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Wickelvorrichtung für Transformatorwicklungen
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Spulenwicklungen,
insbesondere für Transformatoren, mit einem Wickeldorn und einer koaxial dazu angeordneten,
die Wicklungen aufnehmenden Wickelplatte, sowie mehreren in radialer Richtung einzeln
beweglichen, die Wicklungen an ihrem Innendurchmesser radial abstützenden Wickelbacken.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Gattung (DT-AS 2 151 444) ist
der Wickeldorn für die Herstellung von jeweils nur einer Wicklung mit einem bestimmten
Innendurchmesser und einer bestimmten axialen Länge geeignet. Hier ist es also erforderlich,
für die Herstellung von Wicklungen mit verschiedenen Innendurchmessern und verschiedenen
Längen 3eweils einen anderen Wickeldorn mit entsprechendem &ußendurchmesser
und Länge in die Vorrichtung einzusetzen. Diese Vorrichtung macht u.a.
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wegen der erforderlichen UmrUstungsarbeit somit einen hohen baulichen
und Bedienungsaufwand erforderlich. Von Nachteil ist bei dieser bekannten Vorrichtung
ferner die Tatsache, daß die zu fertigende Wicklung von den Stützbacken überdeckt
werden und daher der Bedienungsperson nicht zugänglich bzw.
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nicht sichtbar ist.
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(ersetzt die ursprüngliche Seite 2 der Beschreibung) Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung mit
einfachen Mitteln zu schaffen, bei der die Nachteile der bekannten Vorrichtung überwunaen
sind und mit welcher auch die Herstellung von Wicklungen mit verschiedenen Innendurchmessern
und unterschiedlichen axialen Langen und zwar ohne Umrüstung, d.h.
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ohne Auswechslung des Wickeldorrsmöglich ist und welche ohne großen
manuellen Aufwand ein Wickeln der Spulen sowohl von innen nach außen als auch von
außen nach innen gestattet.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Wickeldorn als
Wickelkopf ausgebildet und mit mehreren an seinem Umfang im Wickelkopf radial beweglich
angeordneten Wickelbacken, Stützbacken und Niederhaltebacken versehen ist, wobei
die letzteren auch achsparallel zur Wickelkopfachse beweglich sind, und daß der
dem Innendurchmesser der herzustellenden Wicklung entsprechende, wirksame Außendurchmesser
des Wickelkopfes von den Stützbacken gebildet und gröBenverstellbar ist, wobei die
Stützbacken in å jeder eingestellten Durchmesserlage von einem Druckmedium um den
Spannhub (H) radial hin- und herbewegbar sind und daß der Wickelkopf samt Wickelbacken,
Stützbacken und Niederhaltebacken einerseits und die Wickelplatte mit der herzustellenden
Wicklung andererseits relativ zueinander axial beweglich und Wickelkopf und Wickelplatte
synchron um die Wickelkopfachse drehungsangetrieben sind.
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Diese Vorrichtung hat den sehr wesentlichen Vorteil, daß durch Einstellung
des Wickeldorns auf den jeweils gewünschten Wicklungsinnendurchmesser durch entsprechende
Verstellung der Stütz- und Wickelbacken praktisch alle Wicklungen ohne Umrüstung
oder Umbau der Vorrichtung in einem großen Durchmesserbereich
hergestellt
werden können, wobei ein und derselbe Wickeldorn praktisch für alle Durchmesser
und Längen von Wicklungen verwendet werdcn kann. Von großer Wichtigkeit ist ferner
der Vorteil, daß durch die axiale Verstellbarkeit des Wickelkopfes relativ zu der
die Wicklung aufnehmenden Wickelplatte, die wirksame Länge des Wickeldorns, d.h.
die axiale Länge der den Wicklungs-Innendurchmesser bestimmenden Stützbacken nur
einen Teil der axialen Gesamtlänge der herzustellenden Wicklung auszumachen braucht.
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Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand
der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Gesamtansirht der Vorrichtung;
Fig. 2 eine schematische, teilweise Schnittansicht der Vorrichtung in Fig. 1; Fig.
3 einen Schnitt entlang der Linie I - I in Fig. 2; Fig. 4 einen Schnitt entlang
der Linie II - II in Fig. 2; Fig. 5 eine Draufsicht auf die Einlaufphase des Wicklungsleiters
in gestreckter Lage auf den Wickelkopf; Fig. 6 eine Stützbacke mit Stellspindel;
Fig. 7 eine andere Ausf@nrungsform des Wickelkopfes in schematischer Ansicht; Fig.
8 die Draufsicht auf die Vorrichtung in Fig. 7.
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Die in der Zeichnung gezeigte Vorrichtung besteht im wesentlichen
aus einem Ständer 10 mit schwenkbarem Ausleger 12, dessen Kopf 13 zur Aufnahme des
Schaftes 14 eines allgemein mit 16 bezeichneten Wickelkopfes dient. Zur Aufnahme
der herzustellenden Wicklungen 17 dient eiue Wickelplatte 18,
die
an einem Wickeltisch 20 befestigt ist. Die Wicklungen 17 sind in dieser Figur im
Schnitt dargestellt, wobei hier vier Spulen eingezeichnet sind, die eine Gesamtwicklungslänge
"L" ergeben. Der Wickeltisch 20 ist mittels mehrerer Säulen 22 auf einer Wickelbank
24 vertikal beweglich angeordnet.
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Zum Drehantrieb des Wickelkopfes 16 dient eine in der Wickelbank 24
gelagerte, hohle Steckwelle 26. Der Wickelkopf 16 ist mit im Kreis angeordneten,
radial beweglichen Stützbacken 28 und darüberliegenden, ebenfalls radial beweglichen,
Wickelbacken 30 bestückt. Zum Aufeinanderspannen der fertigen Wicklungslagen in
axialer Richtung dienen Niederhaltebacken 34.
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Die Drehbewegung von Wickelkopf und ickeltisch 20 mit Wikkelplatte
18 und der darauf befindlichen Wicklung 17 erfolgt synchron. Die Wickelbacken 30
und die Stützbacken 28 sind jeweils mit einem als Kolben ausgebildeten Führungsschaft
31 und 29 im Wickelkopfkörper 149 radial verschiebbar gelagert (vgl. Fig. 2).
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Die Anpassung und Einstellung der Stützbacken 28 auf den jeweiligen
Innendurchmesser der herzustellenden, auf diese Stützbacken aufzuwickelnden Wicklung
erfolgt mittels einer im Wickelkopfkörper 149 zentral drehbar gelagerten Einstellwelle
150 und darauf kraftschlüssig gelagerten Tellerrädern 152, die in Einstellritzel
156 eingreifen. Letztere sind mit Einstellspindeln 154 verbunden, deren Gewinde
in Muttern 158 eingreifen, die in den Führungskolben 29 der Stützbacken 28 befestigt
sind (vgl. Fig. 6). Die Einstellwelle 150 ist mittels einer lösbaren Steckverbindung
151 mit dem unteren Antriebswellenteil 153 verbunden. Während des Wickelvorgangs
rollen sich die Einstellritzel 156 auf den sich nicht mitdrehenden Tellerrädern
152 ab. Die Hohlwelle 26 für den Drehantrieb des Wickelkopfes 26 ist in ähnlicher
Weise mittels
Mitnehmerkeile 182 mit einem am Wickelkopfkdrper
149 befestigten Antriebsflansch 184 lösbar verbunden. In jeder der mechanisch mit
den Einstellspindeln 154 eingestellten Durchmesserstellung können die Stützbacken
aber außerdem auch noch hydraulisch oder pneumatisch um den Entspannungs- bzw. Spannungshub
H" radial verstellt werden, wie weiter unten im einzelnen beschrieben ist.
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Im Wickelkopfkörper 149 ist ein Drehverteiler 160 koaxial zur Wickelkopfachse,
nicht drehbar gelagert, d.h. der Wickelkopfkörper 149 samt Wickelbacken, Sttltzbacken
und Niederhaltebacken, dreht sich im Betrieb um den stillstehenden Drehverteiler
160 herum. Dieser Drehverteiler dient zur Steuerung der Radialbewegung der Wickelbacken
30 und der Axialbewegung der Niederhaltebacken 34 während des Wickelvorgangs. Die
Steuerung der Wickelbacken 30 und der Niederhaltebacken 34 erfolgt in entsprechender
Abhängigkeit zueinander (vgl. Fig. 5). Die Bewegung der Wickelbacken 30 im Einlaufbereich
eines Leiters (vgl. Einlaufspalt "Sp"), der hinter eine bereits vorhandene Wicklungslage
eingelegt bzw. von den Niederhaltebacken nach unten und auf gleiche Höhe mit den
bereits vorhandenen Wicklungslagen eingedrückt wird, ist aus Fig. 3 und 5 ersichtlich.
Die koordinierten Bewegungen der Wickel- und Niederhaltebacken in der Binlaufphase
5a bis 5c sind durch die Pfeile "P" und UpNtI kenntlich gemacht. Zu diesem Zweck
ißt der Drehverteiler mit Leitnngsbohrungen 162, 163, 164 versehen; diese Bohrungen
stehen einerseits mit einer nichtgezeigten, ein hydraulisches oder pneumatisches
Druckmedium erzeugenda« Pumpe und andererseits mit weiteren Leitungsbohrungen 165,
166, 167, 168 über am Umfang des Drehverteilers angeordnete, halbkugelförmige
(ersetzt die ursprüngliche Seite 6 der Beschreibung) Verteilerkammern 159 in Verbindung.
Jeder Stützbacke und Wickelbacke sowie den Niederhaltebacken ist eine Verteilerkammer
zugeordnet. Die Bohrung 162 ist hierbei die mit der Pumpe in Verbindung stehende
Zuleitung "Z" und die Bohrungen 163 bzw. 164 stellen die Rückleitungen für Rechtsdrehung
"RR" bzw. Linksdrehung "Rl" der Wickelkopfes dar und werden, entsprechend der gewünschter
Wicklungsrichtung, vom Druckmedium beaufschlagt. In Fig. @ und @ ist die Wicklungsrichtung
bei Rechtsaremung des Wickel@opfes durch den Pfeil "WR" kenntlich gema@@t.
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Die Bohrungen 162, 163 164 stehen ferner über Bohrungen 169 und weitere
Verteilerkammern 157 mit Leitungsbohrungen 170 und 171 in Verbindung, über welche
Leitungen die Führungskolben 148 der Niederhaltebacken 34 von Druckmedium beaufschlagbar
sind.
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Während des Wickelvorgangs laufen die Mündungen der zu den Wickelbackenkolben
31 und zu den Niederaltebackenkolben 148 führenden Leitungsbohrungen 166, 17C an
den Verteilerkammern 157, 159 ( bzw. "VS") des Drehverteilers vorbei. Hierbei erhalten
diese Verteilerkammern und damit die Leitungen 157, 159 bei Drehrichtung in Wickelrichtung
rechts (wR") Jeweils Druckentlastung und zwar über die Rückleitung "RR" bzw. 163.
Hierdurch bewegen sich die Wickelbacken 30 radial nach innen und die Niederhaltebacken
34 nach oben. Die Druckbeaufschlagung erfolgt über die Zuleitung 162 (bzw. "Z"),
wobei die Wickelbacken vom Druckmedium radial nach außen und die Niederhaltebacken
34 nach unten gedrückt werden. Die Rücklaufleitung 164 (bzw. "RL") ist hierbei abgesperrt.
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Durch Zuschalten oder Abschalten von Verteilerleitungen "V" (bzw.
165 und 169) kann der Einlaufspalt "Sp" vergrößert,
verkleinert
oder verschoben werden. Bei Änderung der Drehrichtung bzw. der Wickelrichtung nach
links (WL = Wickelrichtung links) wird die RUcklaufleitung "RR (bzw. 163) abgesperrt
und die Rücklaufleitung RL" (bzw. 164) zugeschaltet.
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Bei einer anderen, in Fig. 7 und 8 gezeigten AusfUhrungsform ist der
Wickelkopf von einem Hohlzylinder 94 gebildet, der auf einer von einer Antriebswelle
90 drehungsangetriebenen, zur Aufnahme der Wicklung 93 dienenden Wickelplatte 92
befestigt ist und somit mit dieser rotiert. Am Umfang um den Hohlzylinder 94 verteilt
sind mehrere Hydraulikzylinder 98 auf einer kreisringförmigen, um den Hohlzylinder
94 angeordneten Grundplatte 91 befestigt. Diese Hydraulikzylinder 98 betätigen die
Stützbacken 95, die Wickelbacken 97, sowie die Niederhaltebacken 105. Die Grundplatte
91 ist mittels mehrerer Gewindespindeln 96 axial relativ zum Hohlzylinder 94 hin-
und herbewegbar angeordnet. Das Eindrücken und Niederhalten des beim Wickeln von
außen nach innen in den Spalt "Sp" einlaufenden Wicklungsleiters wird hier durch
die Niederhaltebacken 105 bewerkstelligt. Diese arbeiten mittels des von den Hydraulikzylindern
98 erzeugten und auf die Führungskolben der Nieder ebacken 105 gesteuert wirkenden
Druckmediums. Die OUhrungskolben der Niederhaltebacken 105 sind hier ebenfalls in
Je einem Haltekopf 106 verschiebbar angeordnet, wobei letztere.: ihrerseits mittels
mit Leitungsbohrungen versehener FUhrungskolben 107 in den Hydraulikzylindern 98
gelagert sind.
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Der Wicklungsvorgang erfolgt in der Weise, daß der von einer nicht
gezeigten Vorratsrolle abgespulte Wicklungsleiter 59, bzw. 109 zuerst von innen
nach außen auf die Stützbacken 28
bzw. 95 zu einer Spule gewickelt
und unmittelbar danach, umgekehrt, von außen nach innen auf die Wickelbacken 30
gewickelt wird. Die Wickelbacken 53, 54, 55 auf der Einlaufseite befinden sich dabei
in der gezeigten verschobenen Stellung, nämlich in einer um den sichelförmigen Einlaufspalt
"Sp" gegenüber den übrigen Wickelbacken 30 radial nach innen versetzten Stellung
(vgl. Fig. 3, 4 und 5).
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Nach Fertigstellung einer Doppelspule werden die Stützbacken 28, 95
und die Wickelbacken 30, 97 um den Spannhub "H" radial nach innen verstellt und
der Wickeltisch 20 samt Wickeiplatte 18 nach unten, bzw. bei der Ausführung gemäß
Fig. 7 und 8, der Wickelkopf mittels der Spindeln 9 um ein entsprechendes Naß nach
oben bewcgt. Hiernach werden die Stützbacken und die Wickelbacken wieder auf den
Innendurchmesser der Wicklung eingestellt, womit die VorrichtunW zum Wickeln der
nächsten Doppelspule in der vorbeschriebenen Weise betriebsbereit ist.