DE4230810A1 - Verfahren zur reparatur der wicklung eines elektrischen linearantriebs - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reparatur der Wicklung eines elektrischen Linearantriebs, die aus drei mit mäanderförmigem Verlauf in den Nuten eines zu einem langgestreckten Stator gehörenden Induktors angeordneten, als elektrische Kabel ausgebildeten Wicklungssträngen besteht.

Beim Linearantrieb sind sowohl Stator als auch Läuferteil im Gegensatz zum konventionellen Antrieb nicht kreisförmig, sondern geradlinig angeordnet. Die elektrische Energie wird dabei so in mechanische Energie umgesetzt, daß sie unmittelbar für eine Translationsbewegung nutzbar wird. Einsatzgebiete der Linearantriebe sind beispielsweise der Personenverkehr, das Förder- und Transportwesen, Fließbänder, Gepäcktransport, Bergbau, Kräne, Schleppanlagen, Schlitten von Werkzeugmaschinen und die Betätigung von Schiebern. Ein Linearantrieb kann prinzipiell eine in den Nuten eines Induktors angeordnete Erregerwicklung haben, die bei Wechselstrom dreiphasig ausgebildet ist. Der Läuferteil besteht dann entweder aus einer Schiene aus elektrisch gut leitendem Material, wie Kupfer oder Aluminium (Asynchronmotor), oder aus permanentmagnetischem Material (Synchronmotor). Auf diesen Typ des Linearantriebs mit im Stator angeordneter, dreiphasiger Wicklung bezieht sich die Erfindung. Eine entsprechende Wicklung geht beispielsweise aus der DE-PS 33 09 051 hervor.

In Abhängigkeit vom Einsatzgebiet der Linearantriebe sind deren Statoren mehr oder weniger lang. Die größte Länge eines Stators liegt heute wohl dann vor, wenn ein solcher Linearantrieb bei einer Magnetschwebebahn für Schnellverkehr eingesetzt wird. Damit die drei Wicklungsstränge nicht am Montageort einzeln in die Nuten des Induktors eingelegt und in denselben festgelegt werden müssen, werden die Wicklungen vorgefertigt, auf Spulen aufgewickelt, mit den Spulen zum Montageort transportiert und dort als Einheit in die Nuten des Induktors eingebaut. Durch diese Vorfertigung wird die Montage erheblich erleichtert. Solange eine derartige Wicklung fehlerfrei ist und fehlerfrei arbeitet, ergeben sich keine Probleme. Schwierigkeiten treten dann auf, wenn ein Wicklungsstrang beschädigt wird, beispielsweise durch einen Erdschluß oder durch mechanische Einwirkung. Die Fehlerstelle muß dann schnell beseitigt werden, damit die Funktionsfähigkeit des Linearantriebs nur für einen kurzen Zeitraum unterbrochen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs geschilderte Verfahren so zu gestalten, daß eine einfache und schnelle Reparatur der Wicklung möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

• - daß zur Beseitigung eines Fehlers an einem der Wicklungsstränge zunächst das entsprechende Kabel im Bereich der Fehlerstelle aus den Nuten des Induktors herausgenommen wird,
• - daß anschließend ein die Fehlerstelle aufweisender Abschnitt des Kabels in vorgegebener Länge aus dem Wicklungsstrang herausgetrennt wird,
• - daß der herausgetrennte Abschnitt des Kabels danach durch eine mit passender Länge und Formgebung vorgefertigte Kabellänge ersetzt wird und
• - daß das reparierte Kabel abschließend wieder in den Nuten des Induktors befestigt wird.

Mit diesem Verfahren wird das beschädigte Kabel bzw. der entsprechende Teil des Wicklungsstrangs aus den Nuten des Induktors so weit herausgenommen, daß es für eine Reparatur zugänglich ist. Zweckmäßig wird dabei eine größere Länge des Wicklungsstrangs bzw. aller Wicklungsstränge aus den Nuten herausgenommen, damit für die folgenden Arbeitsgänge genügend Platz zur Verfügung steht. Aus dem beschädigten Kabel wird dann ein die Fehlerstelle einschließender Abschnitt herausgetrennt, dessen Länge nach Maßgabe des vorgefertigten Abschnitts vorgegeben ist, der den herausgetrennten Abschnitt ersetzen soll. Der herausgetrennte Abschnitt wird danach aus dem Verbund der dreisträngigen Wicklung entfernt und der vorgefertigte Abschnitt wird eingefügt. Anschließend wird der Leiter des Kabels an beiden Trennstellen elektrisch leitend durchverbunden und die Isolierung des Kabels wird an den Verbindungsstellen wieder hergestellt. Danach wird der reparierte Wicklungsstrang gegebenenfalls mit den anderen Wicklungssträngen wieder in den Nuten des Induktors angebracht.

Die Reparatur der Wicklung wird dann besonders einfach, wenn als vorgefertigter Abschnitt eine fertig konfektionierte Kabellänge verwendet wird, an deren Enden Steckmuffen angebracht sind. Die Enden des im Stator verbleibenden Kabels an den beiden Trennstellen müssen dann nur so zubereitet werden, daß sie in die Steckmuffen eingesteckt werden können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Das Verfahren nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen als Ausführungsbeispiel erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer mit dem Verfahren nach der Erfindung reparierbaren dreiphasigen Wicklung für einen Linearantrieb.

Fig. 2 eine Einzelheit der Wicklung in vergrößerter Darstellung.

Fig. 3 einen Ausschnitt der Wicklung in gegenüber Fig. 1 abgewandelter Darstellung.

Fig. 4 einen vorgefertigten Abschnitt eines Kabels.

Fig. 5 und 6 zwei Ansichten von auf unterschiedliche Art und Weise reparierten Wicklungen.

Mit 1, 2 und 3 sind drei elektrische Kabel bezeichnet, welche die Wicklungsstränge einer dreiphasigen Wechselstromwicklung darstellen und zu einer zusammenhängenden Wicklung für den Stator eines Linearantriebs zusammengefaßt sind. Der aus geschichteten Blechen bestehende Induktor 4 des Stators ist in Fig. 1 schematisch mit angedeutet. Im Bereich der aus dem Induktor 4 herausragenden Wickelköpfe können Haltebänder 5 und 6 angebracht sein, die uber die gesamte Länge des Stators verlaufen und aus einem gut biegbaren, aber zugfesten Material bestehen. Vorzugsweise werden Haltebänder aus nichtrostendem Stahl eingesetzt.

Als Kabel 1, 2 und 3 können beispielsweise halbsteife, beim Biegen nicht rückfedernde Mittel- oder Niederspannungskabel eingesetzt werden, die ein aus Kupfer- oder Aluminiumdrähten aufgebautes Leiterseil haben, über dem eine Leiterglättung liegen kann. Darüber ist eine Isolierung aus wärmebeständigem Material angeordnet, über der noch ein als Schirm dienender Mantel aus leitfähig gemachtem Isolierstoff, insbesondere aus Kunststoff, angeordnet sein kann.

An den parallel zueinander verlaufenden, für die im Induktor 4 angebrachten Nuten 7 bestimmten Bereichen der Kabel 1, 2 und 3 sind Halterungen 8 angebracht, mittels derer die Kabel 1, 2 und 3 in den Nuten 7 festgelegt werden können. Die Halterungen 8 können aus einer Halbschale aus stabilem Kunststoff bestehen, welche sich über die gesamte Länge einer Nut 7 erstreckt. An einer Halbschale können seitwärts abstehende, federnde Arme 9 angebracht sein, deren Position im montierten Zustand der Wicklung aus Fig. 2 hervorgeht. Mittels der seitwärts abstehenden, federnden Arme 9 kann eine Halbschale in einer Nut 7 des Induktors 4 festgelegt werden, wobei die Arme 9 sich in der Endposition hinter entsprechende Vorsprünge 10 der Nut 7 legen und damit die Halbschale sowie das in der Halbschale befindliche Kabel in der Nut 7 halten.

Wenn für die Wicklungsstränge elektrische Kabel 1, 2 und 3 verwendet werden, die einen äußeren leitfähigen Mantel haben, dann muß entlang der Strecke des Stators ein Erdungsband 11 verlegt werden, so wie es in Fig. 2 angedeutet ist. Es wird zweckmäßig gleich bei der Herstellung der Wicklung mit an derselben angebracht und verläuft dann im wesentlichen parallel zu den Haltebändern 5 und 6 mindestens auf einer Seite der Wicklung.

Zur Reparatur einer Wicklung gemäß Fig. 3 wird beispielsweise wie folgt vorgegangen:

An einem der drei für die Wicklung verwendeten Kabel - hier ist es das Kabel 1 - soll an der durch einen Pfeil P gekennzeichneten Stelle ein Fehler vorhanden sein. Es kann sich beispielsweise um eine mechanische Beschädigung oder um einen Erdschluß handeln, die beide am vorhandenen Kabel nicht ausgebessert werden können. Zur Beseitigung des Fehlers wird daher ein Abschnitt aus dem Kabel 1 herausgetrennt und entfernt, der durch eine vorgefertigte Kabellänge 12 ersetzt werden soll, wie sie beispielsweise aus Fig. 4 hervorgeht.

Dazu wird zunächst das Kabel 1 im Bereich der Fehlerstelle aus den Nuten 7 des Induktors 4 herausgenommen. Das geht für das Kabel 1 allein nur, wenn dasselbe durchweg über den beiden anderen Kabeln 2 und 3 liegt. Im Normalfall müssen aber im Reparaturbereich alle drei Kabel 1, 2 und 3, d. h. also die ganze Wicklung, aus den Nuten herausgenommen werden, so daß die Wicklung insgesamt in diesem Bereich etwas durchhängt, wenn der Induktor 4 in herkömmlicher Technik an der Unterseite eines Trägers befestigt ist. Zum Herausnehmen der Kabel 1, 2 und 3 aus den Nuten 7 brauchen nur die Arme 9 der Halterungen 8 nach innen gedrückt zu werden. Die Halterungen 8 können dann mit dem jeweiligen Kabel 1, 2 oder 3 aus den Nuten 7 herausgezogen werden.

Anschließend wird das Kabel 1 etwa an den Trennstellen T1 und T2 durchgeschnitten. Der dadurch abgetrennte Abschnitt des Kabels 1 mit der Fehlerstelle wird danach entfernt und durch die Kabellänge 12 (Fig. 4) ersetzt. Die Kabellänge 12 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein fertig konfektioniertes Bauteil mit je einer Steckmuffe 13 bzw. 14 an beiden Enden. Die beiden Enden des im Verbund der Wicklung verbliebenen Kabels 1 brauchen dann nur durch absatzweises Entfernen der den Leiter 15 umgebenden Schichten zu einem Steckteil bearbeitet zu werden, so wie es aus Fig. 4 links hervorgeht. Beide Enden des Kabels 1 können dann in die Steckmuffen 13 und 14 eingesteckt werden, so daß das Kabel 1 wieder hergestellt ist.

Alle aus den Nuten 7 herausgenommenen Kabel werden anschließend wieder in die Nuten 7 eingedrückt. Die Wicklung hat dann eine Form gemäß Fig. 5. Die Steckmuffen 13 und 14 liegen im Bereich der Wickelköpfe parallel zum Induktor 4. Der Strom durchfließt das Kabel 1 gegenüber der ursprünglichen Wicklung unverändert. Das zeigen die in den Fig. 3 und 5 eingezeichneten Pfeile.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Kabellänge 12 liegen die Steckmuffen 13 und 14 nach einer Reparatur auf unterschiedlichen Seiten des Induktors 4. Wenn für die Steckmuffen 13 und 14 nur auf einer Seite des Induktors 4 Platz zur Verfügung steht, dann kann eine vorgefertigte Kabellänge 12 gemäß Fig. 6 verwendet werden. Die Kabellänge 12 nach Fig. 6 ist länger als die nach Fig. 4, so daß auch ein längerer Abschnitt aus dem Kabel 1 herausgetrennt werden muß.

Die fertig konfektionierten Kabellängen 12 sind entsprechend dem Verlauf der Wicklung vorgebogen, in die sie eingesetzt werden sollen. Dadurch ist ihre Einbringung in die Nuten 7 nach Herstellung der leitenden Verbindung einfach.

Die vorgefertigten Kabellängen 12 können prinzipiell auch ohne Steckmuffen 13 und 14 aufgebaut sein. Es sind dann lediglich die Enden des verwendeten Kabels für eine elektrisch leitende Verbindung vorbereitet. Die dazu erforderlichen Muffen werden am Montageort angebracht. Sie liegen, wie in den Fig. 5 und 6 für die Steckmuffen 13 und 14 dargestellt, ebenfalls im Bereich der Wickelköpfe der Wicklung.

Claims (4)

1. Verfahren zur Reparatur der Wicklung eines elektrischen Linearantriebs, die aus drei mit mäanderförmigem Verlauf in den Nuten eines zu einem langgestreckten Stator gehörenden Induktors angeordneten, als elektrische Kabel ausgebildeten Wicklungssträngen besteht, dadurch gekennzeichnet,

• - daß zur Beseitigung eines Fehlers an einem der Wicklungsstränge zunächst das entsprechende Kabel (1, 2, 3) im Bereich der Fehlerstelle aus den Nuten (7) des Induktors (4) herausgenommen wird,
• - daß anschließend ein die Fehlerstelle aufweisender Abschnitt des Kabels (1, 2, 3) in vorgegebener Länge aus dem Wicklungsstrang herausgetrennt wird,
• - daß der herausgetrennte Abschnitt des Kabels (1, 2, 3) danach durch eine mit passender Länge und Formgebung vorgefertigte Kabellänge (12) ersetzt wird und
• - daß das reparierte Kabel (1, 2, 3) abschließend wieder in den Nuten (7) des Induktors (4) befestigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß als vorgefertigte Kabellänge (12) eine fertig konfektionierte Kabellänge mit Steckmuffen (13, 14) an beiden Enden verwendet wird und
• - daß die Enden des im Wicklungsstrang nach dem Trennen verbliebenen Kabels (1, 2, 3) an den Trennstellen (T1, T2) durch absatzweises Entfernen von den Leiter (15) des Kabels (1, 2, 3) umgebenden Schichten als Steckteile ausgebildet und in die Steckmuffen (13, 14) eingesteckt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckmuffen (13, 14) außerhalb des Induktors (4) mit parallelem Verlauf zu demselben angeordnet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die konfektionierten Kabellängen (12) entsprechend dem Verlauf des aus dem Wicklungsstrang herausgetrennten Abschnitts eines Kabels (1, 2, 3) gebogen werden.