EP0997914B1 - Elektrische Drahtwicklung, insbesondere Heizdrahtwicklung - Google Patents

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EP0997914B1 EP99119945A EP99119945A EP0997914B1 EP 0997914 B1 EP0997914 B1 EP 0997914B1 EP 99119945 A EP99119945 A EP 99119945A EP 99119945 A EP99119945 A EP 99119945A EP 0997914 B1 EP0997914 B1 EP 0997914B1
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wire winding
grooves
winding according
supporting body
spring arrangement
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C1/00Details
    • H01C1/01Mounting; Supporting
    • H01C1/016Mounting; Supporting with compensation for resistor expansion or contraction

Definitions

  • the invention relates to an electrical wire development according to the preamble of the claim 1.
  • a wire winding which is a toroidal Body is wrapped around, this body has a rectangular cross-sectional shape having axially extending grooves on the inner and outer surfaces. The turns are so wrapped on the body that they are on all four sides of the cross-sectional shape issue.
  • the assembly of the wire winding is dabe relatively complicated, since the windings are not can be made in advance.
  • the object of the invention is to provide a carrier body made of insulating material for a Wire winding of the aforementioned type to create the disadvantages of the known Avoid arrangements and beyond also easy to install, the Wire winding can also be applied to devices in the case of short-circuit currents may occur.
  • the carrier body has an approximately square cross-sectional shape, whose longitudinal edges have notches in which the heating coil is helically wound, wherein the turns surround a cylindrical surface whose Diameter corresponds to the diameter of the inner envelope of the notches.
  • the carrier body is in one piece, whereby in this case the screw-in mounting is particularly easy.
  • the carrier body is formed in two pieces, wherein the two sections are resiliently pressed apart.
  • wire windings with larger or smaller inner diameter be chosen so that thereby an extension or shortening the heating element becomes longer possible.
  • the radiation heat in addition for a thermal tripping operation be co-used.
  • the carrier body longitudinal grooves for receiving a holding tool are located on opposite surfaces the carrier body longitudinal grooves for receiving a holding tool; then if the Carrier body is composed of two sections, the two sections be pressed against each other by means of suitable tools, so that the carrier body can be used with this tool inside the wire winding.
  • the carrier body has at least two opposite ones Make longitudinal grooves for receiving a holding tool.
  • the longitudinal edges of the carrier body can be rounded or be sharp-edged.
  • the carrier body As a material for the carrier body or for the two parts ceramic or thermoset be used.
  • a wire winding 10 has a winding input 11 and a winding output 12, wherein the winding input 11, as shown in FIG. 3 can be seen in the area the center plane extends radially perpendicular, whereas the outgoing end 12, as shown in Fig. 3 it can be seen, a tangential section 13, to which a radially and perpendicular to the tangential section 13 extending portion 14 connects to the in turn, an axially extending portion 15 is connected.
  • the ends 11 and 12 are guided in fixed electrical terminals 16 and 17.
  • Wire ends 11 and 12 can be completely different; Of course, the wire outlet could 11 tangential and the wire outlet 12 also tangential. This is also not important for the invention.
  • the wire winding has a plurality of turns 18 which are guided by a carrier body 19 are.
  • the support body 19 is constructed of two parts 20 and 21, between which a Spring arrangement 22 is arranged, which, as is apparent from Fig. 4, a corrugated Leaf spring is.
  • Figs. 1 and 2 show different embodiments of the parts 20 and 21.
  • Das a part corresponding to the part 20 and having the reference numeral 30 in FIG. 1 is an elongated flat component with arranged on opposite flat sides Grooves 31 and 32, of which the groove 32 serves to receive the spring 22.
  • Of the Cross-section of the groove 32 is rectangular and it lies approximately in the middle region of the elongated Part 30.
  • the outer surface 33 in the assembled state has rounded longitudinal edges 34 and 35, in each of which notches 36 are mounted, in which the turns can intervene in the assembled state.
  • Fig. 2 shows an arrangement in which a carrier body 37 on its outer side a longitudinal edge 39, in which the notches 36 corresponding notches 40 introduced are.
  • the opposite part facing longitudinal edges or adjacent longitudinal edges 41 provided with a radius.
  • the groove 32 or 42 rectangular and dimensioned so that the spring arrangement (see FIG. 3 and 4) fits into this groove.
  • FIG. 3 shows a carrier body 43, which is composed of two parts 30.
  • the two parts 20/30, 21/30 pressed against the pressure of the leaf spring assembly 22 so far. that the carrier body 43 are inserted into the interior of the wire winding can; by releasing the two parts, the Schuwindept put in the appropriate Notches 36.
  • the outboard grooves 31 (to show that in the Part of FIG. 2, the outside groove has the same function) have at the part of FIG. 2 also the reference numeral 31 is obtained. These two grooves serve to press the two parts 20/30, 21/30 against each other by means of a suitable tool, to assemble them.
  • the bodies are arranged inside the wire winding 10 Fig. 2 with the sharp, notched longitudinal edges 39 with the interposition of Leaf spring assembly 22 used.
  • FIG. 6 shows an end view of a carrier body 50 with two parts 51 and 52, wherein on the opposite surfaces circular arc grooves 53 and 54th are introduced, which serve to guide a slotted tube spring 55. At this Arrangement of FIG. 6 are also the grooves 31 corresponding external Grooves 56 and 57 rounded in a circular arc.
  • Fig. 7 shows a further embodiment of the invention.
  • a leaf spring or a clamping sleeve is here between the two parts (which here no reference numeral have received) used a compression spring arrangement.
  • FIG. 8 shows a one-piece carrier body 59, whose longitudinal edges, as in the parts of Fig. 7, are rounded and have the transverse grooves, which serve as Distanzianssnuten, in the same manner as in the execution 1 and 2 or 3 in the two-part carrier body.
  • the carrier body 59 On all opposite longitudinal sides of the carrier body 59 are longitudinal grooves 60 introduced corresponding to the longitudinal grooves 31 and 42; in these longitudinal grooves can engage a tool and practically screwed into the already prefabricated wire winding 10 become. There is also the possibility that the wire winding 10 is wound around the support body 59.
  • the two parts of the carrier body or the one-piece carrier body may be made of ceramic or thermosetting plastic.

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Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Drahtentwicklung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
In der nicht veröffentlichten DE 196 19 453.9 ist beschrieben, 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 dabe relativ kompliziert, da die Windungen nicht vorab gefertigt werden können.
Aus der US 4 238 756 A1 ist eine elektrische Widerstandseinheit mit zwei etwa dreieckförmigen Körpern beschrieben, wobei die Spitze der Dreieckform abgeflacht ist. Die dadurch gebildete Fläche verläuft parallel zur Grundfläche dieser Dreieckform und ist, gemessen quer zur Längserstreckung deutlich schmaler als die Grundfläche. Dadurch überdeckt die freie Strecke der Windungsabschnitte zwischen den Rillen, die in entgegengesetzter Richtung an den beiden Trägerkörpem nach außen offen sind, etwa den halben Umfang der nebeneinanderliegenden Windungen.
Aus der DE 123 270 C ist eine Widerstandsspule bekannt geworden, bei welchen Federn zum Spannen der Widerstandsdrähte Anwendung finden. Die Wicklung ist um zwei Formstücke aus isolierendem Material herumgewickelt, die durch Fedem auseinander gedrückt werden, so dass die freien Windungsabschnitte zwischen den Formstücken gespannt sind. Maßnahmen, mit denen verhindert wird, dass sich im Falle eines durch die Windungen hindurchfließenden Kurzschlussstromes, die Windungen selbst berühren, sind nicht getroffen.
Ähnliches gilt auch für die Ausführung nach der US 5 298 723, die eine Drahtwicklung zeigt, bei der die einzelnen Windungen selbst wieder schraubenförmig gewendelt sind.
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, wobei die Drahtwicklung auch bei Geräten Anwendung finden kann, bei der Kurzschlussströme auftreten können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß also besitzt der Trägerkörper eine annähernd quadratische Querschnittsform, deren Längskante 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 auseinandergedrückt 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, wie oben erwähnt, aus der DE 123 270 C bekannt geworden, eine Drahtwicklung um zwei Teilstücke herumzuwickeln, die 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, Bandfedem oder eine sogenannte 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 Stellen 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)

  1. Elektrische Drahtwicklung (10), insbesondere Heizdrahtwicklung, bei der der Draht schraubenartig um einen Trägerkörper (43; 50) gewickelt ist, der daran angepasste Distanzierungsnuten aufweist, in die die einzelnen Windungen eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (43; 50) eine annähernd quadratische Querschnittsform aufweist, deren Längskanten als Distanzierungsnuten dienende Einkerbungen (36, 40) aufweisen, in die die Windungen (18) eingelegt sind, wobei die Windungen (18) eine Zylinderfläche umgeben, deren Durchmesser der Innenhüllfläche der Einkerbungen (36, 40) entspricht.
  2. Drahtwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper einstückig ist.
  3. Drahtwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper zwei Teilstücke (43; 50) aufweist, die federnd auseinandergedrückt sind.
  4. 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.
  5. Drahtwicklung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung (22) eine Bandfederanordnung ist und dass die Rillen (32, 42) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
  6. Drahtwicklung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung eine Schraubenfederanordnung (58) ist und dass die Rillen einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
  7. 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.
  8. Drahtwicklung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf wenigstens zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Trägerkörpers Längsrillen (31) zur Aufnahme eines Haltewerkzeuges vorgesehen sind.
  9. Drahtwicklung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längskanten des Trägerkörpers mit den Einkerbungen abgerundet sind.
  10. Drahtwicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längskanten des Trägerkörpers mit den Kerben scharfkantig sind.
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EP0997914A3 EP0997914A3 (de) 2003-10-08
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