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Wicklungspresse Gegenstand der Erfindung ist eine Wicklungspresse,
insbesondere für Transformatoren und Drosselspulen, mit an der Wicklung angreifenden
federnden Druckelementen. Da sich die Wicklungen im Betrieb bekanntlich nach längerem
Gebrauch setzen oder näher zusammenrücken, muß dafür gesorgt werden, d.aß die Wicklungspressung
stets aufrechterhalten bleibt, damit bei etwa au ftretenden Kurzschlüssen oder sonstigen
stärkeren Beanspruchungen durch axiale Kräfte die Wicklungen sich nicht verschieben
können und dadurch unter Umständen beschädigt oder zerstört werden. Da eine Nachstellung
der Spannelemente von Hand umständlich ist, fehlte es nicht an Vorschlägen, durch
die eine automatische Nachstellung erreicht werden sollte. So wurden die verschiedensten
Ausführungen und Anordnungen von Federpressen bekannt, die unter Verwendung von
Spiral-, Blatt-oder Evolutfedern arbeiteten. Auch magnetische Nachstelleinrichtungen
wurden schon vorgeschlagen. Den ersten Einrichtungen haftete der Nachteil an, -daß
bei ihnen die Druckkräfte auf die Wicklung rasch nachließen, sobald die Wicklung
sich zusammengesetzt hatte. Die zweiten Ausführungsarten dagegen waren umständlich
und außerdem platzraubend. Um nun diese Nachteile zu vermeiden, wurden auch Preßvorrichtungen
bekannt, bei denen Federn für das Nachstellen vorgesehen waren, während dagegen
die auftretenden Axialkräfte, beispielsweise bei Kurzschlüssen, von besonderen nicht
oder nur schlecht zusammendrückbaren Elementen aufgefangen wurden. Hierfür wurden
flüssigkeitsgefüllte
Druckzylinder bekannt, Druckspindeln oder Keile, die durch Federn oder magnetische
Einrichtungen nachgeschoben wurden. Der Nachteil dieser Preßvorrichtungen war, daß
sie durchweg kompliziert im Aufbau und empfindlich waren. LTberdies waren sie teuer
und beanspruchten gleichfalls viel Platz zu ihrer Unterbringung.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen und eine
einfache und billige Wicklungspreßeinrichtung zu schaffen, bei oder zwar beim Zusammensinken
der Wicklung und bei dem darauffolgenden Ausdehnen der Federelemente der ständige
Druck auf die Wicklung auch nachläßt, bei der aber die zum Zusammendrücken der Federn
notwendige Kraft trotzdem um ein Vielfaches größer ist als bei üblichen Federn.
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Gemäß der Erfindung werden Federelemente verwendet, die eine solche
Charakteristik haben, daß die zum Spannen der Feder erforderliche Kraft (Federspannkraft)
um ein Vielfaches größer ist als die Kraft, mit der die gespannte Feder sich ausdehnen
will (Rückstoßkraft).
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Für diesen Zweck kommen Federausführungen in Frage, bei denen beim
Zusammenpressen größere Reibungskräfte zu überwinden sind, wobei der Reibungs-eviderstand
insbesondere durch Reibung der Federn an fremden Bauteilen oder durch gegenseitige
Reibung der Federglieder aneinander erzeugt wird. Als besonders zweckmäßig erweisen
sich hierfür die unter dem Namen Ringfedern bekanntgewordenen Federn. Diese sind
in der Weise hergestellt, daß ein Stapel von geschlossenen oder geschlitzten Ringen,
von denen die einen eine doppelkonische Außenmantelfläehe und-die anderen eine doppelkonische
Innenmantelfläche haben, abwechselnd so aufeinandergesetzt wird, daß ihre Konusse
ineinandergreifen. Da beim Zusammenpressen dieser Federn außer der reinen Formänderungsarbeit
des Ringmaterials auch eine .beträchtliche Reibungsarbeit auftritt, werden beim
Entspannen die Formänderungskräfte des Ringmaterials um den beim Spannen aufgewendeten
Reibungswiderstand vermindert. Dadurch kommt es, -daß die Federrückstoßkraft bei
diesen Federn bedeutend kleiner ist als die zum Zusammenrücken der Fender benötigte
Federspannkraft. Gerade wegen dieser Eigenschaft eignen sich Ringfedern besonders
gut für Wicklungspressen, denn hier ist wesentlich, daß die Wicklung im Normalbetrieb
mit mäßigem Druck gepreßt wird, daß aber auf die Wicklung bei Beanspruchung durch
die in axialer Richtung wirkenden. Kurzschlußkräfte, welche die. Wicklung auseinanderzutreiben
versuchen, möglichst große Kräfte wirken, so daß ein Schwingen oder Hämmern der
Wicklung völlig vermieden ist.
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An Hand der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
zeigt, soll die Erfindung näher erläutert wenden.
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In Fig. i ist der Aufbau einer Ringfeder wiedergegeben. io sind dabei
die Federringe mit äußerem Doppelkonus und 2o die mit innenliegendem Doppelkonus.
Die Fig. 2 dagegen läßt eine beispielsweise Anordnung der Ringfedern bei einem im
Schnitt dargestellten Transformator erkennen. i ist der Transformatoreisenkern,
2 und 3 die übereinander angeordneten Wicklungen, die über einem Druckring q. auf
einem am Eisenkern befestigten Winkel g ruhen. 6 ist ein am. Kernoberteil angebrachter
Winkel. Zwischen ,diesem und dem oberen Wicklungsdruckring 7 sind am Umfang gleichmäßig
verteilt mehrere gemäß der Fig. i ausgeführte Ringfedern 8 eingesetzt, und zwar
mit solcher Vorspannung, daß sie sich beim Schrumpfen der Wicklung, das im Rahmendes
normalen Betriebes zu erwarten ist, zwar ausdehnen, trotzdem aber ihre Rückstoßkräfte
auf die Wicklung auch nach dem Schrumpfen noch ausreichend sind. Infolge der Eigenart
der Ringfedern wird. auch in diesem Zustand nach außen hin, also zum Pressen der
Wicklung, ein Mehrfaches dieser Rückstoßkraft wirken. Durch eine entsprechende Wahl
der Federn kann erzielt werden, daß die Kraft, die zum Zusammendrücken der Federn
benötigt wird, größer wird als die zu erwartende äußere Kurzschlußkraft, d. h. also,
daß sich zwar die Wicklung beim Schrumpfen ausdehnen kann, die äußeren Kurzschlußkräfte
aber nicht im Stande sind, die Ringfedern, auch wenn sie bereits gedehnt sind, zusammenzupressen.
Eine Verschiebung der Wicklungen gegeneinander ist also nicht möglich, denn nach
außen hin ist eine solche richtig bemessene Wicklungspresse als vollkommen starr
anzusehen. Sie wirkt also ähnlich wie die bekannten, mit Brems- und Sperrvorrichtungen
arbeitenden Wicklungspressen. Diesen gegenüber hat der Erfindungsgegenstand den
erheblichen Vorteil, daß keine platzraubenden und. komplizierten zusätzlichen Teile
benötigt werden, während er den übrigen, mit Blatt-, Spinal- oder Evolutfedern arbeitenden
Wicklungspressen gegenüber den wesentlichen Vorteil aufzuweisen hat, daß die Kraft,
die zum Zusannnenpressen der Federn notwendig ist, nicht in demselben Verhältnis
kleiner wird wie die beim Ausdehnen der Feder auf die Wicklung wirkende Kraft. Wollte
man mit Spinal-, Blatt-oder Evolutfedern das gleiche erreichen wie mit der erfindungsgemäßen
Feder, dann müßten diese Federn so stark ausgeführt und vorgespannt wenden, daß-die
äußeren Kurzschlußkräfte nicht im Stande wären, die Federn zusammenzupressen. Eine
solche Ausführung würde einerseits viel Platz einnehmen und andererseits würden
auch die Druckbeanspruchungen der Wicklung dauernd so groß sein wie im Kurzschlußfall.
Wicklungen der üblichen Bauart sind aber solchen dauernden großen Beanspruchungen
nicht gewachsen.
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Das Verhältnis Rückstoßkraft zu Federspannkraft kann bei Ringfedern
durch entsprechende Wahl der ineinandergreifenden Konusflächen der einzelnen Federringe
beliebig festgelegt werden. Damit ist es aber möglich, die für jede Wicklung optimale
Preßwirkung zu erzeugen.
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Die Anbringung der Federn an den Wicklungen ist selbstverständlich
nicht auf das in der Zeichnung wiedergegebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Es
können vielmehr beliebige Federanordnungen
gewählt werden. Vor
allem können alle Wicklungen gemeinsam oder jede einzeln für sich gepreßt werden,
oder es können die Federn auf nur einer Wicklungsstirn oder auf beiden Seiten angebracht
sein, und schließlich kann auch die Abstützung der Federn beliebig vorgenommen sein.
Die Federn können u. a. auch auf sogenannten Spannbolzen sitzen, die über die ganze
Wicklungshöhe sich erstrecken und auf deren Enden abgestützt sein.
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Die Verwendung der erfindungsgemäßen Federn, insbesondere Ringfedern,
ist nicht nur wegen ihrer günstigen Federcharakteristik von Vorteil, sondern sie
bringt auch einen beträchtlichen Raumgewinn, weil bei ihr keinerlei Brems- oder
Sperrvorrichtungen erforderlich sind und sie bei gleichen Endleistungen gegenüber
den üblichen Spiral-, Blatt-oder Evolutfedern bedeutend kleinere Abmaße als diese
ergeben.