mitnahme des Wickelringes 18 gewährleisten soll.

Im Falle der Ausführungsform gemäß Pig. I bis 5 weist der Wickelring auf der in Vorschubrichtung Z vorn liegenden Seite eine Wickelbandspule 21 auf, die drehbar an ihm gelagert ist und gemeinsam mit dem Wickelring rotiert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nimmt die Spule 21 ein der elektrischen Isolation der Spulenwindungen dienendes Band 24 aus Glasseide auf. Der Wickelbandspule 21 sind zwei Führungs- bzw. Umlenkrollen 22 und 23 zugeordnet, die gleichfalls drehbar auf dem Wickelring gelagert sind und mit diesem umlaufen.

Das Wickelringgehäuse 10 bildet Bestandteil des Fahrgestelles 11, mit dem es zum Beispiel durch Schrauben lösbar verbunden ist.

Das Fahrgestell 11 ist aus lösbar miteinander verbundenen Teilen derart zusammengesetzt, daß seine Fahr- und Führungselemente an unterschiedliche Spulendurchmesser und Spulenwindungsquerschnitte leicht angepaßt werden können.

Mit Bezug auf seine eigene Vorschubrichtung Z hinter dem Wickelringgehäuse 10 weist das Fahrgestell 11 eine auf der gerade bandagierten Spulenwindung abgestützte Antriebsrolle 25 auf, deren Drehantrieb ebenfalls über das Getriebe 12a von dem Antriebsmotor 12 abgeleitet ist. Für die übertragung des Drehantriebes dient ein leicht austauschbar an der Rückseite des Getriebekastens 12a gelagertes Zahnradpaar 26. Im Falle des Überganges auf andere Überlappungsmaße oder andere Breiten des Wickelbandes wird das Zahnradpaar 26 durch ein anderes Zahnradpaar ersetzt, das auf die gewünschten anderen Geschwindigkeitsrelationen abgestimmt ist.

709808/0444

Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist,

läuft -das Antreibsrad 25 auf dem bereits zuvor bandagierten Teil der Spulenwindung 6b ab. Um einen schlupffreien Vorschub zu gewährleisten, besteht die Antriebsrolle 25 aus einem Werkstoff mit hohem Reibungsbeiwert. Statt dessen genügt auch eine Beschichtung oder Bandagierung des Laufkranzes der Antriebsrolle 25 zum Beispiel mit Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff mit einer Shorehärte von etwa 60.

Auf der der Antriebsrolle 25 gegenüberliegenden Seite ist eine Gegendruckrolle 27 vorgesehen, die mittels einer Schraubenfeder 28 von unten her an die Windung 6b der Spule angepreßt ist. Die Gegendruckrolle 27 ist dabei drehbar an einem Schwenkhebel 29 gelagert, der um eine vertikale Schwenkachse 30 mittels Handhebels 31 aus seiner den Radialspalt 15 des Wickelringgehäuses 10 normalerweise verriegelnden Arbeitsstellung herausschwenkbar ist. In Fig. 3 ist die normale Betriebsstellung veranschaulicht, in der sich die Gegendruckrolle 27 in Anlage an der Unterseite der Spulenwindung befindet. Muß zum Beispiel wegen der radial nach außen abstehenden Kühlwasseranschlusse 7_S wie es in Fig. 6 angedeutet ist, der Wickelring vorübergehend stillgesetzt werden, um die Kühlwasseranschlüsse durch die dabei in Deckung befindlichen Radialspalte von Wickelring und Wickelringgehäuse hindurchführen zu können, ist es gleichzeitig notwendig, auch den der Lagerung der Gegendruckrolle 27 dienenden Schwenkhebel 29 aus der in Fig. 3 veranschaulichten Betriebsstellung seitlich herauszuschwenken. Sobald die Kühlwasseranschlüsse 7 auf diese Weise durch das im Bereich des Spaltes offene Wickelringgehäuse hindurchgewandert sind, wird der Schwenkhebel 29 wieder in die Betriebsstellung zurückgeschwenkt, wo er mittels einer Federraste 32 arretiert wird.

Zusätzlich sind im Bereich der Antriebsrolle 25 und der Gegendruckrolle 27 beiderseits Führungsrollen 33, 3¹* vorgesehen, die die zu bandagierende Spulenwindung 6b seitlich

709808/04U

zwischen sich einfassen.

Mit 35 ist ein weiterer Führungsteil bezeichnet, der in Vorschubrichtung Z im Abstand vor dem Wickelringgeüäuse 10 verstellbar bzw. einstellbar am Fahrgestell 11 gelagert ist und der drei weitere Rollen aufweist, von denen die obere Rolle mit horizontaler Drehachse als weitere Stützrolle 36 dient und die beiden seitlichen Rollen 37 und 38 mit annähernd vertikalen Drehachsen der zusätzlichen Seitenführung.

Um während des Wickel- bzw. Bandagiervorganges Relativverdrehungen zu verhindern, ist das Wickelringgehäuse bzw. dessen Fahrgestell zusätzlich seitlich auf den Nachbarwindungen 6a und 6c geführt. Dazu dienen die mittels Winkelkonsolen 39 und 39a frei drehbar gelagerten Stützrollen 40 und 4l (vergl. insbesondere Fig. 3)j die gemäß Fig. 1 etwa im Bereich der Rotationsebene des Wickelringes 18 angeordnet sind. Zusätzlich sind dort Führungs- bzw. Distanzierrollen 42 und 43 mit vertikaler Drehachse vorgesehen, die im jeweiligen Durchgangsbereich des Wickelringgehäuses 10 bzw. des Wickelautomaten 9 das seitliche Abspreizen und Distanzieren der Nachbarwindungen (im Falle der Fig. 2 die Windungen 6a und 6c) erleichtern und dadurch Beschädigungen des Kupferprofils oder der Bandage verhindern.

Wie aus Fig. 2 in Verbindung mit der vorstehenden Beschreibung leicht verständlich ist, wird die jeweils bandagierte Windung durch die Distanzierrolle 42 und die sich auf der gegenüberliegenden Seite gegen die noch nicht bandagierte Windung 6c abstützende Distanzierrolle 43 in der Abbildung nach rechts verschoben, wobei jede folgende, soeben bandagierte Windung , zum Beispiel die Windung 6b, nach dem Durchgang durch das Wickelgehäuse seitlich selbsttätig wieder an die zuvor bandagierte Windung 6a herangedrückt wird. Auf die gleiche Weise bewirkt das Wickelgehäuse selbsttätig das Abziehen der nachfolgend zu bandagierenden Windungen in Richtung der Längsachse der Antriebs-

709808/04U

walze 2 zu deren freiem Ende hin, so daß sich das Wickelgehäuse •nach Beendigung des Bandagiervorganges am linken Ende der Spule vor dem Traggestell 1 befindet, während sämtliche bandagierten Windungen rechts von ihm zusammengeschoben sind.

Es ist in manchen Fällen, d.h. bei Windungen mit

großem Querschnitt und Spulen mit kleinerem Durchmesser, möglich, aber im allgemeinen entbehrlich, das axiale Aufspreizen der Windungen durch einfache Führungsrollen zu erleichtern, die zu diesem Zweck am Gestell 1 befestigt sein können.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 7 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 4 hauptsächlich dadurch, daß im Längenbereich des Wickelautomaten bzw. dessen Fahrgestells 11 zwischen der hinteren Antriebsrolle 25 und dem vorderen Führungsteil 35 zwei Wickelringgehäuse 10, 10a vorgesehen sind. Dabei trägt der Wickelring des in Vorschubrichtung Z vorderen Wickelringgehäuses 10 eine Wickelbandspule 21 mit einem aus Kunststoff bestehenden Wickelband 24, während der Wickelring des in Vorschubrichtung Z hinteren Wickelringgehäuses 10a eine Wickelbandspule 21a mit einem aus Glasfasergewebe bestehenden Wickelband 24a trägt. Auf diese Weise wird die Spulenwindung in einem Durchgang zuerst mit dem Kunststoffband 24 und unmittelbar darauffolgend mit dem aus Glasseide bestehenden Wickelband 24a umwickelt bzw. bandagiert.

Im Falle des in Fig. 8 veranschaulichten Ausführungsbeispiels weist der Wickelautomat 9 nur ein Wickelringgehäuse 10 auf, doch ist der in diesem drehbar gelagerte Wickelring 18 in Vorschubrichtung Z vorne mit zwei um l80° zueinander versetzten Wickelbandspulen 21 und 21b versehen. Beide Wickelbandspulen können mit der elektrischen Isolation der Spulenwindung dienenden Bändern aus dem gleichen Material bespult sein, doch ist es auch dabei statt dessen möglich, die Anordnung so zu treffen, daß die Spule 21 ein Wickelband 24 aus Kunststoff und die Spule

709808/0444

21b ein Wickelband 24b aus Glasseide trägt. Auf diese Weise werden die Spulenwindungen nahezu gleichzeitig nur an über den Umfang um 18O° zueinander versetzten Stellen mit beiden Bändern umwickelt.

709808/0444

Claims

Patentansprüche:

J Verfahren zum Bandagieren von Induktionsspulen großen Durchmessers, bei welchem die Windungen unter Verwendung mindestens eines angetriebenen, zusammen mit mindestens je einer Wickelbandrolle und/oder Wickelbandspule um die zu umwickelnde Windung rotierenden, umfangsseitig in einem radial geschlitzten Gehäuse drehgelagerten, gleichfalls radial geschlitzten Wickelringes und unter Relativverdrehung von Wickelringgehäuse und Spule längs der Spulenwindung fortlaufend nacheinander mit mindestens einem der elektrischen Isolation dienenden Band umwickelt werden, dadurch gekennzeichnet , daß die Spule (6) während des Bandagiervorganges unter im wesentlichen horizontaler Ausrichtung ihrer Längsachse um diese gedreht und das Wickelringgehäuse (10, 10a) im Bereich des Windungstiefsten auf der radialen Innenseite der dabei handagierten Windung (z.B. 6b) mit einer der inneren Umfangsgeschwindigkeit der Spule (6) entsprechenden Geschwindigkeit in der dem Drehsinn der Spule (6) entgegengesetzten Richtung verfahren wird.

2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet , daß die zu bandagierende Windung (6b) und die zu dieser benachbarte Windung (6c) bzw. die zu dieser beiderseits benachbarten Windungen (6a und 6c) im jeweiligen Durchgangsbereich des Wickelringgehäuses (10, 10a) durch dieses selbst um das den Durchgang des Wickelringgehäuses ermöglichende Maß vorübergehend seitlich abgespreizt bzw. zueinander seitlich distanziert werden.

709808/0444

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch

gekennzeichnet , daß das mittels Eigenantrieb (12, 12a) auf der Innenseite der Spulenwindungen verfahrbare Wickelringgehäuse (10, 10a) verdrehungssicher seitlich an und auf der der jeweils bandagierten Windung benachbarten Windung bzw. den dieser beiderseits benachbarten Windungen geführt wird.

k. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3 > d a -

durch gekennzeichnet, daß die Spule (6) mittels einer im wesentlichen horizontalen Antriebswalze (2), an dieser achsparallel hängend , durch Reibungsmitnahme gedreht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet , daß die Drehgeschwindigkeit der Antriebswalze (2) und die Fahrgeschwindigkeit des Wickelringgehäuses (10, 10a) unter Berücksichtigung der zulässigen Wickelgechwindigkeit derart aufeinander abgestimmt geregelt werden, daß die zueinander diametrale Lage von Antriebswalze (2) und Wickelringgehäuse (10, 10a) während des Bandagiervorganges im wesentlichen eingehalten wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 5 gekennzeichnet durch eine stationär angeordnete Antriebswalze (2) mit mindestens angenähert horizontaler Drehachse für die Aufhängung der Spule (6) in zur Antriebswalze (2) achsparalleler Lage sowie durch einen Wickelautomaten (9) mit mindestens einem in dem der Antriebswalze (2) mindestens angenähert diametral gegenüberliegenden Bereich auf der radialen Innenseite der Spulenwindungen verfahrbar angeordneten Wickelringgehäuse (10, 10a).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebswalze (2) eine Mindestlänge aufweist, die der axialen Spulenlänge zuzüglich der Breite des Wickelringgehäuses (10, 10a) entspricht.

709808/QU4

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7 , d a -

durch gekennzeichnet, daß die Antriebswalze (2) eine Oberflächenbeschaffenheit derart aufweist, daß die Spulenwindungen (6a bis 6g) in Achsrichtung der Walze (2) reibungsarm gleiten, in deren Umfangsrichtung dagegen schlupffrei mitgenommen werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8 , dadurch

gekennzeichnet , daß die Antriebswalze (2) eine Bandage aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff mit einer Shorehärte von etwa 60 aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder einem der

folgenden ,dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswalze (2) zylindrisch ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10 , dadurch

gekennzeichnet , daß die Drehachse der Antriebswalze (2) genau horizontal ausgerichtet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7,dadurch

gekennzeichnet , daß die Antriebswalze (2) zu ihrem freien Ende hin geringfügig konisch verjüngt oder bezüglich ihrer Drehachse geringfügig gegenüber der Horizontalen geneigt ist und an ihrem freien Ende Sicherungsmittel (5) gegen ein Abgleiten der Spulenwindungen aufweist.

13· Vorrichtung nach Anspruch 6 oder einem der

folgenden ,dadurch gekennzeichnet, daß der der Antriebswalze (2) zugeordnete Antriebsmotor (3) drehzahlregelbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder einem der

folgenden ,dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Innenseite der Spulenwindungen verfahrbar angeordnete

709808/0444

253A198

Wickelautomat (9) außer dem Wickelringgehäuse (10, 10a) ein mit Antriebsmotor (12) ausgerüstetes Fahrgestell (11) umfaßt, das - mit Bezug auf seine eigene Vorschubrichtung Z - hinter dem Wickelringgehäuse (10, 10a) eine auf der gerade bandagierten Spulenwindung (6b) abgestützte Antriebsrolle (25) und eine dieser mit Bezug auf die Spulenwindung (6b) gegenüberliegende Gegendruckrolle (27) sowie zwei die gleiche Windung seitlich zwischen sich einschließende Führungsrollen (33j 34) aufweist und im Abstand vor dem Wickelringgehäuse (10, 10a) einen weiteren Führungsteil (35) besitzt, der aus einer auf der zu bandagierenden Spulenwindung (6b) ablaufenden Stützrolle (36) und zwei seitlichen Führungsrollen (37, 38) besteht.

15· Vorrichtung nach Anspruch 1^,dadurch gekennzeichnet , daß auch die der Antriebsrolle (25) gegenüberliegende Gegendruckrolle (27) angetrieben ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15_S dadurch gekennzeichnet, daß in der Ebene quer zur Rotationsachse des Wickelringes (l8) zu beiden Seiten des Wickelringgehäuses (10, 10a) zusätzliche Stützrollen (40, ¹Il) für die verdrehungssichere Führung des Wickelringgehäuses (10, 10a) auf den der zu bandagierenden Windung (6b) beiderseits benachbarten Windungen (6a und 6c) vorgesehen sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16,dadurch gekennzeichnet , daß den seitlichen Stützrollen (40, 41) weitere Rollen (42, 43) mit vertikaler Drehachse für die Abspreizung und Distanzierung der der zu bandagierenden Windung (6b) jeweils benachbarten Windung bzw. Windungen (6a und 6c) zugeordnet sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, d a durch gekennzeichnet, daß die seitlichen

709808/0444

Stütz- und Distanzierrollen mindestens angenähert in der Rotationsebene des Wickelringes (18) angeordnet sind.

19· Vorrichtung nach Anspruch 14 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die der Antriebsrolle (25) zugeordnete Gegendruckrolle (27) unter der Anpreßkraft einer Feder (28) steht und um eine vertikale Achse (30) seitlich aus ihrer Arbeitsstellung herausschwenkbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19,dadurch gekennzeichnet , daß die Gegendruckrolle (27) an einem horizontalen Schwenkhebel (29) gelagert ist, der den nach unten offenen Schlitz (15) des Wickelringgehäuses (10, 10a) in der Arbeitsstellung der Gegendruckrolle (27) verriegelt, in der ausgeschwenkten Stellung der Gegendruckrolle (27) dagegen freigibt.

21. Vorrichtung nach Anspruch IH oder einem der folgenden, dadurc h gekennzeichnet, daß die Antriebsrolle (25) mindestens am Außenumfang ihres Laufkranzes aus einem die Reibung erhöhenden Werkstoff besteht.

22. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der im Wickelringgehäuse (10, 10a) mittels eines über Rollen (16, 16a) geführten endlosen Treibriemens (17, 17a) am Außenumfang gelagerte und über diesen angetriebene, geschlitzte Wickelring (18) mindestens eine mit diesem umlaufende Bandspule (21) mit zugehörigen Pührungs- und Umlenkrollen (22, 23) für die Aufnahme und Führung des Wickelbandes (24) trägt.

23· Vorrichtung nach Anspruch 22,dadurch gekennzeichnet , daß der Wickelring auf der gleichen Seite zwei in Umfangsrichtung um l80° zueinander versetzte Spulen (21, 21b) mit zugehörigen Pührungs- und Umlenkrollen für die Aufnahme und Führung je eines aus gegebenenfalls verschiedenem Mate-

709808/0444

rial bestehenden Wickelbandes (24, 24b) trägt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder einem der Ansprüche 7 bis 22,dad urch.gekennzeichnet , daß in Vorschubrichtung (Z) zwei Wickelringgehäuse (10 und 10a) hintereinander angeordnet sind, deren Wickelringe auf der einander abgekehrten Seite je eine Wickelbandspule (21 und 21a) mit zugehörigen Pührungs- und Umlenkrollen tragen, wobei die in Vorschubrichtung (Z) vordere Bandspule (21) ein Wickelband (24) und die in Vorschubrichtung (Z) hintere Bandspule (21a) ein gegebenenfalls aus einem anderen Material bestehendes Wickelband (24a) trägt.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24,dadurch gekennzeichnet , daß die den beiden Wickelringen auf den einander abgekehrten Seiten zugeordneten Wickelbandspulen (21 und 21a) in ümfangsrichtung um 18O° zueinander versetzt sind.

26. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der den Wickelring antreibende Treibriemen (17, 17a) jedes Wickelringgehäuses (10, 10a) und die Antriebsrolle (25) für die Vorschubbewegung von einem gemeinsamen Motor (12) angetrieben sind.

27· Vorrichtung nach Anspruch 26,dadurch gekennzeichnet , daß der Motor (12) drehzahlregelbar ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet , daß für die Übertragung des Drehantriebs vom Motor (12) auf die Antrieberolle (25) leicht austauschbare, auf jeweils unterschiedliche Vorschubgeschwindigkeiten ausgelegte Zahnradpaare (26) vorgesehen sind.

709808/0444

29. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder einem der folgenden ,dadurch gekennzeichnet, daß das
öder die Wickelringgehäuse zusammen mit dem Motor (12, 12a) für den Fahr- und Wickelantrieb sowie dem diese gemeinsam aufnehmenden Fahrgestell einen lösbar zusammengesetzten, an unterschiedliche Spulendurchmesser und Windungsquerschnitte leicht anpaßbaren, transportablen Wickelautomaten (9) bilden.

7091308/0444

Leerseite