DE4233418A1 - Vorrichtung zur Herstellung einer Wicklung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung ei­ ner Wicklung, insbesondere für Transformatoren und Drossel­ spulen, mit konzentrisch zu einer Wickelachse angeordneten Tragleisten, welche sich an daran angelenkten, längenverän­ derlichen, sich in radialer Richtung erstreckenden Streben abstützen und einen kreiszylindrischen Wickeldorn bilden.

Bei der Herstellung von Wicklungen für Transformatoren und Drosselspulen werden üblicherweise elektrische Leiter, z. B. aus Kupfer bzw. Kupferlegierung, um einen Wickeldorn gewickelt, so daß eine zylindrische Wicklung mit einem zen­ tralen zylindrischen Hohlraum entsteht, welcher beim ferti­ gen Transformator bzw. Drosselspule von einem Eisenkern ausgefüllt ist. Abhängig von den elektrischen Leistungsda­ ten und dem hieraus resultierenden magnetischen Fluß haben diese zentralen Wicklungshohlräume unterschiedlichen Durch­ messer. Demgemäß sind Wickeldorne mit unterschiedlichem Au­ ßendurchmesser erforderlich, um die entsprechenden Wicklun­ gen herstellen zu können.

Um den Aufwand für die Lagerhaltung von Wickeldornen mit unterschiedlichem Durchmesser möglichst gering zu halten wurden Wickeldorne geschaffen, deren Wickeldurchmesser, d. h. der Außendurchmesser der Wicklungsauflage, verstell­ bar ist. Eine solche bekannte Verstelleinrichtung weist zwei auf einer zentralen Welle axial beweglich geführte Ke­ gel auf, die mit den Spitzen einander zugewandt sind und mit einer aus konzentrisch angeordneten Stützleisten gebil­ deten Hülse zusammenarbeiten. Durch Veränderung des axialen Abstandes der beiden Kegel gleiten die Stützleisten auf dem Kegelmantel und werden so entsprechend radial nach innen oder nach außen bewegt, wodurch sich der Durchmesser des so gebildeten Wickeldorns ändert.

Eine andere bekannte Verstelleinrichtung bedient sich eines Hebelsystems, bei welchem auf einer zentralen Gewinde­ spindel Spindelmuttern angeordnet sind, an welchen sich Stützhebel gelenkig abstützen, die mit jeweils einer die zentrale Gewindespindel konzentrisch umgebenden Stützlei­ sten verbunden sind. Durch Drehung der Gewindespindel ver­ ändern die Spindelmuttern ihre Lage und ziehen bzw. drücken über die Stützhebel die daran angelenkten Stützleisten ra­ dial nach innen bzw. nach außen, so daß sich der Durchmes­ ser des so gestalteten Wickeldorns veränderlich einstellen läßt.

Eine weitere Verstelleinrichtung für Wickeldorne beruht darauf, daß eine zentral geführte Antriebswelle mit Kegelritzeln versehen ist, welche einzelne mit Kegelrädern an einem Ende versehene Gewindehülsen beaufschlagt, in wel­ che Gewindehülsen passende Gewindestäbe eingreifen, die an­ dererseits mit zur Welle konzentrisch angeordneten Stütz­ leisten verbunden sind. Durch Betätigung der Antriebswelle überträgt sich ihre Drehbewegung auf die Gewindehülsen, wo­ durch die Stützleisten radial nach auswärts bzw. nach innen bewegt werden und sich der Durchmesser des so gebildeten Wickeldorns verändert.

Von Nachteil bei der letztgenannten Variante ist die Anfäl­ ligkeit der Anordnung gegen Verschmutzungen, die sich in den Gewindegängen festsetzen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut ist, eine veränderbare Einstellung des Durchmessers erlaubt und in jeder beliebi­ gen Durchmessereinstellung die maximal auftretenden Bela­ stungen aufnehmen kann, ohne durch betriebsbedingte Ein­ flüsse in der Funktion anfällig zu sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Demgemäß sind die Streben mit Zahnstangen verbunden, die mit ihren Zähnen je­ weils mit einer Spiralscheibe im Eingriff sind und von die­ ser beaufschlagt die Strebe in radialer Richtung auslenkt.

Bei Betätigung der Spiralscheibe, d. h. bei deren Drehung, werden die Zahnstangen quer zur Drehachse der Spiral­ scheibe, die achsparallel mit der Wickelachse angeordnet ist, verlagert. Diese Bewegung überträgt sich auf die an den radial außenliegenden Enden der Zahnstangen angeordne­ ten Streben.

Gemäß der Erfindung können von einer Spiralscheibe gleich­ zeitig mehr als eine Strebe mit Zahnstange beaufschlagt sein.

Die Spiralscheiben sind als Kreisscheiben mit einseitig eingeformter Spiralnut ausgestaltet, deren Nutbreite der Zahnbreite der Zahnstange entspricht und deren Stegbreite mit der Zahnlückenbreite der eingreifenden Zahnstange kor­ respondiert.

In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann an jeder Spiralscheibe eine radiale Führung für die Zahnstangen vorgesehen sein, welche verhindern soll, daß sich die Zahnstange infolge Spiel in Axialrichtung von der Spiralscheibe entfernt und so außer Eingriff gelangt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß die Spiralscheibe als Kreis­ scheibe mit beidseitig eingeformter Spiralnut ausgebildet ist, so daß gleichzeitig wenigstens zwei Zahnstangen, die mit unterschiedlichen Tragleisten verbunden sind, im Ein­ griff sind mit der Spiralscheibe.

Zur Betätigung der Spiralscheibe, von denen jeweils mehrere axial verteilt angeordnet sind, sowie bezogen auf die Länge der Vorrichtung jeweils wenigstens zwei axial miteinander fluchten, erfolgt entweder manuell mittels Kurbel je Verstellwelle, auf welcher die axialfluchtenden Spiral­ scheiben angeordnet sind, oder mittels formschlüssig wirk­ samer Antriebsmittel, wie Zahnräder, Ketten, Zahnriemen etc., die von einem hierfür vorgesehenen Antrieb beauf­ schlagt sind.

Als Antrieb kann vorteilhafter Weise ein Elektromotor mit nachgeschaltetem Getriebe, aber auch ein hydraulischer An­ trieb zur Anwendung kommen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind insgesamt 36 Tragleisten vorgesehen, die in der Ein­ fahrstellung, d. h. bei dem kleinsten Durchmesser des Wic­ keldorns, aneinander anliegen und in maximaler Ausfahrstel­ lung einen Abstand bis maximal 1,5 × Breite der Tragleisten aufweisen.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spieles sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen sowie weitere Vorteile und Verbesserungen der Erfindung nä­ her erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Verstellanordnung mit Spiralscheibe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in seitlicher Schnittdarstellung,

Fig. 2 die Anordnung gemäß Fig. 1 in Queransicht.

In Fig. 1 ist eine Verstellanordnung 10 einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung wiedergegeben, welche eine mit einer Tragleiste 12 verbundene Strebe 14 aufweist, an deren ra­ dial nach innen weisenden Ende eine Zahnstange 16 angeformt ist.

Die Zahnstange 16 steht mit ihren Zähnen 18 im Eingriff mit einer Spiralscheibe 20, welche eine einseitig angeformte Spiralnut 22 aufweist, deren Nutbreite auf die Teilung, d. h. den Modul, der Zähne 18 der Zahnstange 16 angepaßt ist. Die Spiralscheibe 20 ist drehfest mit einer Welle 24 verbunden, auf der eine Riemenscheibe 26 ebenfalls drehfest angeordnet ist, die im gezeigten Beispiel mittels eines Zahnriemens 28 von einem Antriebsrad 30 beaufschlagt ist. Das Antriebsrad 30 befindet sich radial unterhalb der Spi­ ralscheibe 20 und ist drehfest mit einer Antriebswelle 32 verbunden, die mit einem Getriebe 34 in Wirkverbindung steht, das von einem Elektromotor 36 beaufschlagt ist.

Wie aus der in Fig. 2 gezeigten Queransicht zu der in Fig. 1 dargestellten Verstellanordnung 10 anhand von radial orientierten Strichpunktlinien 38 ersichtlich, ist eine Spiralscheibe 20 dazu vorgesehen, mehrere Streben 14 gleichzeitig nebeneinander zu beaufschlagen. Was der sche­ matischen Skizze in Fig. 2 nicht entnehmbar ist, aber in der praktischen Ausgestaltung selbstverständlich berück­ sichtigt wird, ist die radial nach innen vorgesehene Ver­ jüngung der Streben 14, um dem dort verringerten verfügba­ ren Platz zu entsprechen.

Auf der Tragleiste 12 ist in Fig. 1 eine Wicklung 40 aus einem Wicklungsleiter gezeigt, die aus einzelnen Windungen einlagig wie in Fig. 1 oder mehrlagig hergestellt wird.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Herstellung einer Wicklung (40), insbesondere für Transformatoren oder Drosselspulen, mit konzentrisch zu einer Wickelachse angeordneten Traglei­ sten (12), die sich an daran angelenkten längenverän­ derlichen, sich in radialer Richtung erstreckenden Streben (14) abstützen und einen Wickeldorn bilden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Strebe (14) mit einer von einer Spiral­ scheibe (20) beaufschlagten Zahnstange (16) verbunden ist und daß die Streben (14) infolge der Betätigung der Spiral­ scheiben (20) mit den Tragleisten (12) radial auslenken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Streben (14) einstückig mit den Zahnstangen (16) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralscheiben (20) als drehbar an­ geordnete Kreisscheiben mit einseitig eingeformten Spiral­ nuten (22) ausgebildet sind, in welche die Zahnstangen (16) mit ihren Zähnen (18) formschlüssig eingreifen.

4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralscheibe (20) über formschlüssige Übertragungselemente betätigbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß als formschlüssige Übertragungselemente Zahnräder, Ket­ ten, Zahnriemen vorgesehen sein können.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralscheibe von einem Elektromo­ tor beaufschlagt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spiralscheibe von einem Fluid-Motor beaufschlagt ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 36 Tragleisten vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß benachbarte Tragleisten (12) in eingefahrener Stellung der Streben (14) aneinandergrenzen und in ausge­ fahrener Stellung der Streben (14) jeweils einen maximalen Abstand von 1,5 × Breite der Tragleisten (12) aufweisen.