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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein gekreuztes Kabel zum
Herstellen von Windungen in elektrischen Maschinen des Typs, umfassend
einen Kern, bestehend aus einer Vielzahl von elektrischen Leitern
eines im wesentlichen rechteckigen oder abgeflachten Querschnitts,
angeordnet in mindestens zwei Stapeln Seite an Seite und einzeln
gekreuzt, sequenziell in der Längsausdehnung
des Kabels, von einem zu dem anderen der Stapel, und Umhüllungsmittel,
angeordnet um den Kern, um die Leiter so zu halten, um das Kabel
strukturell zu stabilisieren.
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Ein
Prozess zum Herstellen des gekreuzten Kabels ist auch ein Ziel der
Erfindung.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird auch ein neues Verfahren zum
Herstellen elektrischer Windungen durch Verwenden des Kabels, auf
das verwiesen wird, vorgesehen.
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Genauer
bezieht sich die Erfindung auf gekreuzte Kabel, die in Niederspannungswindungen von
elektrischen Transformatoren oder allgemeiner beim Herstellen von
Windungen in elektrischen Maschinen, die hoher Intensität, aber
relativ geringen Spannungsströmen
unterworfen sind, einzusetzen sind, sodass, um sie in der Windung
aufzustellen, eine hohe elektrische Isolation zwischen den Spulen, die
die Windung selbst bilden, nicht erforderlich ist.
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Es
ist bekannt, dass gekreuzte Kabel, die gewöhnlich beim Herstellen elektrischer
Windungen in Transformatoren und dergleichen eingesetzt werden, im
wesentlichen einen Kern umfassen, der aus einer Vielzahl von Leitern
eines im wesentlichen rechteckigen Querschnitts besteht, gewöhnlich als "abgeflachte Drähte" bezeichnet, gegenwärtig hergestellt
aus Kupfer und einzeln mit einer oder mehr Schichten einer elektrisch
isolierende Farbe beschichtet. Diese abgeflachten Drähte werden
gegenwärtig
in einer gegenseitig überlagerten
Beziehung aufgestellt, um zwei Stapel zu bilden, die bezüglich einander
Seite an Seite angeordnet sind. In der Längskabelausdehnung hat jeder
abgeflachte Draht einen leicht geneigten Pfad, sodass er stufenweise
alle Positionen zwischen dem Boden und der Spitze des Stapels einnehmen
wird, zu dem er gehört.
Nahezu der Spitze oder dem Boden des jeweili gen Stapels ist jeder
abgeflachte Draht zu dem benachbarten Stapel umgelenkt, um aufeinanderfolgend
alle Positionen einzunehmen, die zwischen dem Boden und der Spitze des
letzteren enthalten sind. Folglich nimmt in der Längskabelausdehnung
jeder abgeflachte Draht stufenweise alle Positionen innerhalb des
Querschnitts des Kabels ein.
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Die
sequenzielle Verdrillung der abgeflachten Drähte auf die oben beschriebene
Art und Weise gibt dem Kabel eine ausreichende strukturelle Flexibilität als Ganzes,
wobei den einzeln abgeflachten Drähten erlaubt wird, gegenseitig
der Länge
nach zu gleiten, sodass sie bei Windung des Kabels auf den Kern
der elektrischen Maschine die Differenzen in Windungsdurchmessern
der nächsten
und der fernsten abgeflachten Drähte
in Bezug auf die Kernachse kompensieren können.
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Das
gegenseitige Gleiten zwischen den abgeflachten Drähten muss
jedoch geeignet gehalten und gesteuert werden, um eine ausreichende
strukturelle Stabilität
sicherzustellen.
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Diese
Halteaktion wird durch Umhüllungsmittel
vorgesehen, die gewöhnlich
aus einem oder mehr Papierbändern
bestehen, die spiralförmig
um den Kern selbst gewunden sind, derart, um teilweise überlappte
Wicklungen zu bilden. Ein Beispiel eines derartigen Windens durch
Papierband wird in US-Patent Nr. 4,431,860 beschrieben.
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In
der Technik werden andere alternative Lösungen vorgesehen, die nicht
die Verwendung von Papierbändern
als Umhüllungsmittel
vorsehen.
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Z.
B. wird in US-Patent Nr. 4,276,102 eine Kabelumhüllung durch ein wärmeschrumpfbares Band
ausgeführt,
entweder überlagert
auf oder an Stelle der gewöhnlichen
Papierabdeckung. Nachdem das Kabel um einen Windungskern gewunden
wurde, um eine Windung für
einen Transformator herzustellen, wird die Windung selbst einem
Wärmemittel unterzogen,
um Wärmeschrumpfung
der wärmeschrumpfbaren
Abdeckung zu erhalten, derart, um eine gegenseitige Annäherung der
einzelnen abgeflachten Drähte
zu bewirken, wobei dadurch die Struktur des Kabels, das um den Windungskern
gewunden wird, kompakt gemacht wird.
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In
US-Patent Nr. 4,639,282 wird eine elektrische Isolation der Flächen von
elektrischen Komponenten in einem Transformator, inkludierend die
Leiter, die in Windungen verwendet werden, erhalten, indem sie mit
Bändern
umhüllt
werden, die aus flexiblem und porösem Material hergestellt sind.
Das Material kann aus Baumwolle, Glasfasern, Holz oder verschiedenen
Zellulose- oder Plastikfasern bestehen, die auf einem Webstuhl gewirkt
oder gewebt werden können,
es kann aber auch aus einem nicht-gewebten Filzmaterial bestehen,
wie etwa z. B. porösem
Papier.
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US-A-649098
bezieht sich auf ein Diensteingangskabel mit isolierten Zwillingsleitern,
in denen ein Verstärkungsband
in Längsrichtung
angewendet wird, und das durch einen spiralförmig umhüllten Binderstrang gebunden
ist.
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Um
eine ausreichende Permeabilität
von Öl oder
anderen Flüssigkeiten
durch die Umhüllungsschicht
zu erhalten, zusammen mit einem ausreichenden Grad elektrischer
Isolation und guter Wärmedissipation,
sind in dem Abdeckungsmaterial Poren mit einer Größe von 0,2
bis 10 mm2 vorgesehen, wobei die Fläche, die
durch die Poren belegt wird, von 20 bis 80% der gesamten Fläche des
Abdeckungsmaterials beträgt.
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Die
internationale Patentanmeldung WO 95/30991 legt ein gekreuztes Kabel
offen, dessen Kern mit einem bandähnlichen Element abgedeckt ist,
hergestellt aus isolierendem Material, das spiralförmig in
teilweise überlappenden
Wicklungen gewunden ist, wobei das Element eine leistenartige netzähnliche
Struktur mit einer Maschenbreite von mindestens zwei mm2 hat,
worin die Ketten- und/oder die Schussfäden aus Glasfasern, Polyester
oder gemischtem Garn aus Glas und Polyesterfäden hergestellt sind.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass für den Zweck einer
Herstellung eines gekreuzten Kabels die Kernumhüllung vorteilhafter Weise entweder
durch spiralförmige
Windung, um den Kern selbst, eines durchgehenden fadenähnlichen
Elementes oder durch eine Vielzahl von durchgehenden fadenähnlichen
Elementen, die spiralförmig
in der gleichen Richtung oder in entgegengesetzten Richtungen gewunden
sind, aber nicht miteinander verflochten sind, ausgeführt werden
kann.
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Genauer
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein gekreuztes Kabel
zum Herstellen von Windungen für
elektrische Maschinen vorzusehen, gekennzeichnet dadurch, dass die
Umhüllungsmittel mindestens
ein oder mehr fadenähnliche
Elemente umfassen, die spiralförmig
um den Kern gewunden sind, im wesentlichen bei Abwesenheit von Punkten einer
gegenseitigen Verflechtung.
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In
Abhängigkeit
von den Anforderungen können
zwei oder mehr fadenähnliche
Elemente vorgesehen werden, die parallel zueinander aufgestellt und
in sequenziell alternierten Wicklungen gewunden, oder spiralförmig in
jeweils entgegengesetzten Richtungen gewunden sind.
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Vorzugsweise
kann jedes fadenähnliche
Element in der Form eines einzelnen Fadens eines Durchmessers von
0,1 bis 0,8 mm, oder in einer abgeflachten Form der gleichen Stärke mit
einer Breite von 0,30 bis 0,60 mm hergestellt werden.
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Alternativ
wird jedes der fadenähnlichen
Elemente aus einem Polyestergarn einer Größe von 1000 bis 3000 dtex gebildet.
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Vorzugsweise
hat jedes fadenähnliche
Element eine Reißfestigkeit
bei Bruch zwischen 50 und 250 N, und eine Bruchdehnung bei Bruch
zwischen 5 und 20%.
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In Übereinstimmung
mit einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist jedes fadenähnliche
Element mit einer Spannung von 5 bis 25 N mit einem Wickelschritt
zwischen 0,5 und 3 Mal der Kabelbreite und/oder auf eine derartige
Art und Weise gewunden, dass die Wicklungen, die durch das eine
oder mehr fadenähnliche
Elemente an dem Kern gebildet werden, gegenseitig um einen Betrag
beabstandet sind, senkrecht zu der Richtung einer Ausdehnung des
fadenähnlichen
Elementes gemessen, der gleich dem Schritt ist, geteilt durch die
Zahl von fadenähnlichen
Elementen, oder alternativ mindestens gleich sechs Mal der Abmessung
des fadenähnlichen
Elementes, messbar in der gleichen Richtung.
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Es
kann mindestens ein zerreißbares
bandähnliches
Element, vorzugsweise aus Papiermaterial, vorteilhafter Weise in
dem Kabel, auf das verwiesen wird, angeordnet sein, wobei das bandähnliche Element
spiralförmig
um die Leiter und das mindestens einer fadenähnliche Element gewunden ist.
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Es
kann auch mindestens ein Reißfaden
vorgesehen sein, der sich längs
entlang des Kabels zwischen dem Papierband und dem mindestens einen fadenähnlichen
Element erstreckt, wobei der Reißfaden angeordnet ist, von
dem Kabel weg weiter gezogen zu werden, um Abreißen und Entfernung des zerreißbaren bandähnlichen
Elementes zu bewirken.
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Es
kann mindestens ein Klebeband längs entlang
des Kabels an der Außenseite
des zerreißbaren
bandähnlichen
Elementes angelegt sein, um Wicklungen zusammen verbunden zu halten,
wenn das bandähnliche
Element abgerissen und von dem Kabel entfernt wird.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Prozess zum Herstellen
eines gekreuzten Kabels, um zum Herstellen von Windungen in elektrischen
Maschinen eingesetzt zu werden, die folgenden Schritte umfassend:
Herstellen eines Kerns, gebildet aus elektrischen Leitern eines
abgeflachten Querschnitts, aufgestellt in mindestens zwei Stapeln Seite
an Seite und einzeln voneinander von den Stapeln gekreuzt, sequenziell
in der Längskabelausdehnung;
Abdecken des Kerns mit einem Umhüllungsmittel,
aufgestellt um den Kern, um eine strukturelle Stabilisierung des
Kerns zu erhalten, gekennzeichnet dadurch, dass der Abdeckungsschritt
durch spiralförmiges
Winden von einem oder mehr fadenähnlichen Elementen
im wesentlichen in Abwesenheit von gegenseitigen Verflechtungspunkten
ausgeführt
wird.
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Vorzugsweise
umfasst der Abdeckungsschritt Winden eines durchgehenden fadenähnlichen Elementes;
alternativ kann er durch spiralförmiges Winden
von mindestens zwei durchgehenden fadenähnlichen Elementen ausgeführt werden,
die entweder parallel oder in entgegengesetzten Windungsrichtungen
aufgestellt sind.
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Vorzugsweise
wird während
des spiralförmigen
Windens eine Spannung von 5 N bis 25 N an jedes fadenähnliche
Element angelegt, und Winden des einen oder mehr fadenähnlichen
Elementes wird auf eine derartige Art und Weise ausgeführt, dass Wicklungen
voneinander um den gleichen Abstand gemäß einem Wert beabstandet sind,
der zwischen 0,5 und 3 Mal der Kabelbreite enthalten ist.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung kann auch ein Schritt ausgeführt werden,
der spiralförmiges
Winden von mindestens einem zerreißbaren bandähnlichen Element um den Kern,
der das mindestens eine fadenähnliche
Element trägt,
involviert.
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Vorteilhafterweise
kann es auch eine Bereitstellung für eine Einführung eines Reißfadens
geben, der sich längs
zwischen dem mindestens einen zerreißbaren bandähnlichen Element und dem Kern,
der das mindestens eine fadenähnliche
Element trägt, erstreckt.
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Eine
Einführung
des Reißfadens
wird vorzugsweise durch Ziehen des Fadens selbst mittels des Kabels
ausgeführt,
das sich vorwärts
zu einer Windungsstation bewegt, die geeignet zum Ausführen einer
Windung des zerreißbaren
fadenähnlichen Elementes
angeordnet ist.
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Der
Prozess gemäß der Erfindung
sieht vorzugsweise auch eine Anwendung von mindestens einem Klebeband
außerhalb
des zerreißbaren
bandähnlichen
Einsatzes, der über
das Kabel gewunden ist, vor.
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Die
Erfindung schlägt
ferner ein neues Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Windung mittels
eines gekreuzten Kabels vor, das Kabel umfassend einen Kern, bestehend
aus einer Vielzahl von elektrischen Leitern eines abgeflachten Querschnitts,
die in mindestens zwei Stapeln Seite an Seite aufgestellt sind und
einzeln voneinander von den Stapeln gekreuzt sind, sequenziell in
der Längskabelrichtung,
mindestens ein fadenähnliches
Element (6a, 6b), spiralförmig um den Kern in der Form
von Wicklungen gewunden, im wesentlichen ohne Punkte einer gegenseitigen
Verflechtung, und mindestens ein zerreißbares bandähnliches Element, das spiralförmig um
den Kern gewunden ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet
ist, dass während
einer Windung des Kabels um den Kern eine Entfernung des zerreißbaren bandähnlichen
Elementes durch Ziehen mindestens eines Reißfadens seitlich von dem Kern
ausgeführt
wird, wobei der Reißfaden längs entlang
des Kabels zwischen dem zerreißbaren
bandähnlichen
Element und dem Kern angeordnet ist.
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Vorzugsweise
wird der Reißfaden
in Entsprechung zu einer Ausdehnungslänge des Kabels gezogen, enthalten
zwischen dem Windungskern und dem Abbremsungsmittel, auf das Kabel
wirkend, um ihm eine gewünschte
Anspannung zu geben.
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Weitere
Merkmale und Vorteile werden aus der detaillierten Beschreibung
einer bevorzugten, aber nicht-exklusiven Ausführungsform eines gekreuzten
Kabels insbesondere zum Herstellen von Windungen in elektrischen
Maschinen in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ebenso wie eines Herstellungsprozesses
des gleichen und eines Verfahrens zum Herstellen einer Windung durch
das gekreuzte Kabel offensichtlicher.
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Diese
Beschreibung wird hierin nachstehend mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen angegeben, die als nicht-begrenzende Beispiele angegeben
sind, in denen:
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1 eine
Perspektivansicht eines gekreuzten Kabels ist, das in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, mit einer teilweise entfernten
Hilfspapierabdeckung;
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2 ein
schematischer Grundriss einer Produktionslinie des gekreuzten Kabels
in Übereinstimmung
mit 1 ist;
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3 eine
schematische Draufsicht eines Windungsschrittes des gekreuzten Kabels
in Übereinstimmung
mit der Erfindung mit gleichzeitiger Entfernung der Hilfspapierabdeckung
ist, um eine Windung für
eine elektrische Maschine herzustellen.
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen wurde ein gekreuztes Kabel insbesondere
zum Herstellen von Windungen in elektrischen Maschinen in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung allgemein durch Bezugszeichen 1 bezeichnet.
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Das
gekreuzte Kabel 1 hat einen Kern 2, umfassend
eine Vielzahl von abgeflachten Drähten 3, d. h. Leiter,
die aus Kupfer oder einem anderen elektrisch leitenden geeigneten
Material hergestellt sind, von einem im wesentlichen rechteckigen
abgeflachten Querschnitt und einzeln mit einer elektrisch isolierenden
Farbe beschichtet, die in den begleitenden Zeichnungen nicht gezeigt
wird.
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Wie
in 1 gezeigt, sind die abgeflachten Drähte in einer
gegenseitigen überlagerten
Beziehung in einem ersten und einem zweiten Stapel 4a, 4b,
jeweils Seite an Seite angeordnet, aufgestellt, optional abgewechselt
mit einem Teilungseinsatz 5, der aus Papier oder einem
anderen geeigneten Material hergestellt ist.
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Jeder
abgeflachte Draht 3 liegt im wesentlichen in einer Ebene
senkrecht zu der Trennungsebene zwischen den zwei Stapeln 4a, 4b und
erstreckt sich einem leicht geneigten Pfad folgend, um stufenweise
entlang der Kabelausdehnung 1 alle Positionen innerhalb
des entsprechenden Stapels 4a, 4b zu belegen.
An einem Ende eines jeweiligen Stapels (z. B. des ersten Stapels 4a)
ist der Pfad von jedem abgeflachten Draht 3 auf den benachbarten
Stapel 4b durch eine gekreuzte Länge 3a umgelenkt,
die die Trennungsebene zwischen den Stapeln 4a, 4b schneidet.
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In
der Ausdehnung des Kabels erstreckt sich der abgeflachte Draht 3,
der von dem ersten Stapel 4a zu dem zweiten Stapel 4b gekreuzt
ist, schräg,
bis er das entgegenliegenden Ende des neuen Stapels 4b erreicht,
um erneut auf den benachbarten Stapel 4a umgelenkt zu werden.
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Kabel 1 umfasst
ferner Umhüllungsmittel 6, das
um den Kern 2 aufgestellt ist, um die abgeflachten Drähte 3 halten,
um eine gewisse strukturelle Stabilisierung des Kabels 1 zu
erhalten, wobei dadurch unerwünschte
Bewegungen von abgeflachten Drähten 3 in
einer radialen Richtung bezüglich
der geometrischen Achse "X" des Kabels geeignet
verhindert werden.
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Dieses
Umhüllungsmittel 6 umfasst
ein oder mehr fadenähnliche
Elemente 6a, 6b, die spiralförmig um Kern 2 gewunden
sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
besteht jedes fadenähnliche
Element 6a, 6b aus einem einzelnen Faden, der
aus Polyester, Rayon, Polypropylen, PPS (Polyphenylensulfid), PCDA
(Polyzyklohexandimethyletherphtalat) hergestellt ist, mit ungefähr einem
Durchmesser von 0,1 bis 0,8 mm und vorzugsweise von 0,3 bis 0,6
mm.
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Es
können
auch Mikrobänder
verwendet werden, nämlich
fadenähnliche
Elemente eines abgeflachten Querschnitts und äquivalenter Stärke, einer
Breite vorzugsweise zwischen 0,2 und 1 mm, die aus den obigen Materialien
hergestellt sind; es können
z. B. Mikrobänder
aus Polyester, Polypropylen, PPS, PCDA verwendet werden, die Querschnitte
von 0,2 mm × 0,4
mm bis 0,4 mm × 0,6
mm abhängig
von den gewünschten
Stärkeeigenschaften
haben.
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Es
wurden andere Materialien erfolgreich getestet, die ein gutes Halten
von abgeflachten Drähten 3 ermöglichen,
z. B. Polyestergarn mit einer Größe von 1000
bis 3000 dtex.
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Es
wird auch vorzugsweise vorgesehen, dass jedes fadenähnliche
Element 6a, 6b eine Zugkraft bei Bruch von 50
bis 250 Newton und eine Bruchdehnung bei Bruch zwischen 5 und 20%
haben sollte.
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Die
Zahl von zu verwendenden fadenähnlichen
Elementen 6a, 6ba kann abhängig von Anforderungen variieren,
und grundsätzlich
je größer die
Zahl von abgeflachten Drähten 3 ist,
die Kern 2 bilden, desto größer ist die Zahl dieser fadenähnlichen
Elemente.
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Mit
einer Zahl von abgeflachten Drähten 3, die
z. B. kleiner oder gleich 31 ist, kann ein einzelnes fadenähnliches
Element 6a verwendet werden, das mit einem Windungsabstand
von 0,5 bis 3 mal der Kabelbreite gewunden wird, um ein ausreichendes Halten
für abgeflachte
Drähte 13 erhalten.
Um ein besseres Halten zu erhalten, können vorteilhafter Weise zwei
fadenähnliche
Elemente 6a, 6b angewendet werden. Diese fadenähnlichen
Elemente können
parallel zueinander aufgestellt oder in jeweils entgegengesetzten
Richtungen gewunden werden, wie in dem Beispiel von 1 gezeigt.
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Für Kabel
mit einem Kern 2 mit einer Zahl von abgeflachten Drähten 3 gleich
oder größer 31 können zwei
oder mehr Paare von fadenähn lichen Elementen 6a, 6b angeordnet
sein, die jeweils in entgegengesetzten Richtungen gewunden sind.
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Ein
vorteilhafter Aspekt, um Konstruktionseinfachheit zu erzielen, besteht
darin, dass das fadenähnliche
Element oder die Elemente 6a, 6b ohne Punkte von
gegenseitiger Verflechtung in den relevanten Kreuzungspunkten sein
sollten. Dies kann leicht aus 1 ersehen
werden, wo das zweite fadenähnliche
Element 6b auf dem ersten fadenähnlichen Element 6a in
ihrem Kreuzungspunkt lediglich überlagert
ist.
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Das
Vorhandensein von mehreren fadenähnlichen
Elementen, die in entgegengesetzten Richtungen gewunden sind, reduziert
das Risiko dafür,
dass Umhüllungsmittel 6 wegen
einem zufälligen Brechen
eines der fadenähnlichen
Elemente annulliert wird.
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Tatsächlich würde ein
zufällig
gebrochenes fadenähnliches
Element 6a fest mit Kern 2 durch die Wirkung des "zusammenhaltenden" Einflusses verknüpft bleiben,
der durch das/die fadenähnliche
Element oder Elemente ausgeübt
wird, das/die über
ihm gewunden ist/sind.
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Der
Windungsabstand der einzelnen fadenähnlichen Elemente reicht vorzugsweise
von 0,5 bis 3 mal der Kabelbreite, und jede der Wicklungen, die sie
bilden, ist von den unmittelbar benachbarten Wicklungen um eine
Entfernung gleich dem Abstand geteilt durch die Zahl der fadenähnlichen
Elemente beabstandet.
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Es
ist auch vorgesehen, dass der Abstand zwischen zwei benachbarten
Wicklungen, der senkrecht zu der Ausdehnung des fadenähnlichen
Elementes 6a, 6b gemessen wird, mindestens gleich
6 mal dem Durchmesser oder der Größe des fadenähnlichen
Elementes selbst, gemessen in der gleichen Richtung, sein sollte.
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In Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das gekreuzte Kabel 1 ferner
mit mindestens einem zerreißbaren
bandähnlichen
Element 7, das spiralförmig um
Kern 2 gewunden ist, und fadenähnlichen Elementen 6a und 6b,
die das Umhüllungsmittel 6 bilden,
versehen, wobei das bandähnliche
Element dem Umhüllungsmittel überlagert
ist. Detaillierter ist das bandähnliche
Element vorzugsweise aus einem Papier vom Typ "clupack" oder "kraft" mit einer Stärke, die ungefähr zwischen
0,05 und 1,15 mm enthalten ist, hergestellt.
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Sich
längs bezüglich Kabel 1 zwischen
dem zerreißbaren
bandähnlichen
Element 7 und dem fadenähnlichen
Element oder Elementen 6a, 6b gewunden über Kern 2 erstreckend,
befindet sich mindestens ein Reißfaden 8, der z. B.
aus Nylon oder einem anderen geeigneten Material hergestellt ist.
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Der
Reißfaden 8 kann
seitlich von dem Kabelkern 2 weggezogen werden, um Abreißen und Entfernung
des zerreißbaren
bandähnlichen
Elementes 7, wie im folgenden besser verdeutlicht wird,
während
des Schrittes zum Winden des Kabels 1 über einen relevanten Windungskern
zu bewirken.
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Vorteilhafter
Weise ist auch mindestens ein Klebeband 9 vorgesehen, das
längs zu
dem Kabel 1 außerhalb
des zerreißbaren
bandähnlichen
Elementes 7 angelegt wird. Das Vorhandensein dieses Klebebandes 9 ermöglicht,
dass Wicklungen, die durch das zerreißbare bandähnliche Element 7 gebildet werden,
zusammengehalten werden, um eine ungesteuerte Verbreitung der Wicklungen
zu vermeiden, wenn das Band von dem Kabel mittels des Reißfadens 8 abgerissen
und entfernt wird.
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Insbesondere
in Bezug auf 2 werden zum Herstellen von
Kabel 1 abgeflachte Drähte 3 und der
Teilungseinsatz 5, falls vorhanden, fortlaufend aus jeweiligen
Zuführungsrollen 10 herausgezogen, die
mittels jeweiliger schwingender Stützen 11 auf einem
Karussell 12 befestigt sind, das sich an einer horizontalen
Achse dreht. Die schwingenden Stützen 11 stützen Rollen 10 auf
eine derartige Art und Weise, dass ungeachtet der Bewegung, die
ihnen um die Rotationsachse von Karussell 12 übermittelt
wird, die Rollen und deshalb die einzelnen abgeflachten Drähte 3 eine
konstante Ausrichtung beibehalten, sodass die abgeflachten Drähte konstant
in jeweiligen im wesentlichen horizontalen Ebenen aufgestellt sind.
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Abgeflachte
Drähte,
die von den Rollen kommen, werden veranlasst, sich durch Führungsmittel 13 gegenseitig
näher zu
kommen, bis sie sich vereinigen, um gemeinsam Kern 2 von
Kabel 1 zu bilden. In der Zone, wo sich die abgeflachten
Drähte 3 vereinigen,
um gemeinsam Kern 2 zu bilden, arbeitet eine Verdrillungseinheit 14,
die zyklisch in den einzelnen abgeflachten Drähten 3 eingreift,
die sich an dem Boden und an der Spitze von Säulen oder Stapeln 4a, 4b befinden,
um eine Verdrillung voneinander von den Säulen zu bewirken.
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Kern 2,
der aus der Verdrillungseinheit 14 kommt, wird längs durch
eine Reihe von Windungsstationen bewegt, durch die eine Anwen dung
des Umhüllungsmittels 6 und
des zerreißbaren
bandähnlichen
Elementes stattfindet.
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Es
wird eine erste Windungsstation 15 detaillierter betrachtet,
wo eine Windung des/der ersten fadenähnlichen Elementes oder Elemente 6a vorgesehen
wird, vorzugsweise gemäß einer
Windungsspannung, die zwischen 5 N und 25 N enthalten ist.
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Stromabwärts von
der ersten Windungsstation 15 arbeitend befindet sich eine
zweite Windungsstation 16, die eine Anwendung des/der zweiten
fadenähnlichen
Elementes oder Elemente 6b in der gleichen Richtung wie
die ersten fadenähnlichen
Elemente 6a oder in der entgegengesetzten Richtung ausführt, wobei
die letztere in einer Überlagerungsbeziehung
mit der ersteren in den jeweiligen Kreuzungspunkten ist.
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Es
kann eine dritte Windungsstation 17, falls notwendig, für eine Anwendung
von weiteren fadenähnlichen
Elementen genutzt werden.
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Schließlich ist
eine vierte Windungsstation 18 vorgesehen, um eine Windung
des zerreißbaren bandähnlichen
Elementes 7 auszuführen,
das auf dem Umhüllungsmittel 6,
bestehend aus den fadenähnlichen
Elementen 6a und 6b, überlagert wird.
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Zwischen
den dritten und vierten Windungsstationen 17, 18 ist
eine Zuführungs-
und Führungseinheit 19 für den Reißfaden 8 aufgestellt,
wobei der Faden in Übereinstimmung
mit dem Kabel geführt wird,
das in die vierte Windungsstation 18 eintritt, sodass der
Reißfaden
der Länge
nach an dem Kabel außerhalb
des Umhüllungsmittels
T niedergelegt wird, um zwischen dem letzteren und dem zerreißbaren bandähnlichen
Element 7, das in der vierten Windungsstation 18 gewunden
wird, eingelegt zu werden.
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Die
Zugaktion, die durch Kabel 1 ausgeübt wird, das sich vorwärts entlang
der Produktionslinie bewegt, nimmt den Reißfaden 8 von der Zuführungs- und
Führungseinheit 19 auf.
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Stromabwärts der
Reihe von Windungsstationen 15, 16, 17, 18 ist
auch eine Einheit 20 aufgestellt, um ein Klebeband anzulegen,
die mittels eines geeigneten Führungsmittels
das Klebeband 9, das von einer Rolle 9a fortlaufend
zugeführt
wird, zu dem Äußeren des
zerreißbaren
bandähnlichen
Elementes 7 anlegt.
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Eine
Zugeinheit 21, die sich auch stromabwärts der Windungsstationen 15, 16, 17, 18 befindet, arbeitet
an dem fertigen Kabel 1, um ein Ziehen des letzteren in
einer Längsrichtung
entlang der gesamten Produktionslinie und ein Zuführen des
Kabels selbst zu einer Sammelrolle 22, die sich an dem
Ende der Produktionslinie befindet, zu bewirken.
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Wenn
das Kabel 1 zur Herstellung einer Windung 26 eines
Transformators oder einer anderen elektrischen Maschine zu nutzen
ist, wird das Kabel selbst von Rolle 22 abgewunden, um
um einen relevanten Windungskern 23 geeignet gewunden zu
werden, wie schematisch in 3 gezeigt
wird. Gewöhnlich
wird diese Operation durch Ansteuern einer Drehung des Windungskerns 23,
der seine Achse vertikal oder horizontal aufgestellt hat, und Vorlegen
von Kabel 1 in seinem Abschnitt, der sich zwischen dem Windungskern
selbst und Rolle 22 erstreckt, zu Abbremsungsmittel 24,
das per se bekannt ist, angepasst, eine geeignete Windungsspannung
des Kabels sicherzustellen, ausgeführt. Unter diesen Umständen erscheint
das Vorhandensein des zerreißbaren
bandähnlichen
Elementes 7 für
den Zweck von Vorteil zu sein zu verhindern, dass die fadenähnlichen
Elemente 6a, 6b und/oder Kern 2 wegen
Belastungen, die durch das Abbremsungsmittel 24 zu ihnen übertragen
werden, beschädigt
oder zerbrochen werden.
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Vorteilhafter
Weise wird in einem Bereich, der zwischen dem Abbremsungsmittel 24 und
dem Windungskern 23 enthalten ist, über dem das Kabel 1 gewunden
wird, der Reißfaden 8 seitlich
von dem Kabel 1 gezogen und optional in einer Spule 25 gesammelt,
gleichzeitig mit einer Vorwärtsbewegung des
Kabels zu dem Windungskern 23. Folglich wird das zerreißbare bandähnliche
Element 7 der Länge nach
von Kabel 1 abgerissen.
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Wicklungen,
die durch das zerreißbare
Band 7 gebildet werden, bleiben wegen dem Vorhandensein
des Klebebandes 9 aufeinanderfolgend miteinander verknüpft, auf
eine derartige Art und Weise, dass das zerreißbare bandähnliche Element 7 und das
Klebeband 9, das zusammen mit dem ersteren entfernt wird,
leicht von dem Kabel 1 wegbewegt werden können, möglicherweise
mit der Hilfe eines weiteren Mittels für ihre Sammlung in Rotationstrommeln oder
dergleichen.
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Kabel 1,
das um Windungskern 23 gewunden wird, ist deshalb ohne
jegliches Papierband.
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Das
Vorhandensein der fadenähnlichen
Elemente 6a, 6b, die um Kern 2 gewunden
sind, stellt eine exzellente strukturelle Stabilität von Kabel 1 sicher,
wobei die einzelnen abgeflachten Drähte 3 geeignet in
ihren gemeinsamen Gleiteinrichtungen geführt gehalten werden, wobei
derartige Gleiteinrichtungen erforderlich sind, sodass die unterschiedlichen
Krümmungsradien,
gemäß denen
die radial äußersten
abgeflachten Drähte
bezüglich
den radial innersten abgeflachten Drähten 3 gewunden werden, gefolgt
werden kann, ohne jegliche Risiken von unerwünschten Verformungen und/oder
Versetzungen der einzelnen abgeflachten Drähte 3 weg von der Achse
von Kabel 1.
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Mit
Bezug auf bekannte Kabel, in denen die Halteaktivität der Wicklungen
auf Papierbändern
beruht, ermöglicht
die Erfindung eine bessere Kühlung des
Windungskerns, der aus dem Kabel selbst besteht. Tatsächlich stellt
das Vorhandensein von Papieren ein Hindernis für Dissipation der Wärme dar, die
unvermeidlich wegen Stromdurchfluss erzeugt wird. Diese Situation
ist insbesondere z. B. in Kabeln für Niederspannungswindungen
von elektrischen Transformatoren oder auf jeden Fall in Kabeln,
die in Windungen einzusetzen sind, durch die ein Strom hoher Intensität einer
relativ begrenzten Spannung fließt, nachteilig und unerwünscht.
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Unter
diesen Umständen
wird die Papierabdeckung in Übereinstimmung
mit dem Stand der Technik im wesentlichen nur die Funktion zum strukturellen
Halten des Kabelkerns und mechanischen Schützen des gleichen durchführen, während es
abgewickelt wird, ohne praktisch jegliche Funktion elektrischer
Isolation durchzuführen,
im Unterschied zu dem, was im Gegenteil dazu in Hochspannungswindungen
oder Windungen einer anderen Typologie geschieht.
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Umgekehrt
behindert in dem Kabel in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung das Vorhandensein des/der fadenähnlichen
Umhüllungselementes
oder Elemente 6a, 6b einen Durchlauf von Öl oder einer
anderen Kühlflüssigkeit
in engem Kontakt mit den einzelnen abgeflachten Drähten überhaupt nicht,
wobei dadurch eine effiziente Wärmeabführung ermöglicht wird.
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Die
Kernumhüllung,
die in Übereinstimmung mit
der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, ermöglicht ferner
eine bessere dimensionale Definition von Windung 26 in
Bezug auf Umhüllungen,
die aus Papier oder netzähnlichen
Bändern
hergestellt ist. Tatsächlich
hinterlassen Bänder
aus Papiermaterial oder netzähnliche
Bänder
freie Räume
zwischen den Bändern
und abgeflachten Drähten,
vor allem in gekreuzten Segmenten. Unter diesen Umständen verursachen
das Kabelumhüllungspapier
oder Bänder dimensionale
Unzuverlässigkeit,
da erstens Abmessungen der freien Räume von unterschiedlichen variablen
Faktoren abhängen,
wie etwa Bandwindungsmodalitäten,
Bandspannung während
Windung und geometrische Merkmale des Kabels. Außerdem können diese freien Räume auf
eine unspezifizierte Art und Weise nur durch Pressen von Windung 26 vor oder
während
Wärmebehandlungen
beseitigt oder in jedem Fall reduziert werden, die während einer
Produktionsphase der letzteren durchgeführt werden. Deshalb ist es
unmöglich,
im voraus die genauen dimensionalen Merkmale der fertigen Windung 26 zu kennen.
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Das
Kabel, das mit fadenähnlichen
Elementen 6a, 6b umhüllt ist, stellt im Gegensatz
dazu wiederholbare und leicht verifizierbare Dimensionen bereit,
wobei dadurch dimensionale Korrekturmaßnahmen a posteriori vermieden
werden.
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Außerdem erlaubt
die höhere
dimensionale Genauigkeit des Kabels eine merkliche Größenverringerung
der fertigen Windung 26, nämlich einen besseren Füllfaktor,
der als Verhältnis
zwischen dem Volumen, das durch Kupfer oder anderes Material belegt
wird, das abgeflachte Drähte 3 bildet,
und dem Gesamtvolumen von Windung 26 ausgedrückt wird. In
Verbindung damit wurde herausgefunden, dass die Verwendung des Kabels
in Übereinstimmung
mit der Erfindung ermöglicht,
dass der Füllfaktor
um mehr als 40% bezüglich
Kabeln verbessert wird, die z. B. mit Papierbändern umhüllt sind.
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Dieses
Ergebnis ist nicht nur der Beseitigung des Volumens geschuldet,
das durch eine Papierumhüllung
in Übereinstimmung
mit dem Stand der Technik belegt wird, sondern auch der Möglichkeit
einer starken Reduzierung der Breite der Kanäle, die zwischen jeder Windungswicklung
und der folgenden belassen wird, um Ölzirkulation zu erlauben, wobei eine
derartige Verringerung als Folge des verbesserten Wärmeaustausches
erreicht wird, der durch die vorliegende Erfindung geboten wird.
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Es
ist auch auszuführen,
dass eine Beseitigung von Papier, das gewöhnlich in mehreren überlagerten
Schichten in traditionellen Umhüllungen
angeordnet ist, eine wesentliche Verringerung der Kabelproduktionskosten
involviert.
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Die
Erfindung scheint auch eine Verbesserung in Bezug auf bekannte Kabel
zu sein, die mit netzähnlichen
Bändern
umhüllt
sind, die im Vergleich mit den fadenähnlichen Elementen, die in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, höhere Produktionskosten
aufweisen.
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Eine
Umhüllung
mit netzähnlichen
Bändern veranlasst
ferner die Verwendung einer größeren Menge
von Material, um eine Umhüllung
durchzuführen,
und folglich eine Verringerung einer Wärmebeseitigung von abgeflachten
Drähten.
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Offensichtlich
können
viele Modifikationen und Variationen an der Erfindung, wie erdacht,
durchgeführt
werden, von denen alle in den Bereich des erfinderischen Konzeptes
fallen, das sie charakterisiert.
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Während mit
Bezug auf die Realisierung einer Niederspannungswindung für elektrische
Transformatoren beschrieben, kann das Kabel in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung insbesondere unter beliebigen anderen Umständen verwendet
werden, wenn Stromwerte, für
die das Kabel gestaltet ist, das Vorhandensein einer elektrischen
isolierenden Schicht aus Papiermaterial nicht notwendig machen.
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Es
ist auch auszuführen,
dass eine Anwendung des zerreißbaren
bandähnlichen
Einsatzes auch vorteilhafter Weise in Kabeln mit einer Umhüllung verwendet
werden kann, die aus netzähnlichen Bändern besteht
oder vollständig
ohne Umhüllung ist,
ebenso wie beliebigen Umständen,
wenn es wünschenswert
ist, das Kabel vor mechanischen Belastungen oder Verwitterungsursachen
oder vor dem Angriff anderer Substanzen zu schützen, mit denen das Kabel während Beförderung
und/oder Lagerung in Berührung
gebracht werden kann, ebenso wie während des Schrittes, der Herstellung
von Windung 26 involviert.