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Elektrische Drahtwicklung, insbesondere Heizdrahtwicklung
EP0997914A2
European Patent Office
- Other languages
English French - Inventor
Rudolf Sellner - Current Assignee
- ABB Patent GmbH
Worldwide applications
Application EP99119945A events
1999-10-11
2000-05-03
2003-10-08
2005-04-20
Application granted
2005-04-20
2019-10-11
Anticipated expiration
Status
Expired - Lifetime
Description
translated from
Die Erfindung betrifft eine elektrische Drahtwicklung nach dem Oberbegriff des Anspruches
1.
Aus der DE 196 19 453.9 ist bekannt, daß eine elektrische Drahtwicklung, insbesondere
eine Heizdrahtwicklung, auf einen Isolierkörper aufgebracht wird, der zur Führung
der einzelnen Windungen mit Kerben versehen ist. Die Aufgabe dieses Trägerkörpers
oder Kerns besteht darin, die einzelnen Windungen gegen Kurzschluß zu fixieren. Dabei
dient der Trägerkörper dazu, ein Zusammenziehen der Heizleiterwindungen zu vermeiden.
Bei einem Kurzschlußstrom entstehen in den Drahtwindungen Temperaturen
bis 950° C, was eine Änderung des Durchmessers der Drahtwicklung zur Folge hat,
was dazu führen kann, daß nach Ende des Kurzschlusses die einzelnen Windungen
nicht mehr in ihre ursprüngliche Lage zurückgelangen.
Aus der GB 151 033 ist eine Drahtwicklung bekannt geworden, die um einen torusförmigen
Körper herumgewickelt ist, wobei dieser Körper eine rechteckige Querschnittsform
mit an den Innen- und Außenflächen axial verlaufenden Nuten aufweist. Die Windungen
sind so auf den Körper gewickelt, daß sie an allen vier Seiten der Querschnittsform
anliegen.
Die Montage der Drahtwicklung ist dabei relativ kompliziert, da die Windungen nicht
vorab gefertigt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Trägerkörper aus isolierendem Material für eine
Drahtwicklung der eingangs genannten Art zu schaffen, der die Nachteile der bekannten
Anordnungen vermeidet und darüber hinaus auch einfach montierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß also besitzt der Trägerkörper eine rechteckige, vorzugsweise quadratische
Querschnittsform, deren Längskanten Einkerbungen aufweisen, in denen die
Heizwicklung schraubenförmig gewickelt ist, wobei die Windungen eine Zylinderfläche
umgeben, deren Durchmesser dem Durchmesser der Innenhüllfläche der Einkerbungen
entspricht.
Damit besteht die Möglichkeit, die Drahtwicklung aus geeignetem, relativ steifen Material
vorher zu fertigen und auf den Trägerkörper einfach durch Aufschrauben aufzubringen.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Trägerkörper einstückig, wodurch hierbei die
Einschraubmontage besonders leicht möglich ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Trägerkörper zweistückig ausgebildet,
wobei die beiden Teilstücke federnd auseinandergedröckt sind.
Dadurch wird einerseits erreicht, daß die Montage insoweit vereinfacht ist, als auch hier
die Wicklung aufgeschraubt werden kann. Darüber hinaus folgen auch in einem Kurzschlußfall
und einer Änderung des Durchmessers der Wicklung die beiden Teilstücke
des Trägerkörpers den Windungen, so daß sichergestellt ist, daß ein Zusammenziehen
der Windungen aufgrund der Führung in den Nuten verhindert ist.
Darüber hinaus können auch Drahtwicklungen mit größerem oder kleinerem Innendurchmesser
gewählt werden, so daß hierdurch eine Verlängerung oder Verkürzung
der Heizleiter länger möglich wird. Weiterhin kann aufgrund der außenliegenden Heizleiterwindungen
die Abstrahlwärme zusätzlich für einen thermischen Auslösevorgang
mitgenutzt werden.
Zwar ist aus der DE 123 270 C bekannt geworden, eine Drahtwicklung um zwei Teilstücke
herumzuwickeln, wobei beide Teilstücke federnd auseinandergedrückt sind. Besondere
Einkerbungen wie bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Trägerkörpers
sind nicht vorhanden und darüber hinaus ist wegen der langgestreckt flachen
Rechteckform ein Aufbringen der Wicklung durch Aufschrauben nicht möglich.
Als Federanordnung können Schraubenfedern, Bandfedern oder eine sog. Spannhülse,
das ist eine rohrförmige Bandfeder, die einen Längsschlitz aufweist, verwendet werden.
In besonders vorteilhafter Weise befinden sich auf sich gegenüberliegenden Flächen
des Trägerkörpers Längsrillen zur Aufnahme eines Haltewerkzeuges; dann, wenn der
Trägerkörper aus zwei Teilstücken zusammengesetzt ist, können die beiden Teilstücke
mittels geeigneter Werkzeuge gegeneinandergedrückt werden, so daß der Trägerkörper
mit diesem Werkzeug ins Innere der Drahtwicklung eingesetzt werden kann.
Mit dieser Ausgestaltung besteht auf einfache Weise die Möglichkeit. daß der Trägerkörper
festgehalten und die vorher hergestellte Drahtwicklung auf den Trägerkörper
aufgeschraubt wird.
Zu diesem Zwecke besitzt der Trägerkörper auf wenigstens zwei sich gegenüberliegenden
Seiten Längsrillen zur Aufnahme eines Haltewerkzeuges.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung, gleichgültig, ob der Trägerkörper
einteilig oder zweiteilig ist, können die Längskanten des Trägerkörpers abgerundet
oder scharfkantig sein.
Als Material für den Trägerkörper bzw. für die beiden Teile kann Keramik oder Duroplast
verwendet werden.
Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt
sind, sollen die Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
- Fig. 1 und 2
- unterschiedliche Teile eines Trägerkörpers,
- Fig. 3
- eine Aufsicht auf die Stirnseite einer Drahtwicklung,
- Fig. 4
- eine Seitenansicht der Drahtwicklung gemäß Fig. 3,
- Fig. 5
- eine weitere Ausführungsform der Drahtwicklung,
- Fig. 6
- eine Ausführungsform mit modifizierter Federanordnung,
- Fig. 7
- eine Ausführungsform mit einer Schraubenfederanordnung, und
- Fig. 8
- eine Aufsicht auf die Drahtwicklung mit einem einteiligen Körper.
Es sei nun Bezug genommen auf die Fig. 3 und 4.
Eine Drahtwicklung 10 besitzt einen Wicklungseingang 11 und einen Wicklungsausgang
12, wobei der Wicklungseingang 11, wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, im Bereich
der Mittelebene radial senkrecht verläuft, wogegen das Abgangsende 12, wie aus der
Fig. 3 ersichtlich ist, einen tangentialen Abschnitt 13 aufweist, an den ein radial und
senkrecht zum tangentialen Abschnitt 13 verlaufender Abschnitt 14 anschließt, an den
wiederum ein axial verlaufender Abschnitt 15 angeschlossen ist.
Die Enden 11 und 12 sind in ortsfesten elektrischen Anschlüssen 16 und 17 geführt.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Ausgestaltung, Zuordnung und Anordnung der
Drahtenden 11 und 12 völlig anders sein kann; selbstverständlich könnte der Drahtabgang
11 tangential und der Drahtabgang 12 ebenfalls tangential verlaufen. Dies ist
auch für die Erfindung nicht von Bedeutung.
Die Drahtwicklung besitzt mehrere Windungen 18, die durch einen Trägerkörper 19 geführt
sind.
Der Trägerkörper 19 ist aus zwei Teilen 20 und 21 aufgebaut, zwischen denen eine
Federanordnung 22 angeordnet ist, die, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, eine gewellte
Blattfeder ist.
Die Fig. 1 und 2 zeigen nun unterschiedliche Ausgestaltungen der Teile 20 und 21. Das
eine Teil, welches dem Teil 20 entspricht und in Fig. 1 die Bezugsziffer 30 aufweist, ist
ein langgestreckt flaches Bauteil mit auf gegenüberliegenden Flachseiten angeordneten
Rillen 31 und 32, von denen die Rille 32 zur Aufnahme der Feder 22 dient. Der
Querschnitt der Rille 32 ist rechteckig und sie liegt etwa im mittleren Bereich des langgestreckten
Teiles 30.
Die im montierten Zustand außenliegende obere Fläche 33 besitzt abgerundete Längskanten
34 und 35, in denen jeweils Kerben 36 angebracht sind, in die die Windungen
im montierten Zustand eingreifen können. Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 sind die
dem gegenüberliegenden Teil zugewandten Längskanten des Teiles 33 nicht mit Kerben
versehen.
Die Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der ein Trägerkörper 37 auf seiner Außenseite
eine Längskante 39 aufweist, in der den Kerben 36 entsprechende Kerben 40 eingebracht
sind. Dabei sind die dem gegenüberliegenden Teil zugewandten Längskanten
bzw. benachbarten Längskanten 41 mit einem Radius versehen. Bei beiden Teilen ist
die Rille 32 bzw. 42 rechteckig und so bemessen, daß die Federanordnung (siehe Fig.
3 und 4) in diese Rille hineinpaßt.
Die Fig. 3 zeigt einen Trägerkörper 43, der aus zwei Teilen 30 zusammengesetzt ist.
Zur Montage wird die Drahtwicklung mit den Windungen 18 gewickelt, die beiden Teile
20/30, 21/30 gegen den Druck der Blattfederanordnung 22 soweit zusammengedrückt.
daß der Trägerkörper 43 in den Innenraum der Drahtwicklung eingeschoben werden
kann; durch Freigabe der beiden Teile legen sich die Heizwindungen in die entsprechenden
Kerben 36 ein. Die außen befindlichen Rillen 31 (um zu zeigen, daß bei dem
Teil gemäß Fig. 2 die außen befindliche Rille die gleiche Funktion besitzt) haben bei
dem Teil gemäß Fig. 2 ebenfalls die Bezugsziffer 31 erhalten. Diese beiden Rillen dienen
dazu, mittels eines geeigneten Werkzeuges die beiden Teile 20/30, 21/30 gegeneinanderzudrücken,
um sie montieren zu können.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 sind innerhalb der Drahtwicklung 10 die Körper gemäß
Fig. 2 mit den scharfen, gekerbten Längskanten 39 unter Zwischenfügung der
Blattfederanordnung 22 eingesetzt.
Die Fig. 6 zeigt eine Stirnansicht eines Trägerkörpers 50 mit zwei Teilen 51 und 52,
wobei auf den sich gegenüberliegenden Flächen kreisbogenförmige Rillen 53 und 54
eingebracht sind, die zur Führung einer geschlitzten Röhrenfeder 55 dienen. Bei dieser
Anordnung gemäß Fig. 6 sind auch die den Rillen 31 entsprechenden außenliegenden
Rillen 56 und 57 kreisbogenförmig abgerundet.
Die Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Anstatt einer Blattfeder
bzw. einer Spannhülse ist hier zwischen den beiden Teilen (die hier keine Bezugsziffer
erhalten haben) eine Druckfederanordnung eingesetzt.
Die Ausgestaltung nach Fig. 8 zeigt einen einteiligen Trägerkörper 59, dessen Längskanten,
ebenso wie bei den Teilen der Fig. 7, abgerundet sind und die Querrillen aufweisen,
die als Distanzierungsnuten dienen, in der gleichen Weise wie bei der Ausführung
gemäß Fig. 1 und 2 bzw. 3 beim zweiteiligen Trägerkörper.
Auf allen sich gegenüberliegenden Längsseiten des Trägerkörpers 59 sind Längsrillen
60 eingebracht, die den Längsrillen 31 und 42 entsprechen; in diese Längsrillen kann
ein Werkzeug eingreifen und in die schon vorgefertigte Drahtwicklung 10 praktisch eingeschraubt
werden. Es besteht darüber hinaus auch die Möglichkeit, daß die Drahtwicklung
10 um den Trägerkörper 59 herumgewickelt wird.
Die beiden Teile des Trägerkörpers bzw. der einteilige Trägerkörper können aus Keramik
oder Duroplast hergestellt sein.
Claims (10)
Hide Dependent
translated from
Claims (10)
Hide Dependent
translated from
- Elektrische Drahtwicklung, insbesondere Heizdrahtwicklung, bei der der Draht schraubenartig um einen Trägerkörper gewickelt ist, der daran angepaßte Distanzierungsrillen aufweist, in die die einzelnen Windungen eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (43; 50) eine rechteckige, vorzugsweise quadratische Querschnittsform aufweist, deren Längskanten als Distanzierungsnuten dienende Einkerbungen aufweisen, in die die Windungen eingelegt sind, wobei die Windungen eine Zylinderfläche umgeben, deren Durchmesser der Innenhüllfläche der Einkerbungen entspricht.
- Drahtwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper einstückig ist.
- Drahtwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß der Trägerkörper zwei Teilstücke aufweist, die federnd auseinandergedrückt sind.
- Drahtwicklung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (20, 21) an den sich gegenüberliegenden innenliegenden Flächen mit längsverlaufenden Rillen (32, 42; 53, 54) versehen sind, in denen die Federanordnung (22, 55) geführt ist.
- Drahtwicklung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (22) eine Bandfederanordnung ist und daß die Rillen (32, 42) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
- Drahtwicklung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung eine Schraubenfederanordnung (58) ist und daß die Rillen einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
- Drahtwicklung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (53, 54) kreisbogenförmig sind und daß die Federanordnung (55) eine rohrförmige Bandfeder (55) ist, die einen Längsschlitz aufweist.
- Drahtwicklung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf wenigstens zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Trägerkörpers Längsrillen zur Aufnahme eines Haltewerkzeuges vorgesehen sind.
- Drahtwicklung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längskanten des Trägerkörpers mit den Einkerbungen abgerundet sind.
- Drahtwicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet. daß die Längskanten des Trägerkörpers mit den Kerben scharfkantig sind.