DE2929206A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufbringen einer magnetspule auf einen magnetkern - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum aufbringen einer magnetspule auf einen magnetkern

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06Coil winding
    • H01F41/08Winding conductors onto closed formers or cores, e.g. threading conductors through toroidal cores

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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer
  • Magnetspule auf einen Magnetkern Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Magnetspule auf einen Magnetkern, insbesondere zur Herstellung von Großtransformatoren, wobei der Spulendraht um den ringartig geschlossenen Magnetkern herumgewickelt wird.
  • Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der Ringkernwickeltechnik zur Aufbringung von Wicklungen auf kleine Ringkerne bereits bekannt. Bei einer entsprechenden Ringkernwickelmaschine, mit der in der Regel nur einlagige Wicklungen als Torroidspulen unmittelbar auf die Ringkerne aufgewickelt werden, ist ein aus zwei Hälften bestehender Führungsring vorhanden, der zum Einlegen des Ringkerns geöffnet wird und ein Spulendrahtmagazin trägt. Dieses erhält von entsprechenden Antriebselementen, wie Ritzeln oder Zahnkränzen, eine umlaufende Drehbewegung, durch die der Draht von dem drehbar gelagerten Magazin abgezogen und um das jeweilige Ringprofil gelegt wird. Das Drahtmagazin umfaßt dabei eine oder mehrere kleine Haspeln, die den Spulendraht tragen und die durch die Offnung des Ringkerns hindurchbewegt werden.
  • Da bei derartigen Ringkernwickelmaschinen das Drahtmagazin immer durch die öffnung des Ringkerns hindurchbewegt werden muß, muß die öffnung des Ringkerns relativ groß sein bzw.
  • es kann nur eine oder eine geringe Anzahl von Lagen einer Wicklung aufgebracht werden, da bei zunehmender Wicklungslagenzahl sich automatisch die Ringöffnung verkleinert und dann das Drahtmagazin nicht mehr durch sie hindurchführbar ist. Für Ringkerne mit kleiner Öffnung bzw. für geschlossene Kerne, auf die dicke mehrlagige Spulen aufgebracht werden sollen, die den größten Teil oder nahezu den gesamten Teil der Offnung oder der Offnungen des Magnetkerns ausfüllen sollen, ist ein derartiges Wickelverfahren nicht geeignet.
  • Andererseits besteht aber insbesondere bei Transformatoren und ganz besonders bei Großtransformatoren der Wunsch, Magnetkerne zu verwenden, die keinerlei Luftspalt besitzen, da hierdurch der Wirkungsgrad der Transformatoren erheblich verbessert werden kann. Bisher sind jedoch für solche Transformatoren die Magnetkerne immer geteilt hergestellt worden, um die Möglichkeit zu haben, die vorgewickelten Magnetspulen auf die Schenkel der Magnetkerne aufzusetzen. Die einzelnen Schenkel der Magnetkerne stoßen dann jedoch naturgemäß gegeneinander und bilden dort kleine Luftspalte, bzw. die einzelnen Schenkel werden getrennt hergestellt und dann durch sogenannte Schächtung zusammengebaut, wobei sich ebenfalls wieder Luftspalte ergeben und außerdem eine erhebliche handwerkliche Arbeit durchzuführen ist. Der Zusammenbau der Magnetkerne aus einzelnen Schenkeln wird dabei auch verwendet, um kornorientiertes Material verwenden zu können, welches bessere Flußcharakteristiken aufweist.
  • Es ist zwar auch bereits bekannt, sogenannte Bandkerne durch Aufwickeln von Blechstreifen herzustellen, die dann insgesamt von vornherein aus kornorientiertem Material bestehen können, so daß die Kornausrichtung im gesamten geschlossenen Kern in richtiger Weise verläuft. Zur Herstellung von Transformatoren und dergleichen, bei denen mehrlagige Spulen vorhanden sein sollen, die einen Großteil der Öffnung bzw. der Öffnungen des geschlossenen Kerns ausfüllen, ist es dann jedoch notwendig, die Ringbandkerne wieder zu sogenannten Schnittbandkernen aufzutrennen, damit fertiggewickelte Spulen auf die Schenkel der Kerne aufgesetzt werden können.
  • Bei geschlossenen Magnetkernen, die mit großen und mehrlagigen Spulen versehen werden sollen, war es somit bisher nicht möglich, diese geschlossenen Kerne nach ihrer Herstellung im geschlossenen Zustand mit derartigen Spulen zu bewickeln.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, diesen Nachteil zu beseitigen und dabei zugleich zu ermöglichen, daß auch große Spulendrahtstärken verwendet werden können, die nicht nur viel Platz benötigen, sondern auch nicht extrem scharf gebogen werden können beim Aufwickeln.
  • Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht verfahrensmäßig darin, daß ein geteilter Spulenträger dergestalt zusammengesetzt wird, daß er den geschlossenen Magnetkern umgreift und um ihn herum drehbar ist, und daß durch Drehen des Spulenträgers ein tangential zum Spulenträger zugeführter Spulendraht auf den Spulenträger aufgewickelt wird.
  • Auf diese Weise können Schenkel von geschlossenen Magnetkernen mit Magnetspulen versehen werden, die nahezu den gesamten Innenraum des geschlossenen Magnetkerns ausfüllen, da keine Spulendrahtmagazine und sonstige Aufwickeleinrichtungen zum Aufwickeln der Spule das Innere der geschlossenen Magnetkerne durchdringen müssen. Ebenso können die Spulendrähte von Haspeln mit großen Durchmessern abgezogen werden und brauchen zum Aufwickeln nicht extrem gebogen zu werden, so daß es auch möglich ist, Spulendrähte dicken Durchmessers oder rohrförmige Spulendrähte zu verwenden, deren Verarbeitung bei den bisher bekannten Verfahren nicht möglich war.
  • Damit ein hoher Füllfaktor des Spuleninneren durch Magnetkernmaterial erfolgen kann, ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß der Magnetkern geradlinig verlaufende Schenkel mit kreisförmigem Querschnitt aufweist und ein Spulenträger mit ebenfalls kreisförmigem Innenquerschnitt um einen solchen Schenkel dergestalt zusammengesetzt wird, daß er ihn mit eine Drehung gestattendem Spiel umgreift.
  • Zu dem gleichen Zweck kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, daß der Magnetkern aus aufeinandergeschichteten oder aufgewickelten Blechen oder Rund- oder Profildrähten dergestalt hergestellt wird, daß sein Querschnitt weitgehend einer Kreisform angenähert ist, und daß zumindest der Außenumfang dergestalt in ein Kunststoff- oder anderes Material eingebettet ist, daß sich ein vollständig kreisförmiger Querschnitt ergibt, der als Drehlager für Spulenträger geeignet ist. Der weitgehend kreisförmige Eisenquerschnitt sorgt dabei für einen großen Füllfaktor, während das unmlantelnde Material für eine ausgeprägte Kreisform und geradlinigen Verlauf der Schenkel und somit dafür sorgt, daß die Schenkel des Magnetkerns zugleich als Stutzlager für die Drehbewegung der Spulenträger dienen können.
  • Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß ein rahmenförmiger, den Querschnitt eines mit den Rundungen nach außen weisenden Halbkreises besitzender Magnetkern verwendet wird, in den zwei kleinere rahmenförmige, den Querschnitt eines mit den Rundungen nach innen weisenden Halbkreises besitzende Magnetkerne dergestalt eingesetzt sind, daß drei parallelliegende, im Querschnitt kreisförmige Schenkel entstehen, um die herum jeweils ein Spulenträger zusanmengesetzt und eine Magnetspule aufgewickelt wird. Ein beispielsweise derart hergestellter Transformator stellt einen Dreiphasentransformator dar, der drei parallel zueinander ausgerichtete Magnetspulen besitzt. Diese drei Magnetspulen können dabei entweder nacheinander oder auch simultan auf den Kern aufgewickelt werden. Alle drei eine Magnetspule tragende Schenkel besitzen dabei geradlinige Ausrichtung und kreisförmigen Querschnitt, so daß die Spulenträger leicht um sie herumgedreht werden können und mit hohem Füllungsgrad durch die Schenkel ausgefüllt sind.
  • Obgleich grundsätzlich die Spulenträger alle möglichen beliebigen Formen besitzen können, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß jeder Spuelnträger zwei den Wickelraum begrenzende Spulenflansche aufweist, über die der Antrieb zur Drehung der Spulenträger erfolgt. Die Spulenflansche bilden auf diese Weise eine einfache Antriebsmöglichkeit für die Spulenträger, die ohne Störung des Spulenaufwickelvorganges mit äußeren Antriebsmitteln in Verbindung stehen können. Zweckmäßigerweise geschieht dies dadurch, daß die Spulenflansche eine Riffelung oder Verzahnung aufweisen und ihre Drehung durch in die Riffelung oder Verzahnung eingreifende Antriebselemente bewirkt wird. Diese Antriebselemente können dabei aus Zahnrädern oder Rollen bestehen.
  • Die Spulenträger kennen grundsätzlich unterschiedlichste Formen besitzen und müssen lediglich so geteilt sein, daß sie um die Magnetkerne herum zusammensetzbar sind. Zweckmäßigerweise ist jedoch vorgesehen, daß die Spulenkörper jeweils aus zwei identischen aber um 1800 um ihre radial verlaufenden Mittelachsen zueinander gedrehte Hälften mittels ineinandergreifender Vorsprünge und Ausnehmungen zusammengesetzt sind. Die Spulenkörper sind also zweckmäßigerweise in axialer Richtung in zwei Hälften aufgeteilt, die dann vorspringende Stifte und zugehörige Öffnungen in der anderen Hälfte oder auch stufenförmige Absätze oder dergleichen besitzen. Da diese Spulenkörperhälften um die beschriebenen 1800 versetzt aufeinandergesetzt werden, können bei dieser Ausbildung die Hälften identisch sein, so daß geringere Werkzeugkosten anfallen. Die beiden Hälften können dabei jeweils auch statt der vorgesehenen Vorsprünge und Ausnehmungen oder zusätzlich dazu verklebt oder sonstwie miteinander verbunden werden.
  • Die geringe notwendige Biegung der Spulendrähte bei deren Aufwickeln zu einer Magnetspule gestattet es, daß, wie erwähnt, die Spulendrähte auch aus Hohlleitern bestehen können, durch die beispielsweise auch eine Kühlflüssigkeit geleitet werden kann. Soll jedoch nicht die gesamte Magnetspule aus Hohlleitern bestehen, ist es in einer vorteilhaften Ausgestaltung auch möglich, daß außer den Spulendrähten Kühlrohre auf die Spulenkörper aufgewickelt werden. Dies kann geschehen, indem entweder während des gesamten Wickelvorganges sowohl normale Spulendrähte als auch entsprechende Hohlleiter auf den Spulenkörper aufgewickelt werden oder daß nur vorübergehend zusammen mit den aufzubringenden Spulendrähten auch begrenzte Längen von Rohrleitungen mit auf den Spulenkörper aufgewickelt werden, wobei die Enden der Rohrleitungen dann beispielsweise seitlich durch die Flansche nach außen geführt werden. Durch Durchleiten einer Kühlflüssigkeit durch derartige Rohrleitungsenden kann dann die Spule während ihres Betriebes gekühlt werden.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Weiterbildung der Erfindung eine Vorrichtung vorgesehen, die sich kennzeichnet durch zumindest zwei jeweils aus zumindest drei Rollen zur Aufnahme eines Spulenflansches zwischen sich bestehenden Rollenanordnungen, wobei zumindest eine Rolle antreibbar ist. Zum Aufwickeln einer Magnetspule auf einen geschlossenen Magnetkern wird dabei der Spulenkörper so um den Magnetkern herumgesetzt, daß die beiden Spulenflansche des Spulenkörpers jeweils zwischen drei Rollen liegen und gehalten werden, wobei durch Antrieb der Rollen dann der Spulenkörper gedreht und somit die Magnetspule aufgewickelt wird. Statt jeweils drei Rollen in einer Rollenanordnung können selbstverständlich auch vier oder mehr Rollen vorgesehen sein. Dabei ist dann lediglich dafür zu sorgen, daß bei mehr als drei Rollen diese so gelagert sind, daß von ihnen ein Spulenflansch in statisch bestimmter Weise gehalten werden kann. Durch veränderliche Abstände zwischen den Rollen bzw. zwischen zwei ortsfesten Rollen und einer dritten Rolle oder zwei weiteren Rollen kann dann auch jede Rollenanordnung dann einer unterschiedlichen Größe eines Spulenflansches angepaßt werden.
  • In zweckmäßiger Weise ist vorgesehen, daß die Rollen die Ränder der Spulenflansche auf beiden Seiten übergreifende Ringflansche aufweisen. Die Ränder der Rollen können also beispielsweise Doder V-förmig ausgebildet sein. Hierdurch ist eine zuverlässige seitliche Orientierung der Rollen zu den Spulenflanschen sichergestellt.
  • Um auch unterschiedlich lange Spulen aufwickeln zu können, ist in Weiterbildung vorgesehen, daß jeweils zwei sich entsprechende Rollen zweier Rollenanordnungen auf einer gemeinsamen Achse axial zueinander verschieblich sind. Durch eine axiale Verschiebung der sich entsprechenden Rollen kann somit der axiale Rollenabstand verändert und dem jeweiligen Abstand zwischen zwei Spulenflanschen angepaßt werden. Damit dabei die Antriebsrollen beider Rollenanordnungen gleichmäßig und über nur einen Antrieb gedreht werden, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die zwei Antriebsrollen auf einer gemeinsamen, ihre Drehung auf ihr verhindernden Antriebsachse sitzen.
  • Durch Drehung der Antriebsachse werden somit beide Antriebsrollen gleichmäßig gedreht, so daß sich ebenfalls der Spulenkörper gleichmäßig dreht.
  • Obgleich normalerweise die Antriebsrollen die Spulenflansche auch durch reine Friktion antreiben können, ist insbesondere für größere Spulendrahtstärken vorteilhaft, daß die Antriebsrollen eine Riefelung oder eine in eine Verzahnung der Spulenflanschränder eingreifende Verzahnung aufweisen. Hierdurch wird ein zuverlässigerer Antrieb der Antriebsrollen und somit des Spulenkörpers mit größerer Kraftübertragung erreicht.
  • Um ein leichtes Einsetzen der Spulenkörper und auch eine Anpassung an verschiedene Spulenflanschgrößen zu erreichen, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung vor, daß zumindest eine Rolle jeder Rollenanordnung in bezug auf deren anderen Rollen dergestalt verschwenkbar ist, daß ein Spulenflansch in die Rollenanordnungen einsetzbar ist.
  • Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß eine Aufnahme für den Magnetkern vorgesehen ist und die Aufnahme und die unteren Rollen der Rollenanordnungen relativ zueinander höhenverstellbar sind. Dabei besteht zweckmäßigerweise die Aufnahme aus einem Tragrahmen, der die seitlichen, keine Spulenträger aufnehmenden Bereiche des Magnetkerns trägt. Insbesondere bei schweren Magnetkernen sorgt die Aufnahme dabei dafür, daß sie mit ihrem Gewicht nicht den Spulenkörper während des Aufwickelns der Magnetspule belasten, sondern daß dieser sich auf dem Magnetkern relativ frei und ohne große Reibung drehen kann. Die relative Höhenverstellbarkeit der Aufnahme zu den unteren, den Spulenkörper unterstützenden Rollen der Rollenanordnungen sorgt dabei dafür, daß auch bei unterschiedlichen Spulenflanschgrößen diese freie Drehbarkeit einjustiert werden kann, daß also das Gewicht des Magnetkernes nicht auf diese unteren Rollen drückt. Ein Tragrahmen ist dabei eine einfache Aufnahme für den Magnetkern, er kann zwei Holme besitzen, die den Magnetkern seitlich so unterstützen, daß auf ihm befindliche Spulenträger frei drehbar sind. Natürlich kann dabei der Magnetkern durch zusätzliche Mittel auf dem Tragrahmen fixiert werden.
  • Eine noch andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß mehrere, jeweils einen Spulenflansch aufnehmende und antreibende Paare von Rollenanordnungen vorgesehen sind. Dies gibt die Möglichkeit, daß mit einer einzigen Vorrichtung und ohne Verlagerung des Magnetkerns zugleich mehrere Magnetspulen auf ihn aufgewickelt werden können.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen in Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1a - 1d die Zusammensetzung eines dreischenkligen Transformator-Magnetkerns aus drei aus Drähten gewickelten geschlossenen Einzelkernen, Fig. 2a + 2b Ansichten einer Matrize und eines Stempels zur endgültigen Ausformung des Magnetkernes gem. Fig. ld, wobei Fig. 2a einen Schnitt gem. der Linie IIa-IIa in Fig. 2b und Fig. 2b einen Schnitt gem. der Linie IIb-fIb in Fig. 2a darstellt, Fig. 3 in perspektivischer Ansicht einen bei der Erfindung verwendeten Spulenträger, Fig. 4a die Seitenansicht einer Wickelmaschine zum Aufwickeln von Magnetspulen auf einen geschlossenen Magnetkern entsprechend Fig. 1d, wobei Teile der besseren Übersicht weggeschnitten dargestellt sind, und Fig. 4b einen Schnitt durch die Wickelmaschine in Fig. 4a entlang der Linie IVb-IVb.
  • Zur Herstellung eines geschlossenen dreischenkligen Magnetkerns beispielsweise für einen Großtransformator werden gem.
  • den Fig. 1a - 1d aus geeignetem Eisendraht insgesamt drei geschlossene Magnetkerne gewickelt, wobei die gleichgroßen Kerne gem. den Fig. 1a und 1b einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, bei dem die Rundungen ins Innere des geschlossenen Kerns weisen und die Außenflächen eben sind und der größere geschlossene Magnetkern gem. Fig. 1c ebenfalls halbkreisförmigen Querschnitt besitzt, bei dem jedoch die Rundungen nach außen weisen. Die Magnetkerne gem. den Fig. 1a, 1b und 1c sind dabei größenmäßig so aufeinander abgestimmt, daß die beiden Kerne gem. den Fig. 1a und 1b in den Kern gem.
  • Fig. 1c eingesetzt werden können, so daß sich insgesamt der Magnetkern 1 gem. Fig. 1d ergibt, dessen drei parallel zueinander liegende Schenkel 2, 3 und 4 in etwa kreisförmigen Querschnitt besitzen. Um den kreisförmigen Querschnitt des Magnetkerns 1 zu vervollständigen und dabei zugleich die diesen Magnetkern 1 bildenden Einzelmagnetkerne fest miteinander zu verbinden, wird der Magnetkern gem. Fig. 1d in eine in den Fig. 2a und 2b dargestellte Matrize 5 eingelegt, mit Kunststoff bedeckt oder vergossen und dann mittels eines Stempels 6 derart zusammengedrückt, daß sich überall ein genau kreisförmiger Querschnitt des Magnetkerns 1 mit glatter Oberfläche ergibt. Dabei kann ein geeigneter Kunststoff oder ein anderes Material zur Einbettung des Magnetkerns verwendet werden, wobei zur Erhitzung des Kunststoffes beispielsweise Strom durch den Magnetkern 1 geleitet oder die Matrize 5 und der Stempel 6 in anderer Weise aufgeheizt werden können.
  • Statt des in den Fig. 1a - 1d und 2a - 2b dargestellten Magnetkerns 1 kann selbstverständlich auch ein anderer geschlossener Kern verwendet werden, der beispielsweise durch Aufwickeln von Bandmaterial mit unterschiedlicher Breite oder durch Aufeinanderlegen von gestanzten, rahmenförmigen Blechen hergestellt werden kann und der statt drei Schenkeln auch nur einen einzigen geschlossenen Rahmen bilden kann.
  • Um den Magnetkern 1 bzw. um jeden seiner Schenkel 2,3 und 4 wird dann ein Spulenträger 7 gelegt, der geteilt ausgebildet ist und aus zwei Hälften 8 und 9 besteht. Jede dieser Hälften weist auf einer Seite ihrer aufeinanderstoßenden Flächen Zentrierstifte 10 und an den entsprechenden Stellen der angrenzenden Fläche Ausnehmungen 11 auf, so daß beim Aufeinandersetzen der beiden Hälften die Zentrierstifte 10 in die Ausnehmungen 11 eindringen. Eine derartige Anordnung gestattet es, daß die beiden Hälften 8 und 9 identisch ausgebildet sind. Sie brauchen in diesem Fall nur so gegeneinander verdreht zu werden, daß die Zentrierstifte 10 auf der einen Hälfte mit Ausnehmungen auf der anderen Hälfte fluchten.
  • Zusätzlich können beim Zusammensetzen der beiden Hälften um einen der Schenkel 2 - 4 des Magnetkerns 1 herum auch noch miteinander verklebt oder mittels Klebeband oder dergleichen umwickelt werden. An seinen in Längsrichtung liegenden Enden weist der Spulenträger 7 Spulenflansche 12 und 13 auf, die den dazwischenliegenden Wickelraum in axialer Richtung begrenzen. Diese Spulenflansche 12 und 13 können an ihrem äußeren Rand geriffelt sein oder auch eine Verzahnung aufweisen, so daß ein zuverlässigerer Antrieb mit zugehörigen Antriebselementen sichergestellt werden kann.
  • In den Fig. 4a und 4b ist gezeigt, wie ein dreischenkliger Kern gem. Fig. 1d mit drei Spulenträgern 7 gem. Fig. 3 versehen worden ist und auf einer Wickelmaschine positioniert ist. Diese Wickelmaschine umfaßt einen im Querschnitt etwa U-förmigen Tragrahmen 14, auf dem der Magnetkern 1 dergestalt aufliegt, daß die Spulenträger 7 zwischen zwei oberen Schenkeln des Tragrahmens 14 liegen. Der Magnetkern selbst liegt also unmittelbar auf dem Tragrahmen auf und kann dort, falls notwendig, durch weitere Maßnahmen fixiert sein.
  • Zwischen den senkrechten Schenkeln des U-förmigen Tragrahmens ist im Bereich des ersten Schenkels 4 ein höhenverstellbarer Antriebssockel 15 geführt, der einen Motor 16 aufweist, welcher über eine Welle 17 und ein damit verbundenes Zahnrad 18 ein auf einer Antriebsachse 20 sitzendes Zahnrad 19 antreibt. Auf der Antriebswelle 20 befinden sich zwei axial verschiebbare aber sich mitdrehende Antriebsrollen 21 und 22, die somit über den Motor 16 in Drehung versetzt werden.
  • Außerdem sind in dem Antriebssockel 15 noch zwei weitere zur Stützung dienende Rollen 26 gelagert. Alle diese Rollen 21, 22 und 26 besitzen seitliche Ringflansche, die die Ränder der Spulenflansche 12 und 13 seitlich übergreifen. Dabei ist die Höhe des Antriebssockels 15 so eingestellt, daß die Ränder der Spulenflansche 12 und 13 derart auf den Antriebsrollen 21 und 22 und den Rollen 26 aufsitzen, daß bei Drehung der Antriebsrollen auch der Spulenträger mitgedreht wird. Um eine solche sichere Drehung zu erreichen, können sowohl die Antriebsrollen 21 und 22 als auch die Spulenflansche 12 und 13 geriffelt bzw. verzahnt sein. Durch Höhenverstellung des Antriebssockels 15 wird dabei der entsprechende Kontakt zwischen Antriebsrollen und Spulenflanschen hergestellt.
  • Außerdem ist durch eine solche Höhenverstellung eine Anpassung der Wickelmaschine an unterschiedliche Spulenflanschgrößen möglich.
  • Damit die Spulenflansche im notwendigen Kontakt mit den Antriebsrollen 21 und 22 bleiben, ist oberhalb des Magnetkerns 1 und der Spulenträger 7 ein verschwenkbarer Hebel 23 angeordnet, der an seinem vorderen freien Ende an einen Druckrollenhalter 24 angelenkt ist. Dieser trägt eine Achse 25 und eine weitere nicht sichtbare Achse, auf denen insgesamt vier mit den Antriebsrollen 21 und 22 und den Rollen 26 fluchtende Rollen 27 und 28 axial verschiebbar und drehbar sind, die die Ränder der Spulenflansche 12 und 13 in der gleichen Weise übergreifen wie die Rollen 21,22 und 26.
  • Durch eine Spannvorrichtung 29, die an dem Tragrahmen 14 und dem verschwenkbaren tiebel 23 angreift, können die Rollen 26 und 27 unter Druck gegen die Spulenflansche 12 und 13 gepreßt werden, so daß einerseits der notwendige Druck der Ränder der Spulenflansche gegen die Antriebsrollen 21 und 22 sichergestellt wirkt und andererseits dafür gesorgt wird, daß sich der Spulenträger 7 mit leichtem Spiel um den Schenkel 4 des Magnetkerns 1 drehen kann.
  • Wird der Spulenträger 7 auf diese Weise von dem Motor in Drehung versetzt, so zieht er von einer Haspel 30 einen Spulendraht 31 ab, der auf den Spulenträger aufgewickelt wird.
  • Hierfür kann eine nicht dargestellte, übliche Drahtführungsvorrichtung vorgesehen sein, die ein sauberes Aufspulen sicherstellt.
  • Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern daß viele Variationen und Modifikationen möglich sind, ohne daß dabei der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So ist es beispielsweise möglich, Spulenträger 7 zu verwenden, deren Durchmesser so groß ist, daß die einzelnen Spulenflansche unmittelbar aneinandergrenzen. Ebenso ist es auch möglich, sämtliche drei Spulen auf den Spulenkern gleichzeitig aufzuwickeln. Hierfür sind dann lediglich statt des einen gezeigten Antriebssockels 15 deren drei notwendig. Desgleichen ist es denkbar, daß die Einrichtung zur Positionierung der Spulenträger 7, hier im Beispiel durch den Antriebssockel 15 und den Hebel 23 verwirklicht, durch eine hydraulische Einrichtung vollzogen wird, die Antriebs- und Stützräder von unten und oben längs zweier seitlich angeordneter Führungsschienen zuführt.

Claims (17)

  1. Patentansprüche zum zum zum Aufbringen einer Magnetspule auf einen Magnetkern, insbesondere zur Herstellung von Großtransforntatoren, bei dem der Spulendraht um den ringartig geschlossenen Magnetkern herumgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein geteilter Spulenträger (7) dergestalt zusammengesetzt wird, daß er den geschlossenen Magnetkern (1) umgreift und um ihn herum drehbar ist, und daß durch Drehen des Spulenträgers (7) ein tangential zum Spulenträger zugeführter Spulendraht (31) auf den Spulenträger aufgewickelt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (1) geradlinig verlaufende Schenkel (2,3,4) mit kreisförmigem Querschnitt aufweist und ein Spulenträger (7) mit ebenfalls kreisförmigem Innenquerschnitt um einen solchen Schenkel (4) dergestalt zusammengesetzt wird, daß er ihn mit eine Drehung gestattendem Spiel umgreift.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (1) aus aufeinandergeschichteten oder aufgewickelten Blechen oder Rund- oder Profildrähten dergestalt hergestellt wird, daß sein Querschnitt weitgehend einer Kreisform angenähert ist, und daß zumindest der Außenumfang dergestalt in ein Kunststoff- oder anderes Material eingebettet ist, daß sich ein vollständig kreisförmiger Querschnitt ergibt, der als Drehlager für Spulenträger (7) geeignet ist.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein rahmenförmiger, den Querschnitt eines mit den Rundungen nach außen weisenden Halbkreises besitzender Magnetkern (Fig. 1c) verwendet wird, in den zwei kleinere rahmenförmige, den Querschnitt eines mit den Rundungen nach innen weisenden Halbkreises besitzende Magnetkerne (Fig. 1a + 1b) dergestalt eingesetzt sind, daß drei parallelliegende, im Querschnitt kreisförmige Schenkel (2,3,4) entstehen, um die herum jeweils ein Spulenträger (7) zusammengesetzt und eine Magnetspule aufgewickelt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spulenträger (7) zwei den Wickelraum begrenzende Spulenflansche (12,13) aufweist, über die der Antrieb zur Drehung der Spulenträger erfolgt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenflansche (12,13) eine Riffelung oder Verzahnung aufweisen und ihre Drehung durch in die Riffelung oder Verzahnung eingreifende Antriebselemente (Antriebsrollen 21,22) bewirkt wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenträger (7) jeweils aus zwei identischen aber um 1800 um ihre radial verlaufende Mittelachsen zueinander gedrehte Hälften (8,9) mittels ineinandergreifender Vorsprünge (Zentrierstifte 10) und Ausnehmungen (11) zusammengesetzt werden.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß außer den Spulendrähten Kühlrohre auf die Spulenkörper (7) aufgewickelt werden.
  9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 8, gekennzeichnet durch zumindest zwei jeweils aus zumindest drei Rollen (21,26,27,28) zur Aufnahme eines Spulenflansches (12) zwischen sich bestehenden Rollenanordnungen, wobei zumindest eine Rolle (21) antreibbar ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (21,22,26,27,28) die Ränder der Spulenflansche (12,13) auf beiden Seiten übergreifende Ringflansche aufweisen.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei sich entsprechende Rollen zweier Rollenanordnungen auf einer gemeinsamen Achse (20,25) axial zueinander verschieblich sind.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Antriebsrollen (21,22) auf einer gemeinsamen, ihre Drehung auf ihr verhindernden Antriebsachse (20) sitzen.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsrollen (21,22) eine Riefelung oder eine in eine Verzahnung der Spulenflanschränder eingreifende Verzahnung aufweisen.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Rolle (27 bzw. 28) jeder Rollenanordnung in bezug auf deren anderen Rollen (21,26) dergestalt verschwenkbar ist, daß ein Spulenflansch (12) in die Rollenanordnung einsetzbar ist.
  15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufnahme (Tragrahmen 14) für den Magnetkern (1) vorgesehen ist und die Aufnahme und die unteren Rollen (21,22,26) der Rollenanordnungen relativ zueinander höhenverstellbar sind.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme aus einem Tragrahmen (14) besteht, der die seitlichen, keine Spulenträger (7) aufnehmenden Bereiche des Magnetkerns (1) trägt.
  17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, jeweils einen Spulenflansch (2,3,4) aufnehmende und antreibende Paare von Rollenanordnungen vorgesehen sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102011001359A1 (de) * 2011-03-17 2012-09-20 Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Piezoaktorenkomponente

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