EP3834214A1 - Spulenanordnung mit einer stützanordnung - Google Patents

Spulenanordnung mit einer stützanordnung

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EP3834214A1
EP3834214A1 EP19765636.6A EP19765636A EP3834214A1 EP 3834214 A1 EP3834214 A1 EP 3834214A1 EP 19765636 A EP19765636 A EP 19765636A EP 3834214 A1 EP3834214 A1 EP 3834214A1
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EP
European Patent Office
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support element
coil
support
winding layer
prongs
Prior art date
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Application number
EP19765636.6A
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English (en)
French (fr)
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EP3834214B1 (de
Inventor
Josef Eder
Rainer Schuster
Bernhard Fröhlich
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Coil Holding GmbH
Original Assignee
Coil Holding GmbH
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Publication date
Application filed by Coil Holding GmbH filed Critical Coil Holding GmbH
Publication of EP3834214A1 publication Critical patent/EP3834214A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3834214B1 publication Critical patent/EP3834214B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/006—Details of transformers or inductances, in general with special arrangement or spacing of turns of the winding(s), e.g. to produce desired self-resonance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/303—Clamping coils, windings or parts thereof together
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00
    • H01F37/005—Fixed inductances not covered by group H01F17/00 without magnetic core

Definitions

  • the invention relates to a coil arrangement in a star-free and / or core-free design, with a first coil and with a support arrangement for supporting the first coil with its first end region on a footprint.
  • WO 2014/138762 A1 describes an air choke coil with a device for pitch compensation of its winding layers, the device being intended to be arranged under the winding layers or above the winding layers.
  • the air choke coil comprises at least two concentrically and radially spaced winding layers.
  • the device comprises a combination of a set of strip-shaped stem leaves, which are each intended for radial arrangement below or above the winding layers and are provided along one edge with at least one receiving slot starting from the edge.
  • a second set of strip-shaped compensating blades is provided, each of which is provided along an edge of at least one insertion slot starting from the edge.
  • a compensating blade can be inserted in a form-fitting manner into each receiving slot of a star blade and since the stem blade engages in a positive-locking manner in its insertion slot.
  • the slot depths of at least two receiving slots of the set of stem sheets are different.
  • the equalizing sheets are supported with their end faces directly against the end faces of the winding layers. So that a vertical alignment of the longitudinal axis of the air choke coil could be achieved, however, with coils, especially with a few winding layers, stable support of the coils could not be achieved without additional stiffening measures, in particular winding systems or struts.
  • the object of the present invention was to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a coil arrangement with a support arrangement by means of which secure and stable support of the coil arrangement on the installation surface can be achieved.
  • a simple tower-like structure of several coils one above the other should also be made possible.
  • the coil arrangement according to the invention is designed in particular as a stem-free and / or core-free air choke coil which comprises the coil arrangement:
  • first coil with at least one first winding layer, the first coil having a first end region and a second end region spaced in the direction of a first longitudinal axis thereof, and a first outer dimension and a first one in the radial direction with respect to the first longitudinal axis Internal dimension is formed,
  • a support arrangement comprising a plurality of first support elements, in particular at least three first support elements, the first coil being able to support the first coil with its first end region on a footprint by means of the first support elements, wherein
  • the first support elements are fork-shaped and each comprise a first support element base and at least one first inner support element prong and at least one first outer support element prong, the support element prongs each projecting from the first support element base and being spaced apart from one another to form a first receiving slot, and the first Receiving slot extends in a slot longitudinally continuously between the at least one first inner support element tooth and the at least one first outer support element tooth,
  • the first support elements are arranged on the at least one first winding layer of the first coil such that the at least one first winding layer is received in the first receiving slot and the at least one inner first support element prong is located on the side of the at least one first winding layer facing the first longitudinal axis and the at least one outer first support element prong is located on the side of the at least one first winding layer facing away from the first longitudinal axis, and where at
  • the at least one first winding layer is supported with its first end region on one of the first support element bases.
  • the advantage achieved in this way is that the fork-shaped design of the support elements so that in the radial direction secure reception and support of one coil each, in particular the at least one winding layer thereof, is achieved.
  • the support element base of each support element serves to support the winding position of the coil in at least one of its tuning areas. It also ensures that only one selected application is number of winding layers of the first coil is received in the first receiving slot. With the first support element, an exact centering and alignment of the entire coil is also possible.
  • the provision and arrangement of the support elements make it possible to dispense with the arrangement of the otherwise conventional, electrically conductive winding stars. This has the advantage that it reduces electrical losses due to induced currents (eddy current losses).
  • the vibrations and / or mechanical resonances otherwise occurring in the winding system are avoided, as a result of which the coil arrangement is reduced in noise and the noise emission is greatly reduced during operation.
  • the omission of the winding system or systems also results in a reduction in the overall height of the coils in their axial direction. This favors the electromagnetic coupling of the coils if they can be arranged one above the other, since these can be arranged closer to one another. Since the core area of the coil is predominantly to completely free and open, at least one further coil can also be accommodated and arranged within a coil. A possible so-called nesting of at least two coils into one another is thus achieved.
  • Another possible embodiment has the features that only a first winding layer is accommodated in the first receiving slot. This makes it possible to ensure that only one of the winding layers of the first coil can be accommodated in the first receiving slot and that the entire coil can be exactly centered and aligned by means of the first support element.
  • At least one second coil with at least one second winding layer is provided, the second coil having a first end region and a second end region spaced therefrom in the direction of a second longitudinal axis, and of the second coil in the radial direction with respect to the second Longitudinal axis is formed a second outer dimension and a second inner dimension, and that the support arrangement further comprises a plurality of support assemblies, each of the support assemblies comprising a first support element and a second support element, and that the first support elements in the second end region of the first coil and the second support elements in the first end region of the second coil facing the second end region of the first coil are arranged.
  • first support elements on the first th coil and second support elements on the second coil each form an associated support assembly.
  • the tower-shaped arrangement of the coils on top of one another is thus simply made possible. This is particularly the case with a so-called starless or coreless coil formation.
  • the two support elements, each forming a support assembly are arranged on the respective stimulating areas, which are then connected to one another in a supporting manner.
  • the mutual support of the associated support elements can either take place directly on top of one another or by means of an additional coupling element.
  • the coil located above is supported on the further coil arranged below it in a load-bearing manner, this taking place in the area of the mutually facing stimulating areas.
  • the second support elements are also fork-shaped and each comprise a second support element base and at least one second inner support element prong and at least one second outer support element prong, the support element prongs each projecting from the second support element base and forming a second receiving slot are arranged spaced apart from one another and the second receiving slot extends continuously in a slot longitudinal extension between the at least one second inner support element prongs and the at least one second outer support element prongs. Due to the likewise fork-shaped design of the second support elements, a take-up and support of one coil in each case, in particular the at least one winding layer thereof, can be achieved in the radial direction.
  • the support element base of each support element serves on the one hand to support the winding position of the coil in its end region and on the other hand it serves to ensure load transfer to the further coil.
  • Another preferred embodiment is characterized in that the second support elements are arranged on the at least one second winding layer of the second coil in such a way that the at least one second winding layer is accommodated in the second receiving slot and the at least one inner second support element prong is on the The second longitudinal axis facing side of the at least one second winding layer and the at least one outer second support element prong is located on the side of the at least one second winding layer facing away from the second longitudinal axis and that the at least one second winding layer with its first end region each on one of the second support element bases is supported.
  • This can ensure that only a selected number of winding layers of the second coil can be accommodated in the second receiving slot and that the entire coil can be exactly centered and aligned by means of the second support element.
  • a further possible embodiment has the features that only a second winding layer is accommodated in the second receiving slot. This can ensure that only one of the winding layers of the second coil can be accommodated in the second slot and that an exact centering and alignment of the entire coil can take place by means of the second support element.
  • first support element and the second support element of each support assembly are each arranged in an alignment that is aligned in the radial direction and that the first support element and the second support element of each support assembly are connected to one another in a supporting manner. Directed, wall-free load transmission from the coil arranged above to the coil arranged below this coil can thus be achieved. Furthermore, this creates the possibility of training the face-end region facing each other openly.
  • a further possible embodiment has the features that the support elements with their inner support element prongs lie on an inner circumferential surface of the at least one winding layer and with their outer support element prongs on an outer circumferential surface of the at least one winding layer are arranged in each case thereon, and that at least some of the first support elements are included of the at least one first winding layer of the first coil are fixedly connected and / or that at least some of the second support elements are fixedly connected to the at least one second winding layer of the second coil. Due to the fact that the support element, which is arranged opposite each other, is in direct contact, stable and almost pivot-free support of the coils can be created.
  • Another alternative embodiment is characterized in that a plurality of inner support element tines and / or a plurality of outer support element tines are provided and the inner Ren support element prongs and / or the outer support element prongs are arranged spaced apart from one another in the direction of the slot.
  • an inner slot penetrating the support element base is formed between the inner support element tines and / or an outer slot passing through the support element base between the outer support element tines.
  • a further possible and possibly alternative embodiment has the features that the support element base comprises a central support web and the at least one central support web is arranged stretching within the receiving slot and in the direction of the longitudinal slot extension.
  • a further embodiment provides that the at least one inner support element prong has an inner support element prong width in the normal direction with respect to the slot longitudinal extension, which inner support element prong width corresponds at most to a radial distance between immediately adjacent winding layers of a coil. This means that an additional distancing effect for directly adjacent, coaxial winding layers can be created with a multiple arrangement of the inner support element prongs.
  • the support element base comprises at least one inner support web, which is arranged at least one inner support web on the side of the inner support element prong facing away from the receiving slot.
  • the at least one outer support element prong has an outer support element prong width in the normal direction with respect to the longitudinal slot extension, which outer support element prong width corresponds to a radial distance between immediately adjacent winding layers of a coil. A spacing effect of a winding layer of the respective coil additionally arranged outside the receiving slot can thus also be achieved.
  • the support element base comprises at least one outer support web, which is arranged at least one outer support web on the side of the outer support element prong facing away from the receiving slot.
  • This can also be a safe support of an additional, outer winding layer on the respective support element, it aims.
  • the support elements are formed in particular from a plastic material, preferably reinforced with fibers, and are formed by means of a manufacturing process selected from the group of 3-D printing, casting, injection molding, pressing, transfer molding.
  • a manufacturing process selected from the group of 3-D printing, casting, injection molding, pressing, transfer molding.
  • Another alternative embodiment is characterized in that the inner support element prongs, the outer support element prongs and the support element base of each support element form an associated, one-piece component.
  • a compact, related component can be created, which can be arranged directly on the respective coil as a stable unit, in particular attached to it.
  • a further possible embodiment has the features that the at least one inner support element prong and / or the at least one outer support element prong are each formed on the side facing away from the support element base in a roof-shaped or wedge-shaped manner. Due to the roof-shaped or wedge-shaped tapering design of the ends of the Support element tines can largely prevent dirt or dust from depositing on the top of the support element tines.
  • a further embodiment provides that the at least one inner support element prong and / or that of the at least one outer support element prong are formed on the side facing away from the support element base to the side facing away from the receiving slot and in the direction of the support element base. This allows material accumulation in the end area to be minimized and the deposit of dust and dirt to be made more difficult.
  • the second longitudinal axis of the second coil is aligned with respect to the first longitudinal axis of the first coil. This enables an exact coaxial alignment of the coils arranged one above the other to be achieved. By aligning the two longitudinal axes to each other, a defined load transfer from the upper coil to the lower coil can be achieved.
  • Another embodiment is characterized in that the second outer dimension and the second inner dimension of the second coil are arranged in a radial direction within an annular area defined by the first outer dimension and by the first inner dimension of the first coil.
  • Another possible embodiment has the features that the first support element and the second support element of a support assembly are supported directly on one another and are connected to one another by means of connecting means, in particular are screwed together.
  • the selected dimensions of the coils allow a direct, immediate load transfer between the support elements of a support assembly.
  • a safe and stable connection between the coils can be created by means of the support modules.
  • a further embodiment provides that the second outer dimension of the second coil is made smaller than the first inner dimension of the first coil.
  • the outer dimension of the second coil can be arranged and accommodated within the first coil for transport purposes. This saves space for the transport movements to be carried out.
  • Another embodiment is characterized in that a coupling element is provided in each support assembly and the coupling element extends in the radial direction between the first support element and the second support element.
  • Another preferred embodiment is characterized in that the coupling element is connected to both the first support element and the second support element, in particular is screwed to each.
  • a mutual safe and stable connection of each of the support assemblies can thus be created. Furthermore, safe and permanent load transfer can also be achieved.
  • FIG. 1 shows a coil arrangement assembled from coils to form a tower, in a graphical representation
  • FIG. 2 shows the first, lower coil according to FIG. 1 in a diagrammatic representation
  • Fig. 3 shows the second, upper coil of Figure 1, in a graphical representation.
  • Fig. 4 shows a first embodiment of a first or second support element, in a diagram
  • FIG. 5 shows a second embodiment of a first or second support element, in a schematic representation
  • FIG. 6 shows a possible further embodiment of a first or second support element, in a diagrammatic representation
  • Figure 7 shows a detail of a coil with a plurality of winding layers recorded in the slot, in section.
  • Figure 8 is a simple stacked arrangement of a winding position of the first coil and the second coil with a support assembly, in axial section and in a simplified enlarged view.
  • FIG. 9 shows a minimal design of the coil arrangement with a coil encompassing a winding layer and the support elements arranged thereon on the bottom.
  • the coil arrangement 1 can also be referred to as a coil assembly. It could also be several coils one above the other to a coil tower to the coil assembly 1 is put together.
  • the coils 2, 3 can also be referred to as choke coils, in particular as air choke coils, and mostly have not inconsiderable masses and large dimensions associated therewith. Such coils 2, 3 of the coil arrangement 1 do not necessarily have to have an iron core in these exemplary embodiments and in this case represent a stem and / or core-free design. This coil arrangement 1 is predominantly used in the medium, high or extremely high voltage range.
  • the coils 2, 3 can together form a coil assembly, which together form either the not yet assembled or not yet assembled coil assembly 1 or the ready-to-use assembled coil assembly 1.
  • the first coil 2 comprises at least one first winding layer 4, but the first coil 2 can also comprise a plurality of first winding layers 4 arranged concentrically to one another.
  • the multiple arrangement of first winding layers 4 is indicated in FIG. 1.
  • the first winding layer 4 or the individual first winding layers 4 are preferably each hollow cylindrical and are arranged at a distance from one another. If several first winding layers 4 are provided, these are preferably electrically connected in parallel and magnetically coupled. Furthermore, in the case of a plurality of first winding layers 4, these are usually kept at a predetermined distance or a radial distance from one another by means of spacers 5.
  • the spacer body (s) 5 can also be designed as split strips and referred to as these.
  • the first coil 2 can form a free core area 6 in its hollow cylindrical interior, but this is not absolutely necessary.
  • the at least one first winding layer 4 or also any possible further first winding layer 4 comprises or comprise as radial boundary surfaces a first outer jacket surface 43 and a first inner jacket surface 44 spaced apart therefrom in a winding layer thickness in the radial direction.
  • the second coil 3 also includes at least one second winding layer 7, which is also preferably of hollow cylindrical design. However, a plurality of second winding layers 7 arranged concentrically to one another could also be provided to form the second coil 3.
  • the preferably hollow cylindrical configuration of the coils 2, 3 or their winding layers 4, 7 defines a first longitudinal axis 8 of the first coil 2 and a second longitudinal axis 9 of the second coil 3.
  • the longitudinal axes 8, 9 can also be referred to as longitudinal axis.
  • the at least one second winding layer 7 or also any possible further second winding layer 7 comprises or comprise, as radial boundary surfaces, a second outer jacket surface 45 and a second inner jacket surface 46, which is spaced therefrom in a radial direction, in the radial direction.
  • the winding layers 4, 7 of the coils 2, 3 can preferably be formed in a self-supporting embodiment.
  • the first coil 2 or its at least one first winding layer 4 has a first outer dimension 10 and a clear width or a clear first inner dimension 11.
  • the clear first inner dimension 11 relates in particular to the first winding layer 4 closest to the first longitudinal axis 8 and is measured in the radial direction with respect to the first longitudinal axis 8.
  • the second coil 3 in turn has a second outer dimension 12 and a second clear inner dimension 13. If only one winding position 4, 7 is provided for each coil 2, 3, these can have approximately the same external dimensions 10,
  • the clear width or the clear first inner dimension 11 of the first coil 2 can be selected or designed to be larger than the second outer dimension 12 of the second coil 3, in particular the second winding layer 7 that is most distant from the second longitudinal axis 9
  • This training is shown in Lig. 1.
  • the second coil 3 can be arranged within the first coil 2, which can be advantageous and space-saving for transport purposes. If a starless or coreless design of at least the first coil 2 is selected, the second coil 3 at least for the common transport of the coils 2, 3 up to assembling the same within the first coil 2 in the free core region 6 thereof.
  • the dimensions given above are diameter dimensions with the respective center in one of the longitudinal axes 8, 9.
  • the difference in dimensions between the second outer dimension 12 (second outer diameter) of the second coil 3 and the first inner dimension 11 (first inner diameter) of the first coil 2 can be selected such that the second coil 3 can be arranged within the first coil 2 and can therefore also be accommodated within the latter.
  • the gap between the second coil 3 and the first coil 2 can be a few millimeters up to one centimeter or even several centimeters or even up to several decimeters.
  • the coil assembly 1 is manufactured and mostly transported either directly from the factory (factory) or a storage facility provided for this purpose to the installation site.
  • the location provided for the provision of the coils 2, 3 is referred to here as the location where the preparatory work for the transport and also the possible packaging are carried out.
  • a mutually different arrangement can be selected in the fully installed and ready-to-use position of the coil arrangement 1, in particular at least the two coils 2, 3, a mutually different arrangement can be selected.
  • the installation takes place at the installation site, which has or forms a predominantly horizontally oriented support surface 14.
  • the footprint 14 is preferably formed by a flat surface (contact plane) and can be realized in particular by the Erdbo or a building floor and / or a foundation.
  • first support elements 16 are provided. Depending on the design of the coil 2 and the number of first winding layers 4, the first support elements 16 can be adapted to it.
  • the first support elements 16 are preferably in the region of a first end region 17 and can can also be arranged on a second end region 18 of the first coil 2.
  • the second end region 18 faces the second coil 3 and is in the operating position or operating position on the side facing away from the installation surface 14.
  • the first stimulating area 17 faces the installation surface 14 and is arranged opposite the second stimulating area 18 in the axial direction and thus is arranged facing away from the second coil 3.
  • the first coil 2 is supported on the mounting surface 14 by means of at least three of the first support elements 16, optionally with the interposition of insulating or isolating elements, and forms a load-bearing base for at least the second coil 3.
  • the two longitudinal axes 8, 9 of the coils 2, 3 essentially have a normal orientation with respect to the installation surface 14. In a ho rizontal alignment of the footprint 14, the longitudinal axes 8, 9 are aligned perpendicularly and define the common longitudinal central axis 15 of the coil assembly 1st
  • the second coil 3 is supported on the side of the first coil 2 facing away from the installation surface 14, namely on the second end region 18.
  • second support elements 19 are provided for the second coil 3.
  • the second coil 3 with the smaller second external dimension 12 is preferred arranged above the first coil 2.
  • the first coil 2, which is larger here, above the second coil 3 in the form of a tower structure.
  • a coupling element 20 is provided between a first support element 16 and a second support element 19 to be coupled therewith.
  • the respective coupling element 20 is preferably plate-shaped or flat profile.
  • the coils 2, 3 can be arranged in a tower-like structure one above the other at the installation site, on which the installation surface 14 preferably has a horizontal orientation, and the coil arrangement 1 can be formed therefrom.
  • the two longitudinal axes 8 and 9 are aligned with one another to form the common longitudinal central axis 15 and in a normal and thus perpendicular orientation with respect to the installation surface 14.
  • the previously mentioned support elements 16, 19 are preferably structurally adapted to it depending on the design and number of winding layers 4, 7.
  • the structure of the same is essentially the same, and possible training courses are described in more detail below.
  • the arrangement of the support elements 16, 19 on the coils 2, 3 is preferably stationary and fixed on these.
  • the fixed arrangement can also be referred to as an attachment, this being e.g. can take place in the course of the manufacturing process of the winding layers 4, 7 by means of the resin used as a binder. If this is the case, the respective first support elements 16 and second support elements 19 to be coupled with one another are to be arranged in an arrangement that is aligned with one another in the radial direction. This usually takes place in the same circumferential division or in the same division distance.
  • a support assembly 21 comprises in this embodiment a first Stauerele element 16, a coupling element 20 and a second support element 19, which are each together or cooperate with each other.
  • the first support elements 16 and the second support elements 19 are each arranged in an alignment aligned in the radial direction.
  • the mutual connection between the coupling element 20 and the first support element 16 and the second support element 19 can be carried out by means of connecting means 22, such as screws, screw-nut connections, rivets or the like. However, an adhesive connection or another type of connection could also be selected.
  • several of the support assemblies 21 can be provided in the circumferential direction.
  • a statically determined mutual support is achieved by a number of three support assemblies 21.
  • the individual support assemblies 21 between the first coil 2 and the second coil 3 form part of a support arrangement 23.
  • the support arrangement 23 can further comprise those first support elements 16 which are arranged in the second end region 18 of the first coil 2.
  • first support elements 16 By means of these first support elements 16, the entire coil arrangement 1 can optionally be placed on the installation surface 14 with the interposition of isolating or isolating elements.
  • the previously described second support elements 19 are arranged at least in a first end region 24 of the second coil 3, which faces the first coil 2 and its second end region 18 or can be turned. However, a plurality of second support elements 19 can also be arranged in a second end region 25 of the second coil 3, which is spaced apart in the axial direction. It would then be possible to attach a cover element and / or a roof and / or electrical connections to the second end face region 25 of the second coil 3 that is furthest apart from the support surface 14.
  • the support arrangement 23 further comprises at least the same number of second support elements 19 as the number of first support elements 16.
  • the first support element 16 shown in simplified form in FIG. 4, is fork-shaped and comprises a first support element base 26 and at least one first inner support element prong 27 and at least one first outer support element prong 28. There are two pieces each of inner first support element prongs 27 and outer first Supporting element tines 28 are provided.
  • the first support element prongs 27, 28 protrude from the first support element base 26 or project therefrom in a normal orientation.
  • the first support element prongs 27, 28 are spaced apart from one another to form a first receiving slot 29.
  • the first support element base 26 forms at least one first support surface 47 on its side facing away from the first support element prongs 27, 28.
  • the first support element 16 could be arranged not only in the first coil 2 but also in the second coil 3 or only in the second coil 3.
  • the first receiving slot 29 extends continuously between the first support element prongs 27, 28 and defines a first longitudinal slot extension, which is indicated by a double arrow.
  • the longitudinal slot extension can be formed by a partial section of a circular arc, which is defined by the first winding layer 4.
  • the first one Support element base 26 serves, among other things, to support the second coil 3 located above it with its second support elements 19 on the first coil 2. Furthermore, the first coil 2 can also be supported in a load-bearing manner on a surface, namely the surface 14.
  • the at least one first inner support element prong 27 each has an inner surface, namely the first inner lateral surface 44
  • the at least one first outer support element prong 28 each has an outer surface, namely the first outer lateral surface 43, only on a first one Winding layer 4 is present or supported on it.
  • the first support elements 16 are arranged on the at least one first winding layer 4 of the first coil 2 such that the at least one first winding layer 4 is received in the first receiving slot 29.
  • the at least one first inner support element prong 28 of the first support element 16 is located on the side of the at least one first winding layer 4 facing the first longitudinal axis 8.
  • the at least one first outer support element prong 28 of the first support element 16, on the other hand, is located on the side of the first longitudinal axis 8 from the turned side of the at least one first winding layer 4.
  • Preferably only one of the first winding layers 4 is received in the first receiving slot 29.
  • several of the first winding layers 4 could also be accommodated in the first receiving slots 29 and the radial distance between the first winding layers 4 in the region of the first support element 16 by means of the previously described spacers 5 (split strips).
  • This training and multiple recording of several second winding layers 7 would also be possible in a second receiving slot 40 of the second support element 19 and conceivable and is analog to the design of the first support element 16 to the second Stauerele element 19 to be transferred.
  • FIG. 7 A possible design and arrangement is shown in FIG. 7 for two first winding layers 4 of the first coil 2 in the first receiving slot 29 of the first support element 16 in a simplified manner.
  • a spacing piece indicated in dashed lines could also be arranged so as to protrude from the support element base 26. This could also be a further support element tine, not described in any more detail.
  • This multiple recording of winding layers 7 can also take place in the second coil 3, which is no longer shown in more detail, as has already been described previously.
  • the at least one first central support web 30 is arranged to extend longitudinally within the first receiving slot 29 and in the direction of the first slot.
  • the simplest design of the support elements 16, 19 is given if they include the support element base 26, 37, the inner support element prongs 27, 38 and the outer support element zinc, 28, 39.
  • the central support web 30 can be provided, but need not be.
  • the first support element 16 can also be designed for this purpose. 4 that a plurality of first inner support element prongs 27 and a plurality of first outer support element prongs 28 are provided. Two pieces of support element prongs 27 and 28 are selected. Furthermore, the first inner support element prongs 27 and also the first outer support element prongs 28 are arranged spaced apart from one another in the direction of the longitudinal slot extension. Between the first inner support element prongs 27, an inner slot 31 is arranged or formed in the first support element base 26. An outer slot 32 passing through the first support element base 26 can also be provided or formed between the first outer support element prongs 28.
  • the inner support element prongs 27 should have an inner support element prong width 33 which speaks approximately or at most a radial distance between immediately adjacent winding layers 4 , The same can apply to the outer support element prongs 28 if they are to be inserted into the free hollow annular space 4 formed between immediately adjacent winding layers 4. Then the outer support element prongs 28 should also have an outer support element prong width 34 which corresponds approximately or at most to a radial distance between winding layers 4 arranged directly adjacent to one another. If the central support web 30 is provided, it is advantageous to provide at least one inner support web 35 on the first support element base 26.
  • the at least one inner support web 35 is arranged on the side of the first inner support element tine 27 facing away from the first receiving slot 29 and is arranged on the first support element base 26. Furthermore, at least one outer support web 36 can also be provided, this at least one outer support web 36 being arranged on the side of the first outer support element prong 28 facing away from the first receiving slot 29.
  • the at least one inner support element prong 27 and / or the at least one outer support element prong 28 can each have a roof-shaped or wedge-shaped taper on the side facing away from the first support element base 26. Additionally or independently of this, however, the at least one inner support element prong 27 and / or the at least one outer support element prong 28 on the side facing away from the first support element base 26 could drop to the side facing away from the first receiving slot 29 and in the direction of the first support element base 26 be trained.
  • the design and arrangement of the inner support element prongs 27, the outer support element prongs 28, the inner and outer support webs 35, 36 and the inner and / or outer slot 31, 32 can also be transferred analogously to the second support elements 19. The same can also apply to the roof-shaped or wedge-shaped tapering of the support element prongs 27 and / or 28. To avoid unnecessary repetitions, reference is made to the detailed description of the first support element 16 for this embodiment.
  • first support element 16 is shown in FIG. 5.
  • the first support element 16 described in FIG. 5 could also be arranged or provided not only for the first coil 2 but also for the second coil 3 or only for the second coil 3.
  • the first support element 16 described in FIG. 5 can serve, for example, as a base part for the first support element 16 shown in FIG. 4.
  • each of the support elements 16 is therefore unique, which is to be arranged on the coil 2 at a precisely predetermined circumferential position.
  • the first support element 16 comprises the first support element base 26, two pieces each of inner and outer support element prongs 27, 28 and the central support web 30 in the first receiving slot 29.
  • the inner and outer slots 31, 32 in the first support element base 26 may have to be provided but not be provided.
  • the second support element 19, shown in simplified form in FIG. 6, is likewise fork-shaped and comprises a second support element base 37 and at least one second support element prong 38 and a second outer support element prong 39.
  • the second support element prongs 38, 39 protrude from the second support element base 37 stand out from this in normal orientation.
  • the second support element tines 38, 39 are also spaced apart from one another by forming a second receiving slot 40.
  • the second support element base 37 forms a second support surface 48 on its side facing away from the second support element prongs 38, 39.
  • the second support element 19 described here could be arranged or provided not only for the second coil 3 but also for the first coil 2 or only for the first coil 2.
  • the second receiving slot 40 in turn extends continuously between the two second support element prongs 38, 39 and defines a second slot longitudinal extension.
  • it can also comprise at least one second central support web 41.
  • the at least one second central support web 41 is inside the second receiving slot 40 and in the direction of the second Slit longitudinal extension arranged extending.
  • the support webs 30, 35, 36, 41 also represent an integral, one-piece component in the respective support element 16, 19.
  • the second support element base 37 is supported by means of the coupling element 20 on the first support element base 26 of the first support element 16. It is also always provided in the second coil 3 that the at least one inner second support element tooth 38 bears against an inner surface and the at least one outer second support element tooth 39 bears against an outer surface of only one second winding layer 7 or is supported on it.
  • the second support elements 19 are arranged on the at least one second winding layer 7 of the second coil 3 such that the at least one second winding layer 7 is received in the second receiving slot 40.
  • the at least one inner second support element prong 38 of the second support element 19 is located on the side of the at least one second winding layer 7 facing the second longitudinal axis 9.
  • the at least one outer second support element prong 39 of the second support element 19 is located on the side of the second longitudinal axis 9 opposite side of the at least one second winding layer 7.
  • a slope compensation must be taken into account in order to avoid a kink in the winding strand (conductor element) after a first full circumferential winding.
  • the winding strand is to be raised in the manner of a helix or helix in the circumferential direction in accordance with the winding direction in the axial direction until the lower end face of the first winding strand comes to lie on the top of the winding beginning of the lowest winding strand after a full circumference.
  • This raising or distancing from a normal plane with respect to the longitudinal axis 8, 9 is preferably carried out continuously.
  • the slope in each of the winding layers 4 and / or 7 results from the thickness or thickness of the individual winding strand present in the axial direction.
  • the thickness or thickness of the respective slope compensation elements 42 can be carried out and adapted in a known manner.
  • One of the slope compensation elements 42 is indicated in FIG. 5 in dashed lines in the first receiving slot 29.
  • the or the slope compensation elements 42 can either be formed by a separate component and / or a direct and integral part of the support element or elements 16 and / or 19 represent or form.
  • the support element prongs 38, 39 starting from the respective end region 17, 18; 24, 25 up to a maximum of approximately half the distance or the height between the respective end regions 17, 18; 24, 25 of the coils 2; 3 extend. Since the coils 2, 3 can also have very variable heights in the direction of their longitudinal axes 8, 9, depending on the size, the support element prongs 27, 28; 38, 39 have a length in a range with a lower limit of 5 cm and an upper limit of 50 cm, preferably in a range between 10 cm and 30 cm. A percentage of the length of the support element prongs 27, 28; 38, 39 can be between 1% and 50% of the height between the respective end regions 17, 18; 24, 25 of the respective coils 2; 3 lie.
  • the material for forming the support elements 16 and / or 19 can be selected in a wide variety of ways. So electrically insulating materials, preferably plastics, ceramics or the like can be used. When using plastic materials can these can also be reinforced with fibers. Since the coil arrangements 1 are mostly small series, very small series or even one-off productions, the support elements 16 and / or 19 can also be produced by means of a 3-D printing process. However, there would also be production processes such as casting, injection molding , Presses, injection presses or the like conceivable. An exact adaptation of the respective support elements 16 and / or 19 to the dimensional requirements can thus be carried out quickly and inexpensively.
  • a related, one-piece component can be created, which tines at least the inner support elements 27, 38, the outer support element prongs 28, 39 and the support element base 26, 37 and possibly also at least some of the support webs 30 for each support element 16, 19 , 35, 36, 41.
  • FIG. 8 shows an arrangement of a support assembly 21 between a first coil 2 with a single first winding layer 4 and a second coil 3 with likewise a single second winding layer 7 in section and on an enlarged scale. This is in order to maintain better clarity.
  • the second outer dimension 12 and the second inner dimension 13 of the second coil 3 are selected here such that these dimensions are predominantly arranged within an annular surface defined by the first outer dimension 10 and by the first inner dimension 11 of the first coil 2.
  • the inner and outer dimensions are chosen to be approximately identical. If the first coil 2 included a plurality of first winding layers 4 arranged coaxially to one another, the second winding layer 7 would also be arranged within the entire ring surface of the first coil 2.
  • first and second support elements 16, 19 each of a support assembly 21 can be arranged to support one another and be connected to one another.
  • the connec tion can be done by means of the connecting means 22 described above.
  • the coupling element 20 can thus be dispensed with and the first support element base 26 serves as a direct support for the second support element base 37.
  • a spacer element could also be provided between the first and second support elements 16, 19, this being, for example, an insulator element or the like can act.
  • 9 shows a minimal exemplary embodiment of the coil arrangement 1 with only one first coil 2, which in turn comprises only a first winding layer 4.
  • the at least three first support elements 16 are arranged in the region of the first end region 17.
  • the first coil 2 can be supported on the installation surface 14, preferably by means of an intermediate arrangement of insulator elements, not specified.
  • the basic structure of the first coil 2 and the first support elements 16 corresponds to that as has already been described in detail previously in FIGS. 1 to 8. Therefore, in order to avoid unnecessary repetition, reference is made to this description and disclosure.
  • first support elements 16 in the first end region 17 facing the installation surface 14 can also be selected to be larger or smaller than in the intermediate region between the first coil 2 and the at least one second coil 3.
  • the number of support assemblies 21 can also be smaller or larger than the total number of first support elements 16 in the region of the first end region 17.
  • the same number of first support elements 16 can also be selected in the first end region 17 facing the installation surface 14 as the number of support assemblies 21 in the intermediate area between the first coil 2 and the at least one second coil 3.
  • All information on value ranges in the present description is to be understood in such a way that it includes any and all sub-areas, e.g. the information 1 to 10 is to be understood in such a way that all sub-areas starting from the lower limit 1 and the upper limit 10 are also included, i.e. all sub-areas begin with a lower limit of 1 or greater and end with an upper limit of 10 or less, e.g. 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1, or 5.5 to 10.
  • second winding layer 37 second support element base first longitudinal axis 38 second inner support element prongs second longitudinal axis 39 second outer support element teeth first outer dimension
  • first inner lateral surface first support element 45 second outer lateral surface first end region 46 second inner lateral surface second end region 47 first supporting surface

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spulenanordnung (1) umfassend eine erste Spule (2) mit jeweils zumindest einer Wicklungslage (4) und eine Stützanordnung (23). Die Stützanordnung (23) umfasst zumindest drei erste Stützelemente (16), welche an einem ersten Stimendbereich (17) der ersten Spule (2) angeordnet sind. Die ersten Stützelemente (16) sind gabelförmig ausgebildet und umfassen jeweils eine erste Stützelementbasis (26) sowie zumindest einen ersten inneren Stützelementzinken (27) und zumindest einen ersten äußeren Stützelementzinken (28), wobei die Stützelementzinken (27, 28) jeweils von der ersten Stützelementbasis (26) aufragen und unter Ausbildung eines ersten Aufnahmeschlitzes (29) voneinander beabstandet angeordnet sind. Die zumindest eine erste Wicklungslage (4) ist im ersten Aufnahmeschlitz (29) aufgenommen und stützt sich an den ersten Stützelementbasen (26) ab.

Description

SPULENANORDNUNG MGG EINER STÜTZANORDNUNG
Die Erfindung betrifft eine Spulenanordnung in einer insbesondere Stern- und/oder kernfreien Ausbildung, mit einer ersten Spule und mit einer Stützanordnung zur Abstützung der ersten Spule mit ihrem ersten Stimendbereich an einer Aufstellfläche.
Die WO 2014/138762 Al beschreibt eine Luftdrosselspule mit einer Vorrichtung zum Stei gungsausgleich von deren Wicklungslagen, wobei die Vorrichtung zur Anordnung unter den Wicklungslagen oder ober den Wicklungslagen bestimmt ist. Die Luftdrosselspule umfasst zumindest zwei konzentrisch und radial beabstandete Wicklungslagen. Die Vorrichtung um fasst eine Kombination aus einem Satz streifenförmiger Stemblätter, welche jeweils zur radia len Anordnung unter oder über den Wicklungslagen bestimmt und entlang einer Kante mit zu mindest einem von der Kante ausgehenden Aufnahmeschlitz versehen sind. Weiters ist ein zweiter Satz streifenförmiger Ausgleichsblätter vorgesehen, welche jeweils entlang einer Kante zumindest einem von der Kante ausgehenden Einsteckschlitz versehen sind. In jeden Aufnahmeschlitz eines Sternblattes ist ein Ausgleichsblatt formschlüssig einsteckbar und da bei das Stemblatt in dessen Einsteckschlitz formschlüssig eingreift. Die Schlitztiefen von zu mindest zwei Aufnahmeschlitzen des Satzes von Stemblättern sind unterschiedlich. Die Aus gleichsblätter sind mit ihren Stirnflächen jeweils direkt an den Stirnflächen der Wicklungsla gen anliegend abgestützt. Damit konnte zwar eine vertikale Ausrichtung der Längsachse der Luftdrosselspule erzielt werden, jedoch war bei Spulen, insbesondere mit wenigen Wick lungslagen, eine stabile Abstützung der Spulen ohne zusätzliche Versteifungsmaßnahmen, insbesondere Wicklungssteme bzw. Verstrebungen, nicht erzielbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu über winden und eine Spulenanordnung mit einer Stützanordnung zur Verfügung zu stellen, mittels derer eine sichere und stabile Abstützung der Spulenanordnung an der Aufstellfläche geschaf fen werden kann. Es soll aber auch ein einfacher turmförmiger Aufbau von mehreren Spulen übereinander ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Spulenanordnung gemäß den Ansprüchen gelöst. Die erfindungsgemäße Spulenanordnung ist insbesondere als stem- und/oder kemfreie Luft- Drosselspule ausgebildet, die Spulenanordnung umfasst:
eine erste Spule mit zumindest einer ersten Wicklungslage, wobei die erste Spule einen ersten Stirnendbereich und einen in Richtung einer ersten Längsachse davon beabstan- deten zweiten Stimendbereich aufweist, und von der ersten Spule in radialer Richtung bezüg lich der ersten Längsachse eine erste Außenabmessung und eine erste Innenabmessung ausge bildet ist,
eine Stützanordnung umfassend mehrere erste Stützelemente, insbesondere zu mindest drei erste Stützelemente, wobei mittels der ersten Stützelemente die erste Spule mit ihrem ersten Stimendbereich an einer Auf Stellfläche abstützbar ist, wobei
die ersten Stützelemente gabelförmig ausgebildet sind und jeweils eine erste Stüt zelementbasis sowie zumindest einen ersten inneren Stützelementzinken und zumindest einen ersten äußeren Stützelementzinken umfassen, wobei die Stützelementzinken jeweils von der ersten Stützelementbasis aufragen und unter Ausbildung eines ersten Aufnahmeschlitzes von einander beabstandet angeordnet sind und sich der erste Aufnahmeschlitz in einer Schlitz längserstreckung durchgängig zwischen dem zumindest einen ersten inneren Stützelementzin ken und dem zumindest einen ersten äußeren Stützelementzinken erstreckt,
die ersten Stützelemente derart an der zumindest einen ersten Wicklungslage der ersten Spule angeordnet sind, dass die zumindest eine erste Wicklungslage im ersten Aufnah meschlitz aufgenommen ist und sich der zumindest eine innere erste Stützelementzinken auf der der ersten Längsachse zugewendeten Seite der zumindest einen ersten Wicklungslage be findet und sich der zumindest eine äußere erste Stützelementzinken auf der von der ersten Längsachse abgewendeten Seite der zumindest einen ersten Wicklungslage befindet, und wo bei
die zumindest eine erste Wicklungslage mit ihrem ersten Stirnendbereich jeweils an einer der ersten Stützelementbasen abgestützt ist.
Der dadurch erzielte Vorteil liegt darin, dass durch die gabelförmige Ausbildung der Stützele mente so eine in radialer Richtung sichere Aufnahme und Abstützung jeweils einer Spule, ins besondere der zumindest einen Wicklungslage derselben, erzielt wird. Die Stützelementbasis jedes Stützelements dient dazu, die Wicklungslage der Spule in zumindest einem ihrer Stim- bereiche abzustützen. Weiters wird damit sichergestellt, dass stets nur eine ausgewählte An- zahl an Wicklungslagen der ersten Spule im ersten Aufnahmeschlitz aufgenommen wird. Mit tels des ersten Stützelements wird weiters eine exakte Zentrierung und Ausrichtung der ge samten Spule möglich. Durch das Vorsehen und Anordnen der Stützelemente kann auf die Anordnung der ansonsten üblichen, elektrisch leitfähigen Wicklungssterne verzichtet werden. Dies hat den Vorteil, dass damit elektrische Verluste durch induzierte Ströme (Wirbelstrom verluste) reduziert werden. Darüber hinaus werden aber auch die ansonsten im Wicklungs- stem auftretenden Vibrationen und/oder auftretenden mechanischen Resonanzen vermieden, wodurch eine Geräuschreduktion der Spulenanordnung erzielt wird und damit im Betrieb die Geräuschemission stark reduziert wird. Durch den Wegfall des oder der Wicklungssteme wird aber auch eine Reduktion der Bauhöhe der Spulen in deren Axialrichtung erzielt. Dies be günstigt bei einer möglichen Übereinander- Anordnung derselben die elektromagnetische Kopplung der Spulen, da diese näher zueinander angeordnet werden können. Da der Kernbe reich der Spule überwiegend bis gänzlich frei und offen ist, kann auch innerhalb einer Spule zumindest eine weitere Spule aufgenommen und angeordnet werden. Damit wird eine mögli che sogenannte Verschachtelung von zumindest zwei Spulen ineinander erreicht.
Eine weitere mögliche Ausführungsform hat die Merkmale, dass im ersten Aufnahmeschlitz ausschließlich nur eine erste Wicklungslage aufgenommen ist. Damit kann sichergestellt wer den, dass stets nur eine der Wicklungslagen der ersten Spule im ersten Aufnahmeschlitz auf genommen werden kann und mittels des ersten Stützelements eine exakte Zentrierung und Ausrichtung der gesamten Spule erfolgen kann.
Weiters kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest eine zweite Spule mit zumindest einer zwei ten Wicklungslage vorgesehen ist, wobei die zweite Spule einen ersten Stirnendbereich und einen in Richtung einer zweiten Längsachse davon beabstandeten zweiten Stirnendbereich aufweist und von der zweiten Spule in radialer Richtung bezüglich der zweiten Längsachse eine zweite Außenabmessung und eine zweite Innenabmessung ausgebildet ist, und dass die Stützanordnung weiters mehrere Stützbaugruppen umfasst, wobei jede der Stützbaugruppen ein erstes Stützelement und ein zweites Stützelement umfasst, und dass die ersten Stützele mente im zweiten Stirnendbereich der ersten Spule und die zweiten Stützelemente in dem dem zweiten Stimendbereich der ersten Spule zugewendeten ersten Stirnendbereich der zwei ten Spule angeordnet sind. Durch das Vorsehen von jeweils ersten Stützelementen an der ers- ten Spule und zweiten Stützelementen an der zweiten Spule bilden diese jeweils eine zusam mengehörige Stützbaugruppe. Damit wird die turmförmige Übereinanderanordnung der Spu len einfach ermöglicht. Dies insbesondere bei einer sogenannten sternlosen oder kernlosen Spulenausbildung. Die beiden jeweils eine Stützbaugruppe bildenden Stützelemente sind da bei an den jeweiligen Stimendbereichen angeordnet, wobei diese dann noch aneinander ab stützend miteinander verbunden sind. Die gegenseitige Abstützung der zusammengehörigen Stützelemente kann entweder direkt aufeinander oder mittels eines zusätzlichen Koppelele ments erfolgen. Damit wird die oberhalb befindliche Spule auf der darunterliegend angeord neten weiteren Spule lastabtragend abgestützt, wobei dies im Bereich von den einander zuge wendeten Stimendbereichen erfolgt.
Weiters kann es vorteilhaft sein, wenn die zweiten Stützelemente ebenfalls gabelförmig aus gebildet sind und jeweils eine zweite Stützelementbasis sowie zumindest einen zweiten inne ren Stützelementzinken und zumindest einen zweiten äußeren Stützelementzinken umfassen, wobei die Stützelementzinken jeweils von der zweiten Stützelementbasis aufragen und unter Ausbildung eines zweiten Aufnahmeschlitzes voneinander beabstandet angeordnet sind und sich der zweite Aufnahmeschlitz in einer Schlitzlängserstreckung durchgängig zwischen dem zumindest einen zweiten inneren Stützelementzinken und dem zumindest einen zweiten äuße ren Stützelementzinken erstreckt. Durch die ebenfalls gabelförmige Ausbildung der zweiten Stützelemente kann so eine in radialer Richtung sichere Aufnahme und Abstützung jeweils einer Spule, insbesondere der zumindest einen Wicklungslage derselben, erzielt werden. Die Stützelementbasis jedes Stützelements dient dazu, einerseits die Wicklungslage der Spule in ihrem Stirnbereich abzustützen und andererseits dient sie dazu die Lastabtragung auf die wei tere Spule sicherzustellen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stüt zelemente derart an der zumindest einen zweiten Wicklungslage der zweiten Spule angeord net sind, dass die zumindest eine zweite Wicklungslage im zweiten Aufnahmeschlitz aufge nommen ist und sich der zumindest eine innere zweite Stützelementzinken auf der der zweiten Längsachse zugewendeten Seite der zumindest einen zweiten Wicklungslage befindet und sich der zumindest eine äußere zweite Stützelementzinken auf der von der zweiten Längs achse abgewendeten Seite der zumindest einen zweiten Wicklungslage befindet und dass die zumindest eine zweite Wicklungslage mit ihrem ersten Stirnendbereich jeweils an einer der zweiten Stützelementbasen abgestützt ist. Damit kann sichergestellt werden, dass stets nur eine ausgewählte Anzahl an Wicklungslagen der zweiten Spule im zweiten Aufnahmeschlitz aufgenommen werden kann und mittels des zweiten Stützelements eine exakte Zentrierung und Ausrichtung der gesamten Spule erfolgen kann.
Eine weitere mögliche Ausführungsform hat die Merkmale, dass im zweiten Aufnahmeschlitz ausschließlich nur eine zweite Wicklungslage aufgenommen ist. Damit kann sichergestellt werden, dass stets nur eine der Wicklungslagen der zweiten Spule im zweiten Aufnahme schlitz aufgenommen werden kann und mittels des zweiten Stützelements eine exakte Zentrie rung und Ausrichtung der gesamten Spule erfolgen kann.
Weiters kann es vorteilhaft sein, wenn das erste Stützelement und das zweite Stützelement je der Stützbaugruppe jeweils zueinander in einer in radialer Richtung fluchtenden Ausrichtung angeordnet sind und dass das erste Stützelement und das zweite Stützelement jeder Stützbau gruppe aneinander abstützend miteinander verbunden sind. Damit kann eine gerichtete, ein wandfreie Lastübertragung von der oberhalb angeordneten Spule auf die unterhalb dieser Spule angeordnete Spule erzielt werden. Weiters wird damit die Möglichkeit geschaffen, die einander zugewendeten Stirnendbereich offen auszubilden.
Eine weitere mögliche Ausführungsform hat die Merkmale, dass die Stützelemente mit ihren inneren Stützelementzinken an einer inneren Mantelfläche der zumindest einen Wicklungs lage und mit ihren äußeren Stützelementzinken an einer äußeren Mantelfläche der zumindest einen Wicklungslage jeweils daran anliegend angeordnet sind und dass zumindest einzelne der ersten Stützelemente mit der zumindest einen ersten Wicklungslage der ersten Spule fest stehend verbunden sind und/oder dass zumindest einzelne der zweiten Stützelemente mit der zumindest einen zweiten Wicklungslage der zweiten Spule feststehend verbunden sind. Durch das unmittelbare Anliegen der jeweils einander gegenüberliegend angeordneten Stützelement zinken kann so eine stabile und nahezu verschwenkfrei Abstützung der Spulen geschaffen werden.
Eine andere alternative Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass mehrere innere Stüt zelementzinken und/oder mehrere äußere Stützelementzinken vorgesehen sind und die inne- ren Stützelementzinken und/oder die äußeren Stützelementzinken in Richtung der Schlitz längserstreckung voneinander beabstandet angeordnet sind. Es wäre aber auch noch möglich, dass zwischen den inneren Stützelementzinken ein die Stützelementbasis durchsetzender inne rer Schlitz und/oder zwischen den äußeren Stützelementzinken ein die Stützelementbasis durchsetzender äußerer Schlitz ausgebildet ist. Durch das Vorsehen mehrerer Stützelement zinken an der Innenseite und/oder an der Außenseite der jeweiligen Wicklungslage und die jeweils voneinander distanzierte Anordnung derselben, kann in diesem Freiraum jeweils zu mindest einen Distanzkörper oder ein Distanzelement zur gegenseitigen Distanzierung bei mehreren Wicklungslagen angeordnet und auch am jeweiligen Stützelement gehalten, insbe sondere befestigt werden. Ist auch noch zumindest ein die Stützelementbasis durchsetzender Schlitz vorgesehen, können auch länger ausgebildete Distanzkörper Verwendung finden.
Eine weitere mögliche und gegebenenfalls alternative Ausführungsform hat die Merkmale, dass die Stützelementbasis einen zentralen Stützsteg umfasst und der zumindest eine zentrale Stützsteg innerhalb des Aufnahmeschlitzes sowie in Richtung der Schlitzlängserstreckung er streckend angeordnet ist. Durch das Vorsehen eines zentralen Stützsteges zwischen den äuße ren und inneren Stützelementzinken kann so eine stabilere Ausbildung der Stützelementbasis für die Lastabtragung geschaffen werden.
Eine weitere Ausbildung sieht vor, dass der zumindest eine innere Stützelementzinken eine innere Stützelementzinken-Breite in normaler Richtung bezüglich der Schlitzlängserstreckung aufweist, welche innere Stützelementzinken-Breite maximal einer radialen Distanz zwischen unmittelbar benachbart angeordneten Wicklungslagen einer Spule entspricht. Damit kann mit tels der inneren Stützelementzinken eine zusätzliche Distanzierungswirkung für unmittelbar benachbarte, koaxilae Wicklungslagen bei einer Mehrfachanordnung derselben geschaffen werden.
Eine andere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Stützelementbasis zumin dest einen inneren Stützsteg umfasst, welcher zumindest eine innere Stützsteg auf der vom Aufnahmeschlitz abgewendeten Seite des inneren Stützelementzinkens angeordnet ist. Damit kann auch ein sicheres Auflagern einer zusätzlichen inneren Wicklungslage am jeweiligen Stützelement erzielt werden. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine äußere Stützelementzinken eine äußere Stützelementzinken-Breite in normaler Richtung bezüglich der Schlitzlängserstreckung aufweist, welche äußere Stützelementzinken-Breite ei ner radialen Distanz zwischen unmittelbar benachbart angeordneten Wicklungslagen einer Spule entspricht. Damit kann auch eine Distanzierungswirkung einer zusätzlich außerhalb des Aufnahmeschlitzes angeordneten Wicklungslage der jeweiligen Spule erzielt werden.
Weiters kann es vorteilhaft sein, wenn die Stützelementbasis zumindest einen äußeren Stütz steg umfasst, welcher zumindest eine äußere Stützsteg auf der vom Aufnahmeschlitz abge wendeten Seite des äußeren Stützelementzinkens angeordnet ist. Damit kann weiters ein si cheres Auflagern einer zusätzlichen, äußeren Wicklungslage am jeweiligen Stützelement er zielt werden.
Eine andere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Stützelemente insbesondere aus einem bevorzugt mit Fasern verstärkten Kunststoffwerkstoff gebildet sind und mittels ei nes Herstellungsverfahrens ausgewählt aus der Gruppe von 3-D-Druck, Gießen, Spritzgießen, Pressen, Spritzpressen ausgebildet sind. Durch die Herstellung der Stützelemente in einem 3- D-Druckv erfahren kann so ohne hohe Formkosten eine individuelle Anpassung der jeweiligen Stützelemente an die Abmessungen und Formen der Spule kostengünstig erfolgen. Damit können auch Klein- und Kleinstserien trotzdem formgenau und gegenüber Spritzgussteilen erheblich kostengünstiger und zeitnah hergestellt werden.
Eine andere alternative Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der innere Stützele mentzinken, der äußere Stützelementzinken und die Stützelementbasis jedes Stützelements einen zusammengehörigen, einteiligen Bauteil bilden. So kann damit ein kompaktes, zusam mengehöriges Bauelement geschaffen werden, welches unmittelbar an der jeweiligen Spule als stabile Einheit angeordnet, insbesondere daran befestigt, werden kann.
Eine weitere mögliche Ausführungsform hat die Merkmale, dass der zumindest eine innere Stützelementzinken und/oder der zumindest eine äußere Stützelementzinken jeweils auf der von der Stützelementbasis abgewendeten Seite dachförmig oder keilförmig verjüngend ausge bildet sind. Durch die dachförmige oder keilförmig verjüngende Ausbildung der Enden der Stützelementzinken kann so eine Schmutz- oder Staubablagerung an der Oberseite der Stütze lementzinken zum größten Teil verhindert werden.
Eine weitere Ausbildung sieht vor, dass der zumindest eine innere Stützelementzinken und/o der der zumindest eine äußere Stützelementzinken auf der von der Stützelementbasis abge wendeten Seite auf die vom Aufnahmeschlitz abgewendete Seite sowie in Richtung auf die Stützelementbasis abfallend ausgebildet sind. Damit kann eine Materialanhäufung im Endbe reich minimiert werden und darüber hinaus die Ablagerung von Staub und Schmutz zusätzlich erschwert werden.
Weiters kann es vorteilhaft sein, wenn die zweite Längsachse der zweiten Spule fluchtend be züglich der ersten Längsachse der ersten Spule ausgerichtet ist. Dadurch kann eine exakte ko axiale Ausrichtung der übereinander angeordneten Spulen erzielt werden. Durch die fluch tende Ausrichtung der beiden Längsachsen zueinander kann so weiters eine definierte Lastübertragung von der oberen Spule auf die untere Spule erzielt werden.
Eine andere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass in radialer Richtung die zweite Außenabmessung und die zweite Innenabmessung der zweiten Spule innerhalb einer von der ersten Außenabmessung und von der ersten Innenabmessung der ersten Spule definierten Ringfläche angeordnet sind. Durch das Übereinanderanordnen der Spulen kann so ein direktes Auf einanderab stützen der Stützelemente einer Stützbaugruppe erzielt werden. Weiters kann damit eine gegenseitige momentenfreie Abstützung der Spulen aneinander erzielt werden.
Eine weitere mögliche Ausführungsform hat die Merkmale, dass das erste Stützelement und das zweite Stützelement einer Stützbaugruppe direkt aufeinander abgestützt und mittels Ver bindung smitteln miteinander verbunden sind, insbesondere miteinander verschraubt sind. Durch die gewählten Abmessungen der Spulen kann so eine direkte, unmittelbare Lastabtra gung zwischen den Stützelementen einer Stützbaugruppe ermöglicht werden. Zusätzlich kann damit aber auch eine sichere und stabile Verbindung zwischen den Spulen mittels den Stütz baugruppen geschaffen werden.
Eine weitere Ausbildung sieht vor, dass die zweite Außenabmessung der zweiten Spule klei ner ausgebildet ist als die erste Innenabmessung der ersten Spule. Durch die kleiner gewählte Außenabmessung der zweiten Spule kann diese für Transportzwecke innerhalb der ersten Spule angeordnet und aufgenommen werden. Damit kann Platzbedarf für die durchzuführen den Transportbewegungen eingespart werden.
Eine andere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein Koppelelement bei jeder Stützbaugruppe vorgesehen ist und sich das Koppelelement in radialer Richtung zwischen dem ersten Stützelement und dem zweiten Stützelement erstreckt. Durch das Vorsehen je weils eines Koppelelements bei jeder der Stützbaugruppen kann so einfach eine sichere Last abtragung trotz der Abmessungsdifferenz zwischen den Spulen geschaffen werden. Die ein zelnen Koppelelemente bilden damit die Lastübertragungselemente aus, um so eine sichere Abstützung der zweiten Spule auf der darunter befindlichen, ersten Spule sicherzustellen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelele ment sowohl mit dem ersten Stützelement als auch mit dem zweiten Stützelement verbunden ist, insbesondere mit jedem verschraubt ist. Damit kann eine gegenseitige sichere und stabile Verbindung jeder der Stützbaugruppen geschaffen werden. Weiters kann damit aber auch eine sichere und dauerhafte Lastabtragung erzielt werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Liguren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine aus Spulen zu einem Turm zusammengebaute Spulenanordnung, in schau bildlicher Darstellung;
Fig. 2 die erste, untere Spule nach Fig. 1, in schaubildlicher Darstellung;
Fig. 3 die zweite, obere Spule nach Fig. 1, in schaubildlicher Darstellung;
Fig. 4 eine erste Ausbildung eines ersten oder zweiten Stützelements, in schaubildlicher
Darstellung; Fig. 5 eine zweite Ausbildung eines ersten oder zweiten Stützelements, in schaubildli cher Darstellung;
Fig. 6 eine mögliche weitere Ausbildung eines ersten oder zweiten Stützelements, in schaubildlicher Darstellung;
Fig. 7 ein Detail einer Spule mit mehreren im Aufnahme schlitz aufgenommenen Wick lungslagen, im Schnitt;
Fig. 8 eine einfache Übereinander- Anordnung von jeweils einer Wicklungslage der ers ten Spule und der zweiten Spule mit einer Stützbaugruppe, im Axialschnitt und in vereinfachter vergrößerter Darstellung;
Fig. 9 eine Minimalausführung der Spulenanordnung mit einer eine Wicklungslage um fassenden Spule und den bodenseitig daran angeordneten Stützelementen.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, un ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
Der Begriff„insbesondere“ wird nachfolgend so verstanden, dass es sich dabei um eine mög liche speziellere Ausbildung oder nähere Spezifizierung eines Gegenstands oder eines Verfah rensschritts handeln kann, aber nicht unbedingt eine zwingende, bevorzugte Ausführungsform desselben oder eine zwingende Vorgehensweise darstellen muss.
In den Fig. 1 bis 8 sind mögliche Spulenanordnungen 1 sowie deren Baukomponenten verein facht dargestellt, welche eine erste oder untere bevorzugt sternlose Spule 2 und gegebenen falls zumindest eine zweite oder obere Spule 3 umfassen kann. In den beiden Fig. 2 und 3 sind die beiden Spulen 2, 3 jeweils für sich alleinig dargestellt. Eine mögliche, baulich mini male Ausführungsform der Spulenanordnung 1 ist weiters in der nachfolgenden Fig. 9 gezeigt und beschrieben.
Die Spulenanordnung 1 kann auch als Spulenbaugruppe bezeichnet werden. Es könnten auch mehrere Spulen übereinander zu einem Spulenturm zu der Spulenanordnung 1 zusammenge stellt werden. Die Spulen 2, 3 können auch als Drosselspulen, insbesondere als Luft-Drossel spulen, bezeichnet werden und weisen zumeist nicht unerhebliche Massen sowie damit ver bundene große Abmessungen auf. Derartige Spulen 2, 3 der Spulenanordnung 1 müssen bei diesen Ausführungsbeispielen nicht zwingend einen Eisenkern aufweisen und stellen in die sem Fall eine stem- und/oder kemfreien Ausbildung dar. Diese Spulenanordnung 1 findet überwiegend im Mittel-, Hoch- oder Höchstspannungsbereich Anwendung. Die Spulen 2, 3 können zusammen einen Spulenbausatz bilden, welche gemeinsam entweder die noch nicht zusammengebaute bzw. noch nicht zusammengesetzte Spulenanordnung 1 oder die bereits be triebsfertig zusammengesetzte Spulenanordnung 1 bilden.
Die erste Spule 2 umfasst zumindest eine erste Wicklungslage 4, wobei die erste Spule 2 aber auch mehrere konzentrisch zueinander angeordnete erste Wicklungslagen 4 umfassen kann. Die Mehrfachanordnung von ersten Wicklungslagen 4 ist in der Fig. 1 angedeutet.
Die erste Wicklungslage 4 oder die einzelnen ersten Wicklungslagen 4 sind bevorzugt jeweils hohlzylindrisch ausgebildet und voneinander beabstandet angeordnet. Sind mehrere erste Wicklungslagen 4 vorgesehen, sind diese bevorzugt elektrisch parallel geschaltet und magne tisch gekoppelt. Weiters sind bei mehreren ersten Wicklungslagen 4 diese zumeist mittels Distanzkörpem 5 auf einem vorbestimmten Abstand oder einer radialen Distanz zueinander gehalten. Der oder die Distanzkörper 5 können auch als Spaltleisten ausgebildet und als diese bezeichnet werden. In ihrem hohlzylindrisch ausgebildeten Innenraum kann die erste Spule 2 einen freien Kernbereich 6 ausbilden, dies ist aber nicht zwingend erforderlich. Die zumindest eine erste Wicklungslage 4 oder aber auch jede mögliche weitere erste Wicklungslage 4 um fasst oder umfassen als radiale Begrenzungsflächen jeweils eine erste äußere Mantelfläche 43 und eine in einer Wicklungslagenstärke in radialer Richtung davon beabstandete erste innere Mantelfläche 44. Es umfasst auch die zweite Spule 3 zumindest eine zweite Wicklungslage 7, welche ebenfalls bevorzugt hohlzylindrisch ausgebildet ist. Es könnten aber auch mehrere konzentrisch zuei nander angeordnete zweite Wicklungslagen 7 zur Bildung der zweiten Spule 3 vorgesehen werden. Durch die bevorzugt hohlzylindrische Ausbildung der Spulen 2, 3 oder deren Wick lungslagen 4, 7 wird von der ersten Spule 2 eine erste Längsachse 8 und von der zweiten Spule 3 eine zweite Längsachse 9 definiert. Die Längsachsen 8, 9 können auch als Längsmit telachsen bezeichnet werden. Die zumindest eine zweite Wicklungslage 7 oder aber auch jede mögliche weitere zweite Wicklungslage 7 umfasst oder umfassen als radiale Begrenzungsflä chen jeweils eine zweite äußere Mantelfläche 45 und eine in einer Wicklungslagenstäke da von in radialer Richtung davon beabstandete zweite innere Mantelfläche 46.
Die Wicklungslagen 4, 7 der Spulen 2, 3 können bevorzugt in einer selbsttragenden Ausfüh rung ausgebildet sein.
Die erste Spule 2 bzw. deren zumindest eine erste Wicklungslage 4 weist eine erste Außenab messung 10 und eine lichte Weite oder eine lichte erste Innenabmessung 11 auf. Die lichte erste Innenabmessung 11 bezieht sich insbesondere auf jene der ersten Längsachse 8 am nächsten liegende erste Wicklungslage 4 und ist in radialer Richtung bezüglich der ersten Längsachse 8 gemessen. Die zweite Spule 3 weist ihrerseits eine zweite Außenabmessung 12 und eine zweite lichte Innenabmessung 13 auf. Ist je Spule 2, 3 jeweils nur eine Wicklungs lage 4, 7 vorgesehen, können diese zueinander in etwa die gleichen Außenabmessungen 10,
12 und/oder Innenabmessungen 11, 13 aufweisen. Diese Ausbildung und Anordnung wird in der Lig. 8 nachfolgend näher beschrieben und gezeigt.
Es wäre aber auch möglich, dass die lichte Weite oder die lichte erste Innenabmessung 11 der ersten Spule 2 größer gewählt oder ausgebildet ist als die zweite Außenabmessung 12 der zweiten Spule 3, insbesondere deren am weitesten von der zweiten Längsachse 9 entfernt an geordnete zweite Wicklungslage 7. Diese Ausbildung ist in der Lig. 1 gezeigt. Durch diese ge wählten Abmessungen zueinander, kann die zweite Spule 3 innerhalb der ersten Spule 2 ange ordnet werden, wobei dies für Transportzwecke vorteilhaft und platzsparend sein kann. Wird eine sternlose oder kernlose Ausbildung zumindest der ersten Spule 2 gewählt, kann die zweite Spule 3 zumindest für den gemeinsamen Transport der Spulen 2, 3 bis hin zum Zusam menbau derselben innerhalb der ersten Spule 2 in deren freien Kernbereich 6 aufgenommen werden.
Durch die hier dargestellten hohlzylindrisch ausgebildeten Wicklungslagen 4, 7 handelt es sich bei den zuvor angeführten Abmessungen um Durchmesser- Abmessungen mit dem jewei ligen Zentrum in einer der Längsachsen 8, 9. Der Abmessungsunterschied zwischen der zwei ten Außenabmessung 12 (zweiter Außendurchmesser) der zweiten Spule 3 und der ersten In nenabmessung 11 (erster Innendurchmesser) der ersten Spule 2 kann so gewählt sein, dass die zweite Spule 3 innerhalb der ersten Spule 2 anordenbar ist und damit auch innerhalb dieser aufgenommen werden kann. Je nach Größe und Abmessung der Spulen 2, 3 kann der Spalt zwischen der zweiten Spule 3 und der ersten Spule 2 einige Millimeter bis zu einem Zentime ter oder auch mehreren Zentimetern oder aber bis hin zu mehreren Dezimetern betragen.
Die Spulenanordnung 1 wird gefertigt und zumeist entweder direkt vom Werk (Fabrik) oder einem dafür vorgesehenen Lager zum Aufstellungsort transportiert. Der für die Bereitstellung der Spulen 2, 3 vorgesehen Ort wird hier als Bereitstellungsort bezeichnet, an dem auch die Tätigkeiten zur Vorbereitung für das Transportieren und auch die mögliche Verpackung durchgeführt werden. In der fertig aufgestellten und betriebsbereiten Position der Spulenano rdnung 1, insbesondere zumindest der beiden Spulen 2, 3, kann eine zueinander unterschiedli che Anordnung gewählt werden.
Grundsätzlich erfolgt die Aufstellung am Aufstellungsort, der eine überwiegend horizontal ausgerichtete Auf Stellfläche 14 aufweist oder ausbildet. Die Auf Stellfläche 14 ist bevorzugt durch eine ebene Fläche (Aufstandsebene) gebildet und kann insbesondere durch den Erdbo den oder einen Gebäudeboden und/oder ein Fundament realisiert sein. Weiters sollen die bei den Längsachsen 8, 9 bei einer turmförmigen Stapelung der Spulen 2, 3 zueinander bevorzugt fluchtend ausgerichtet sein und eine gemeinsame Längsmittelachse 15 bilden.
Zur Abstützung der ersten Spule 2 auf der Aufstellfläche 14 sind vereinfacht dargestellte erste Stützelemente 16 vorgesehen. Je nach Ausbildung der Spule 2 und der Anzahl an ersten Wicklungslagen 4 können die ersten Stützelemente 16 daran angepasst werden. Die ersten Stützelemente 16 sind bevorzugt im Bereich eines ersten Stirnendbereichs 17 und können auch an einem zweiten Stirnendbereich 18 der ersten Spule 2 angeordnet sein. Der zweite Stirnendbereich 18 ist bei diesem Ausführungsbeispiel der zweiten Spule 3 zugewendet und befindet sich in der Einsatzstellung oder Betriebsstellung auf der von der Aufstellfläche 14 abgewendeten Seite. Der erste Stimendbereich 17 ist der Aufstellfläche 14 zugewendet und dem zweiten Stimendbereich 18 in Axialrichtung gegenüberliegend angeordnet und somit von der zweiten Spule 3 abgewendet angeordnet.
Bei diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die erste Spule 2 auf der Aufstellfläche 14 mittels zumindest drei der ersten Stützelemente 16, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Isolier- oder Isolatorelementen, ab gestützt ist und eine tragende Basis zumindest für die zweite Spule 3 bildet. Die beiden Längsachsen 8, 9 der Spulen 2, 3 weisen im Wesentlichen eine normale Ausrichtung bezüglich der Aufstellfläche 14 auf. Bei einer ho rizontalen Ausrichtung der Auf Stellfläche 14 sind die Längsachsen 8, 9 lotrecht ausgerichtet und definieren die gemeinsame Längsmittelachse 15 der Spulenanordnung 1.
Bei der hier gewählten Anordnung der Spulen 2, 3 übereinander, lagert zumindest die zweite Spule 3 auf der von der Aufstellfläche 14 abgewendeten Seite der ersten Spule 2, nämlich auf dem zweiten Stimendbereich 18, auf. Damit wird ein turmförmiger Aufbau der Spulenanord nung 1 geschaffen. Zur Abstützung der zweiten Spule 3 auf der ersten Spule 2, sind für die zweite Spule 3 zweite Stützelemente 19 vorgesehen. Bevorzugt wird bei Spulen 2, 3 mit zuei nander unterschiedlichen Außenabmessungen, insbesondere einer kleineren zweiten Außen abmessung 12 als die erste Außenabmessung 10, insbesondere einer kleineren zweiten Au ßenabmessung 12 als die erste Innenabmessung 11, die zweite Spule 3 mit der kleineren zwei ten Außenabmessung 12 oberhalb der ersten Spule 2 angeordnet. So wird ein sich nach oben verjüngender Turmaufbau geschaffen. Es wäre aber auch unabhängig davon möglich, die hier größere erste Spule 2 oberhalb der zweiten Spule 3 in Lorm eines Turmaufbaus anzuordnen.
Zur Überbrückung der jeweiligen radialen Distanz aufgmnd der zuvor beschriebenen Abmes sungsunterschiede zwischen der ersten Spule 2 und der zweiten Spule 3 ist jeweils zwischen einem ersten Stützelement 16 und einem damit zu koppelnden zweiten Stützelement 19 ein Koppelelement 20 vorgesehen. Das jeweilige Koppelelement 20 ist bevorzugt plattenförmig oder flachprofilförmig ausgebildet. Die Spulen 2, 3 können bei einer möglichen Ausführungsform in einem turmartigen Aufbau übereinander am Aufstellungsort auf der bevorzugt eine horizontale Ausrichtung aufweisen den Aufstellfläche 14 angeordnet sein und die Spulenanordnung 1 daraus gebildet werden.
Die beiden Längsachsen 8 und 9 werden zueinander fluchtend zur Bildung der gemeinsamen Längsmittelachse 15 sowie in einer normalen und somit lotrechten Ausrichtung bezüglich der Aufstellfläche 14 angeordnet.
Die zuvor bereits erwähnten Stützelemente 16, 19 sind bevorzugt je nach Ausbildung und An zahl der Wicklungslagen 4, 7 konstruktiv daran anzupassen. Der Aufbau derselben ist zuei nander im Wesentlichen grundsätzlich gleich gewählt und mögliche Ausbildungen werden nachfolgend noch näher beschrieben. Die Anordnung der Stützelemente 16, 19 an den Spulen 2, 3 erfolgt bevorzugt ortsfest sowie feststehend an diesen. Die feststehende Anordnung kann auch als Befestigung bezeichnet werden, wobei dies z.B. im Zuge des Herstellvorgangs der Wicklungslagen 4, 7 mittels des dabei eingesetzten Harzes als Bindemittel erfolgen kann. Ist dies der Fall, sind die jeweils miteinander zu koppelnden ersten Stützelemente 16 und zweiten Stützelemente 19 in einer in radialer Richtung zueinander fluchtenden Anordnung anzuord nen. Dies erfolgt zumeist in einer gleichen umfänglichen Teilung bzw. einem gleichen Tei lungsabstand.
Eine Stützbaugruppe 21 umfasst bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils ein erstes Stützele ment 16, ein Koppelelement 20 sowie ein zweites Stützelement 19, welche jeweils zusam mengehörig sind oder miteinander Zusammenwirken. Die ersten Stützelemente 16 und die zweiten Stützelemente 19 sind jeweils zueinander in einer in radialer Richtung fluchtenden Ausrichtung angeordnet. Die gegenseitige Verbindung zwischen dem Koppelelement 20 und dem ersten Stützelement 16 sowie dem zweiten Stützelement 19 kann durch Verbindungsmit tel 22, wie z.B. Schrauben, Schrauben-Muttemverbindungen, Nieten oder dergleichen erfol gen. Es könnte aber auch eine Klebeverbindung oder eine andere Verbindungsart gewählt werden. Je nach Baugröße der Spulen 2, 3 und deren Eigenmasse können in Umfangsrichtung gesehen mehrere der Stützbaugruppen 21 vorgesehen sein. Eine statisch bestimmte gegensei tige Abstützung wird durch eine Anzahl von drei Stützbaugruppen 21 erzielt. Bevorzugt wird jedoch eine dazu höhere Anzahl an Stützbaugruppen 21 gewählt, um eine bessere und verteil tem Lastabtragung zu erzielen. Die einzelnen Stützbaugruppen 21 zwischen der ersten Spule 2 und der zweiten Spule 3 bil den einen Teil einer Stützanordnung 23. Die Stützanordnung 23 kann weiters noch jene ersten Stützelemente 16 umfassen, welche im zweiten Stimendbereich 18 der ersten Spule 2 ange ordnet sind. Mittels dieser ersten Stützelemente 16 kann die gesamte Spulenanordnung 1 ge gebenenfalls unter Zwischenschaltung von Isolier- oder Isolatorelementen auf der Aufstellflä- che 14 aufgestellt sein.
Die zuvor beschriebenen zweiten Stützelemente 19 sind zumindest in einem ersten Stirnend bereich 24 der zweiten Spule 3 angeordnet, welcher der ersten Spule 2 und deren zweiten Stirnendbereich 18 zugewendet ist oder zuwendbar ist. Es können aber auch mehrere zweite Stützelemente 19 in einem davon in Axialrichtung beabstandeten zweiten Stirnendbereich 25 der zweiten Spule 3 angeordnet sein. So wäre es dann möglich, an jenem am weitesten von der Auf Stellfläche 14 beabstandeten zweiten Stirnendbereich 25 der zweiten Spule 3 ein Ab deckelement und/oder ein Dach und/oder elektrische Anschlüsse daran zu befestigen. Bevor zugt umfasst die Stützanordnung 23 weiters zumindest die gleiche Anzahl an zweiten Stütze lementen 19 wie die Anzahl an ersten Stützelementen 16.
Das in der Fig. 4 vereinfacht dargestellte erste Stützelement 16 ist gabelförmig ausgebildet und umfasst eine erste Stützelementbasis 26 sowie zumindest einen ersten inneren Stützele mentzinken 27 und zumindest einen ersten äußeren Stützelementzinken 28. Es sind hier je weils zwei Stück innere erste Stützelementzinken 27 und äußere erste Stützelementzinken 28 vorgesehen. Die ersten Stützelementzinken 27, 28 ragen von der ersten Stützelementbasis 26 auf bzw. stehen von dieser in normaler Ausrichtung ab. Die ersten Stützelementzinken 27, 28 sind unter Ausbildung eines ersten Aufnahmeschlitzes 29 voneinander beabstandet angeord net. Weiters bildet die erste Stützelementbasis 26 an ihrer von den ersten Stützelementzinken 27, 28 abgewendeten Seite zumindest eine erste Stützfläche 47 aus. Es könnte das erste Stüt zelement 16 nicht nur bei der ersten Spule 2 sondern auch bei der zweiten Spule 3 oder aber nur bei der zweiten Spule 3 angeordnet werden.
Der erste Aufnahmeschlitz 29 erstreckt sich durchgängig zwischen den ersten Stützelement zinken 27, 28 und definiert eine erste Schlitzlängserstreckung, welche mit einem Doppelpfeil angedeutet ist. Die Schlitzlängserstreckung kann dabei von einem Teilabschnitt eines Kreis bogens gebildet sein, welcher von der ersten Wicklungslage 4 definiert ist. Die jeweils erste Stützelementbasis 26 dient unter anderem dazu, die oberhalb dieser befindliche zweite Spule 3 mit deren zweiten Stützelementen 19 auf der ersten Spule 2 abzustützen. Weiters kann da mit aber auch die erste Spule 2 lastabtragend auf einem Untergrund, nämlich der Aufstellflä che 14 abgestützt werden. Es ist hier stets vorgesehen, dass der zumindest eine erste innere Stützelementzinken 27 jeweils an einer Innenfläche, nämlich der ersten inneren Mantelfläche 44, und der zumindest eine erste äußere Stützelementzinken 28 jeweils an einer Außenfläche, nämlich der ersten äußeren Mantelfläche 43, nur an einer ersten Wicklungslage 4 anliegt oder daran abgestützt ist.
Die ersten Stützelemente 16 werden derart an der zumindest einen ersten Wicklungslage 4 der ersten Spule 2 angeordnet, dass die zumindest eine erste Wicklungslage 4 im ersten Aufnah meschlitz 29 aufgenommen ist. Der zumindest eine erste innere Stützelementzinken 28 des ersten Stützelements 16 befindet sich auf der der ersten Längsachse 8 zu gewendeten Seite der zumindest einen ersten Wicklungslage 4. Der zumindest eine erste äußere Stützelementzinken 28 des ersten Stützelements 16 befindet sich hingegen auf der von der ersten Längsachse 8 ab gewendeten Seite der zumindest einen ersten Wicklungslage 4. Es ist bevorzugt nur eine der ersten Wicklungslagen 4 im ersten Aufnahmeschlitz 29 aufgenommen. Es könnten aber auch mehrere der ersten Wicklungslagen 4 im ersten Aufnahmeschlitze 29 aufgenommen sein und die radiale Distanz zwischen den ersten Wicklungslagen 4 im Bereich des ersten Stützele ments 16 mittels der zuvor beschriebenen Distanzkörper 5 (Spaltleisten) überbrückt sein.
Diese Ausbildung und Mehrfachaufnahme von mehreren zweiten Wicklungslagen 7 wäre auch in einem zweiten Aufnahmeschlitz 40 des zweiten Stützelements 19 möglich und denk bar und ist analog von der Ausbildung des ersten Stützelements 16 auf das zweite Stützele ment 19 zu übertragen.
Eine mögliche Ausbildung und Anordnung ist in der Fig. 7 für zwei erste Wicklungslagen 4 der ersten Spule 2 im ersten Aufnahmeschlitz 29 des ersten Stützelements 16 vereinfacht ge zeigt. Zur besseren Distanzierung zwischen den ersten Wicklungslagen 4 könnte auch noch von der Stützelementbasis 26 ein in strichlierten Linien angedeutetes Distanzierungsstück auf ragend angeordnet sein. Dabei könnte es sich auch um einen weiteren, nicht näher bezeichne- ten Stützelementzinken handeln. Diese Mehrfachaufnahme von Wicklungslagen 7 kann auch bei der nicht mehr näher dargestellten zweiten Spule 3 erfolgen, wie dies zuvor bereits be schrieben worden ist.
Zur besseren und stabileren Ausbildung der ersten Stützelementbasis 26 kann diese noch zu mindest einen ersten zentralen Stützsteg 30 umfassen. Der zumindest eine erste zentrale Stütz steg 30 ist innerhalb des ersten Aufnahmeschlitzes 29 sowie in Richtung der ersten Schlitz längserstreckung erstreckend angeordnet.
Die einfachste Ausbildung der Stützelemente 16, 19 ist dann gegeben, wenn diese die Stütze lementbasis 26, 37, den inneren Stützelementzinken 27, 38 und den äußeren Stützelementzin ken , 28, 39 umfassen. Der zentrale Stützsteg 30 kann vorgesehen sein, muss aber nicht.
Weiters kann bei einer Mehrfachanordnung von ersten Wicklungslagen 4 auch das erste Stüt zelement 16 dazu ausgebildet sein. Bei dem gegenständlichen Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist gezeigt, dass mehrere erste innere Stützelementzinken 27 und mehrere erste äußere Stütze lementzinken 28 vorgesehen sind. Dabei sind jeweils zwei Stück an Stützelementzinken 27 und 28 gewählt. Weiters sind die ersten inneren Stützelementzinken 27 und auch die ersten äußeren Stützelementzinken 28 in Richtung der Schlitzlängserstreckung voneinander beab- standet angeordnet. Zwischen den ersten inneren Stützelementzinken 27 ist in der ersten Stüt zelementbasis 26 ein innerer Schlitz 31 angeordnet oder ausgebildet. Es kann auch zwischen den ersten äußeren Stützelementzinken 28 ein die erste Stützelementbasis 26 durchsetzender äußerer Schlitz 32 vorgesehen oder ausgebildet sein.
Um die inneren Stützelementzinken 27 in den zwischen unmittelbar benachbarten Wicklungs lagen 4 gebildeten freien Hohlringraum einsetzen zu können, sollen die inneren Stützelement zinken 27 eine innere Stützelementzinken-Breite 33 aufweisen, welche in etwa oder maximal einer radialen Distanz zwischen unmittelbar benachbart angeordneten Wicklungslagen 4 ent spricht. Gleiches kann für die äußeren Stützelementzinken 28 gelten, wenn diese in den zwi schen unmittelbar benachbarten Wicklungslagen 4 gebildeten freien Hohlringraum einzuset zen sind. Dann sollen auch die äußeren Stützelementzinken 28 eine äußere Stützelementzin- ken-Breite 34 aufweisen, welche in etwa oder maximal einer radialen Distanz zwischen un mittelbar benachbart angeordneten Wicklungslagen 4 entspricht. Ist der zentrale Stützsteg 30 vorgesehen, ist es vorteilhaft an der ersten Stützelementbasis 26 zumindest einen inneren Stützsteg 35 vorzusehen. Der zumindest eine innere Stützsteg 35 ist auf der vom ersten Aufnahmeschlitz 29 abgewendeten Seite des ersten inneren Stützelement zinkens 27 angeordnet und an der ersten Stützelementbasis 26 angeordnet. Weiters kann auch noch zumindest ein äußerer Stützsteg 36 vorgesehen sein, wobei dieser zumindest eine äußere Stützsteg 36 auf der vom ersten Aufnahmeschlitz 29 abgewendeten Seite des ersten äußeren Stützelementzinkens 28 angeordnet ist.
Weiters kann der zumindest eine innere Stützelementzinken 27 und/oder der zumindest eine äußere Stützelementzinken 28 jeweils auf der von der ersten Stützelementbasis 26 abgewen deten Seite dachförmig oder keilförmig verjüngend ausgebildet sind. Zusätzlich oder unab hängig davon könnte aber der zumindest eine innere Stützelementzinken 27 und/oder der zu mindest eine äußere Stützelementzinken 28 auf der von der ersten Stützelementbasis 26 abge wendeten Seite auf die vom ersten Aufnahmeschlitz 29 abgewendete Seite sowie in Richtung auf die erste Stützelementbasis 26 abfallend ausgebildet sein.
Die Ausbildung und Anordnung der inneren Stützelementzinken 27, der äußeren Stützele mentzinken 28, der inneren und äußeren Stützstege 35, 36 sowie des inneren und/oder äuße ren Schlitzes 31, 32 kann analog auch auf die zweiten Stützelemente 19 übertragen werden. Gleiches kann aber auch für die dachförmig oder keilförmig verjüngende Ausbildung der Stützelementzinken 27 und/oder 28 gelten. Zur Vermeidung von unnötigen Wiederholungen, wird für diese Ausbildung auf die detaillierte Beschreibung beim ersten Stützelement 16 hin gewiesen und Bezug genommen.
Ist nur eine einzige Wicklungslage 4, 7 je Spule 2, 3 vorgesehen, kann auf den inneren Stütz steg 35 und den äußeren Stützsteg 36 verzichtet werden. Diese etwas vereinfachte Ausfüh rungsform eines ersten Stützelements 16 ist in der Fig. 5 gezeigt. Es könnte auch das in der Fig. 5 beschriebene erste Stützelement 16 nicht nur bei der ersten Spule 2 sondern auch bei der zweiten Spule 3 oder aber nur bei der zweiten Spule 3 angeordnet oder vorgesehen wer den. Das in der Fig. 5 beschriebene erste Stützelement 16 kann z.B. als Basisteil für das in der Fig. 4 gezeigte erste Stützelement 16 dienen. Durch entsprechende Nachbearbeitung und Berück sichtigung des auszubildenden Steigungsausgleichs der Stützelementzinken 27 und/oder 28 kann zumindest einer der Stützstege 35 und/oder 36 ausgebildet werden. Die Höhe oder Dicke des zentralen Stützstegs 30 ist ebenfalls anzupassen. Es wäre auch noch möglich, je nach Aus bildung der Wicklungslagen 4 die Höhe oder Dicke der Stützstege 35, 36 und/oder auch des zentralen Stützstegs 30 bei jeweils einem der Stützelemente 16 zueinander unterschiedliche auszubilden, um auf den jeweils bei der betreffenden Wicklungslage 4 tatsächlichen Stei gungsausgleich Bedacht zu nehmen. Damit stellt jedes der Stützelemente 16 ein Unikat dar, welches an einer genau vorbestimmten Umfangsposition an der Spule 2 anzuordnen ist.
Das erste Stützelement 16 umfasst die erste Stützelementbasis 26, jeweils zwei Stück innere und äußere Stützelementzinken 27, 28 und den zentralen Stützsteg 30 im ersten Aufnahme schlitz 29. Der innere und der äußere Schlitz 31, 32 in der ersten Stützelementbasis 26 können vorgesehen sein, müssen aber nicht vorgesehen sein.
Das in der Fig. 6 vereinfacht dargestellte zweite Stützelement 19 ist ebenfalls gabelförmig ausgebildet und umfasst eine zweite Stützelementbasis 37 sowie zumindest einen zweiten in neren Stützelementzinken 38 und einen zweiten äußeren Stützelementzinken 39. Die zweiten Stützelementzinken 38, 39 ragen von der zweiten Stützelementbasis 37 auf bzw. stehen von dieser in normaler Ausrichtung ab. Die zweiten Stützelementzinken 38, 39 sind ebenfalls un ter Ausbildung eines zweiten Aufnahmeschlitzes 40 voneinander beabstandet angeordnet. Weiters bildet die zweite Stützelementbasis 37 an ihrer von den zweiten Stützelementzinken 38, 39 abgewendeten Seite eine zweite Stützfläche 48 aus. Es könnte das hier beschriebene zweite Stützelement 19 nicht nur bei der zweiten Spule 3 sondern auch bei der ersten Spule 2 oder aber nur bei der ersten Spule 2 angeordnet oder vorgesehen werden.
Der zweite Aufnahmeschlitz 40 erstreckt sich seinerseits durchgängig zwischen den beiden zweiten Stützelementzinken 38, 39 und definiert dabei eine zweite Schlitzlängserstreckung. Zur besseren und stabileren Ausbildung der zweiten Stützelementbasis 37 kann diese noch zu mindest einen zweiten zentralen Stützsteg 41 umfassen. Der zumindest eine zweite zentrale Stützsteg 41 ist innerhalb des zweiten Aufnahmeschlitzes 40 sowie in Richtung der zweiten Schlitzlängserstreckung erstreckend angeordnet. Die Stützstege 30, 35, 36, 41 stellen bei dem jeweiligen Stützelement 16, 19 ebenfalls einen integralen, einstückigen Bestandteil dar.
Im Aufstellungszustand stützt sich die zweite Stützelementbasis 37 mittels des Koppelele ments 20 an der ersten Stützelementbasis 26 des ersten Stützelements 16 ab. Es ist auch bei der zweiten Spule 3 stets vorgesehen, dass der zumindest eine innere zweite Stützelementzin ken 38 jeweils an einer Innenfläche und der zumindest eine äußere zweite Stützelementzinken 39 jeweils an einer Außenfläche nur einer zweiten Wicklungslage 7 anliegt oder daran abge stützt ist.
Die zweiten Stützelemente 19 werden analog zu den ersten Stützelementen 16 derart an der zumindest einen zweiten Wicklungslage 7 der zweiten Spule 3 angeordnet, dass die zumindest eine zweite Wicklungslage 7 im zweiten Aufnahmeschlitz 40 aufgenommen ist. Der zumin dest eine innere zweite Stützelementzinken 38 des zweiten Stützelements 19 befindet sich auf der der zweiten Längsachse 9 zugewendeten Seite der zumindest einen zweiten Wicklungs lage 7. Der zumindest eine äußere zweite Stützelementzinken 39 des zweiten Stützelements 19 befindet sich auf der von der zweiten Längsachse 9 abgewendeten Seite der zumindest ei nen zweiten Wicklungslage 7. Somit ist auch hier nur eine der zweiten Wicklungslagen 7 im zweiten Aufnahmeschlitz 40 aufgenommen.
Die vereinfacht als Hohlzylinder dargestellten Wicklungslagen 4 und/oder 7 weisen jeweils an deren ersten Stirnendbereich 17, 24 keine in einer einzigen in Normalrichtung bezüglich der Längsachse 8, 9 angeordneten Ebene verlaufende Stirnfläche auf. Bei der Herstellung der ein zelnen Wicklungslagen 4 und/oder 7 ist aufgrund des Wickelvorgangs über den Umfang gese hen ein Steigungsausgleich zu berücksichtigen, um nach einer ersten vollen Umfangswick lung einen Knick im Wicklungs sträng (Leiterelement) zu vermeiden. Ausgehend vom Wick lungsanfang ist der Wicklungsstrang in Art einer Schraubenlinie oder einer Helix in Umfangs richtung gemäß der Wicklungsrichtung in Axialrichtung anzuheben, bis die untere Stirnfläche des ersten Wicklungsstrangs nach einem vollen Umfang auf der Oberseite des Wicklungsan fangs des untersten Wicklungsstrangs zu liegen kommt. Diese Anhebung oder Distanzierung von einer Normalebene bezüglich der Längsachse 8, 9 erfolgt bevorzugt stetig. Die Steigung bei jeder der Wicklungslagen 4 und/oder 7 ergibt sich durch die in Axialrichtung vorhandene Dicke oder Stärke des einzelnen Wicklungsstrangs. Ist eine feststehende, ortsfeste Anordnung und Befestigung der Stützelemente 16 und/oder 19 an der jeweiligen Wicklungslage 4 und/oder 7 vorgesehen, sind aufgrund des Wickelvorgangs zur Bildung der einzelnen Wicklungslagen 4, 7 zwischen der nicht näher bezeichneten Stirn fläche der Wicklungslage 4 und/oder 7 und dem Stützelement 16 und/oder 19 zumindest ein Steigungsausgleichselement 42 vorzusehen.
Die Dicke oder Stärke der jeweiligen Steigungsausgleichselemente 42 ist in bekannter Weise auszuführen und anzupassen. Eines der Steigungsausgleichselemente 42 ist in der Fig. 5 in strichlierten Linien im ersten Aufnahmeschlitz 29 angedeutet. Das oder die Steigungsaus gleichselemente 42 können entweder durch einen eigenen Bauteil gebildet sein und/oder aber einen direkten und integralen Bestandteil des oder der Stützelemente 16 und/oder 19 darstel len oder bilden.
Es wäre unabhängig davon aber auch möglich, die zuvor beschriebenen Stützstege 30, 35, 36, 41 bei der Herstellung des jeweiligen Stützelements 16, 19 höher oder dicker auszubilden und durch entsprechende Nachbearbeitung derselben die Höhe oder Dicke jeweils an die vorgese hene Umfangsposition an der jeweiligen Spule 2, 3 anzupassen. Damit kann auf das Vorsehen der Steigungsausgleichselemente 42 möglicherweise gänzlich verzichtet werden.
Weiter kann noch vorgesehen sein, dass die Stützelementzinken 38, 39 ausgehend vom jewei ligen Stirnendbereich 17, 18; 24, 25 sich bis maximal in etwa der Hälfte des Abstandes oder der Höhe zwischen den jeweiligen Stirnendbereichen 17, 18; 24, 25 der Spulen 2; 3 erstre cken. Da die Spulen 2, 3 je nach Baugröße auch sehr variable Höhen in Richtung von deren Längsachsen 8, 9 aufweisen können, können die Stützelementzinken 27, 28; 38, 39 eine Länge in einem Bereich mit einer unteren Grenze von 5 cm und einer oberen Grenze von 50 cm, bevorzugt in einem Bereich zwischen 10 cm und 30 cm, aufweisen. Eine Prozentangabe der Länge der Stützelementzinken 27, 28; 38, 39 kann dabei zwischen 1% und 50% der Höhe zwischen den jeweiligen Stirnendbereichen 17, 18; 24, 25 der jeweiligen Spulen 2; 3 liegen.
Der Werkstoff zur Bildung der Stützelemente 16 und/oder 19 kann unterschiedlichst gewählt sein. So können elektrisch isolierende Werkstoffe, vorzugsweise Kunststoffe, Keramik oder dergleichen Verwendung finden. Bei der Verwendung von Kunststoffwerkstoffen können diese auch noch mittels Fasern verstärkt sein. Da es sich bei den Spulenanordnungen 1 zu meist um Kleinserien, Kleinstserien oder überhaupt um Einzelanfertigungen handelt, kann die Herstellung der Stützelemente 16 und/oder 19 auch mittels eines 3-D-Druckverfahrens erfol gen. Es wären aber auch Herstellungsverfahren wie z.B. Gießen, Spritzgießen, Pressen, Spritzpressen oder ähnliches denkbar. So kann rasch und kostengünstig eine exakte Anpas sung der jeweiligen Stützelemente 16 und/oder 19 an die maßlichen Erfordernisse erfolgen. Bei den zuvor aufgezählten Herstellungsverfahren kann ein zusammengehöriger, einteiliger Bauteil geschaffen werden, welcher je Stützelement 16, 19 zumindest den inneren Stützele mentzinken 27, 38, den äußere Stützelementzinken 28, 39 und die Stützelementbasis 26, 37 sowie gegebenenfalls auch noch zumindest einzelne der Stützstege 30, 35, 36, 41 umfasst.
In der Fig. 8 ist eine Anordnung einer Stützbaugruppe 21 zwischen einer ersten Spule 2 mit einer einzigen ersten Wicklungslage 4 und einer zweiten Spule 3 mit ebenfalls einer einzigen zweiten Wicklungslage 7 im Schnitt sowie vergrößerter Darstellung gezeigt. Dies deshalb, um die bessere Übersichtlichkeit zu wahren.
Die zweite Außenabmessung 12 und die zweite Innenabmessung 13 der zweiten Spule 3 ist hier so gewählt, dass diese Abmessungen überwiegend innerhalb einer von der ersten Außen abmessung 10 und von der ersten Innenabmessung 11 der ersten Spule 2 definierten Ringflä che angeordnet sind. Die inneren und äußeren Abmessungen sind jeweils in etwa identisch gewählt. Würde die erste Spule 2 mehrere koaxial zueinander angeordnete erste Wicklungsla gen 4 umfassen, würde die zweite Wicklungslage 7 auch innerhalb der gesamten Ringfläche der ersten Spule 2 angeordnet sein.
In diesem Fall können die ersten und zweiten Stützelemente 16, 19 jeweils einer Stützbau gruppe 21 aneinander abstützend angeordnet und miteinander verbunden sein. Die Verbin dung kann mittels der zuvor beschriebenen Verbindungsmittel 22 erfolgen. Damit kann auf das Koppelelement 20 verzichtet werden und die erste Stützelementbasis 26 dient als direkte Auflage für die zweite Stützelementbasis 37. Es könnte aber auch ein Distanzierungselement zwischen dem ersten und zweiten Stützelement 16, 19 vorgesehen werden, wobei es sich da bei z.B. um ein Isolatorelement oder dergleichen handeln kann. In der Fig. 9 ist ein minimales Ausführungsbeispiel der Spulenanordnung 1 mit nur einer ers ten Spule 2 gezeigt, welche ihrerseits nur eine erste Wicklungslage 4 umfasst. Im Bereich des ersten Stimendbereichs 17 sind die zumindest drei ersten Stützelemente 16 angeordnet. Mit tels der ersten Stützelemente 16 kann die erste Spule 2 an der Aufstellfläche 14 bevorzugt un ter Zwischenanordnung von nicht näher bezeichneten Isolator-Elementen abgestützt werden.
Der grundsätzliche Aufbau der ersten Spule 2 sowie der ersten Stützelemente 16 entspricht jenem, wie dieser bereits zuvor detailliert in den Fig. 1 bis 8 beschrieben worden ist. Deshalb wird, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, auf diese Beschreibung und Offenbarung hingewiesen und Bezug genommen.
Es sei hier noch angemerkt, dass die Anzahl der ersten Stützelemente 16 in dem der Aufstell- fläche 14 zugewendeten ersten Stirnendbereich 17 auch größer oder aber auch kleiner gewählt werden kann als im Zwischenbereich zwischen der ersten Spule 2 und der zumindest einen zweiten Spule 3. Weiters kann die Anzahl an Stützbaugruppen 21 auch geringer oder aber auch größer sein als die Gesamtanzahl an ersten Stützelementen 16 im Bereich des ersten Stirnendbereichs 17. Es kann aber auch die gleiche Anzahl an ersten Stützelementen 16 in dem der Aufstellfläche 14 zugewendeten ersten Stirnendbereich 17 gewählt werden wie die Anzahl an Stützbaugruppen 21 im Zwischenbereich zwischen der ersten Spule 2 und der zu mindest einen zweiten Spule 3.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle be merkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten dersel ben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfüh rungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmals kombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie len können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen wer den.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verste hen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert darge stellt wurden.
B e z u g s z e i c h e n a u f s t e l l u n g Spulenanordnung 31 innerer Schlitz
erste Spule 32 äußerer Schlitz
zweite Spule 33 innere Stützelementzinken-Breite erste Wicklungslage 34 äußere Stützelementzinken-Breite Distanzkörper 35 innerer Stützsteg
Kembereich 36 äußerer Stütz Steg
zweite Wicklungslage 37 zweite Stützelementbasis erste Längsachse 38 zweiter innerer Stützelementzinken zweite Längsachse 39 zweiter äußerer Stützelementzin erste Außenabmessung ken
erste Innenabmessung 40 zweiter Aufnahmeschlitz zweite Außenabmessung 41 zweiter zentraler Stützsteg zweite Innenabmessung 42 Steigungsausgleichselement Aufstellfläche 43 erste äußere Mantelfläche
Längsmittelachse 44 erste innere Mantelfläche erstes Stützelement 45 zweite äußere Mantelfläche erster Stimendbereich 46 zweite innere Mantelfläche zweiter Stirnendbereich 47 erste Stützfläche
zweites Stützelement 48 zweite Stützfläche
Koppelelement
Stützbaugruppe
Verbindungsmittel
Stützanordnung
erster Stimendbereich
zweiter Stirnendbereich
erste Stützelementbasis
erster innerer Stützelementzinken
erster äußerer Stützelementzinken
erster Aufnahmeschlitz
erster zentraler Stützsteg

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Spulenanordnung (1), insbesondere eine Stern- und/oder kemfreie Luft-Drossel spule, umfassend
eine erste Spule (2) mit zumindest einer ersten Wicklungslage (4), wobei die erste Spule (2) einen ersten Stimendbereich (17) und einen in Richtung einer ersten Längsachse (8) davon beabstandeten zweiten Stimendbereich (18) aufweist, und von der ersten Spule (2) in radialer Richtung bezüglich der ersten Längsachse (8) eine erste Außenabmessung (10) und eine erste Innenabmessung (11) ausgebildet ist,
eine Stützanordnung (23) umfassend mehrere erste Stützelemente (16), insbeson dere zumindest drei erste Stützelemente (16), wobei mittels der ersten Stützelemente (16) die erste Spule (2) mit ihrem ersten Stirnendbereich (17) an einer Auf Stellfläche (14) abstützbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ersten Stützelemente (16) gabelförmig ausgebildet sind und jeweils eine erste Stützelementbasis (26) sowie zumindest einen ersten inneren Stützelementzinken (27) und zumindest einen ersten äußeren Stützelementzinken (28) umfassen, wobei die Stützele mentzinken (27, 28) jeweils von der ersten Stützelementbasis (26) aufragen und unter Ausbil dung eines ersten Aufnahmeschlitzes (29) voneinander beabstandet angeordnet sind und sich der erste Aufnahmeschlitz (29) in einer Schlitzlängserstreckung durchgängig zwischen dem zumindest einen ersten inneren Stützelementzinken (27) und dem zumindest einen ersten äu ßeren Stützelementzinken (28) erstreckt,
dass die ersten Stützelemente (16) derart an der zumindest einen ersten Wick lungslage (4) der ersten Spule (2) angeordnet sind, dass die zumindest eine erste Wicklungs lage (4) im ersten Aufnahmeschlitz (29) aufgenommen ist und sich der zumindest eine innere erste Stützelementzinken (28) auf der der ersten Längsachse (8) zugewendeten Seite der zu mindest einen ersten Wicklungslage (4) befindet und sich der zumindest eine äußere erste Stützelementzinken (28) auf der von der ersten Längsachse (8) abgewendeten Seite der zu mindest einen ersten Wicklungslage (4) befindet, und
dass die zumindest eine erste Wicklungslage (4) mit ihrem ersten Stirnendbereich (17) jeweils an einer der ersten Stützelementbasen (26) abgestützt ist.
2. Spulenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Aufnahmeschlitz (29) ausschließlich nur eine erste Wicklungslage (4) aufgenommen ist.
3. Spulenanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu mindest eine zweite Spule (3) mit zumindest einer zweiten Wicklungslage (7) vorgesehen ist, wobei die zweite Spule (3) einen ersten Stirnendbereich (24) und einen in Richtung einer zweiten Längsachse (9) davon beabstandeten zweiten Stirnendbereich (25) aufweist und von der zweiten Spule (3) in radialer Richtung bezüglich der zweiten Längsachse (9) eine zweite Außenabmessung (12) und eine zweite Innenabmessung (13) ausgebildet ist, und dass die Stützanordnung (23) weiters mehrere Stützbaugruppen (21) umfasst, wobei jede der Stützbau gruppen (21) ein erstes Stützelement (16) und ein zweites Stützelement (19) umfasst, und dass die ersten Stützelemente (16) im zweiten Stirnendbereich (18) der ersten Spule (2) und die zweiten Stützelemente (19) in dem dem zweiten Stirnendbereich (18) der ersten Spule (2) zu gewendeten ersten Stimendbereich (24) der zweiten Spule (3) angeordnet sind.
4. Spulenanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stützelemente (19) ebenfalls gabelförmig ausgebildet sind und jeweils eine zweite Stützele mentbasis (37) sowie zumindest einen zweiten inneren Stützelementzinken (38) und zumin dest einen zweiten äußeren Stützelementzinken (39) umfassen, wobei die Stützelementzinken (38, 39) jeweils von der zweiten Stützelementbasis (37) aufragen und unter Ausbildung eines zweiten Aufnahmeschlitzes (40) voneinander beab standet angeordnet sind und sich der zweite Aufnahmeschlitz (40) in einer Schlitzlängserstreckung durchgängig zwischen dem zumindest einen zweiten inneren Stützelementzinken (38) und dem zumindest einen zweiten äußeren Stützelementzinken (39) erstreckt.
5. Spulenanordnung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stützelemente (19) derart an der zumindest einen zweiten Wicklungslage (7) der zweiten Spule (3) angeordnet sind, dass die zumindest eine zweite Wicklungslage (7) im zweiten Aufnahmeschlitz (40) aufgenommen ist und sich der zumindest eine innere zweite Stützelementzinken (38) auf der der zweiten Längsachse (9) zugewendeten Seite der zumin dest einen zweiten Wicklungslage (7) befindet und sich der zumindest eine äußere zweite Stützelementzinken (39) auf der von der zweiten Längsachse (9) abgewendeten Seite der zu- mindest einen zweiten Wicklungslage (7) befindet und dass die zumindest eine zweite Wick lungslage (7) mit ihrem ersten Stirnendbereich (24) jeweils an einer der zweiten Stützelement basen (37) abgestützt ist.
6. Spulenanordnung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Aufnahmeschlitz (40) ausschließlich nur eine zweite Wicklungslage (7) aufgenom men ist.
7. Spulenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stützelement (16) und das zweite Stützelement (19) jeder Stützbaugruppe (21) jeweils zueinander in einer in radialer Richtung fluchtenden Ausrichtung angeordnet sind und dass das erste Stützelement (16) und das zweite Stützelement (19) jeder Stützbaugruppe (21) aneinander ab stützend miteinander verbunden sind.
8. Spulenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Stützelemente (16; 19) mit ihren inneren Stützelementzinken (27; 38) an einer inneren Mantelfläche (44; 46) der zumindest einen Wicklungslage (4; 7) und mit ih ren äußeren Stützelementzinken (28; 39) an einer äußeren Mantelfläche (43 45) der zumindest einen Wicklungslage (4; 7) jeweils daran anliegend angeordnet sind und dass zumindest ein zelne der ersten Stützelemente (16) mit der zumindest einen ersten Wicklungslage (4) der ers ten Spule (2) feststehend verbunden sind und/oder dass zumindest einzelne der zweiten Stüt zelemente (19) mit der zumindest einen zweiten Wicklungslage (7) der zweiten Spule (3) fest stehend verbunden sind.
9. Spulenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass mehrere innere Stützelementzinken (27; 38) und/oder mehrere äußere Stüt zelementzinken (28; 39) vorgesehen sind und die inneren Stützelementzinken (27; 38) und/o der die äußeren Stützelementzinken (28; 39) in Richtung der Schlitzlängserstreckung vonei nander beabstandet angeordnet sind.
10. Spulenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Stützelementbasis (26; 37) einen zentralen Stützsteg (30; 41) umfasst und der zumindest eine zentrale Stützsteg (30; 41) innerhalb des Aufnahmeschlitzes (29; 40) sowie in Richtung der Schlitzlängserstreckung erstreckend angeordnet ist.
11. Spulenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der zumindest eine innere Stützelementzinken (27; 38) eine innere Stütze- lementzinken-Breite (33) in normaler Richtung bezüglich der Schlitzlängserstreckung auf weist, welche maximal einer radialen Distanz zwischen unmittelbar benachbart angeordneten Wicklungslagen (4; 7) einer Spule (2; 3) entspricht.
12. Spulenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Stützelementbasis (26; 37) zumindest einen inneren Stützsteg (35) um fasst, welcher zumindest eine innere Stützsteg (35) auf der vom Aufnahme schlitz (29; 40) ab gewendeten Seite des inneren Stützelementzinkens (27; 38) angeordnet ist.
13. Spulenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der zumindest eine äußere Stützelementzinken (28; 39) eine äußere Stütze- lementzinken-Breite (34) in normaler Richtung bezüglich der Schlitzlängserstreckung auf weist, welche einer radialen Distanz zwischen unmittelbar benachbart angeordneten Wick lungslagen (4; 7) einer Spule (2; 3) entspricht.
14. Spulenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Stützelementbasis (26; 37) zumindest einen äußeren Stützsteg (36) um fasst, welcher zumindest eine äußere Stützsteg (36) auf der vom Aufnahmeschlitz (29; 40) ab gewendeten Seite des äußeren Stützelementzinkens (28; 39) angeordnet ist.
15. Spulenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Stützelemente (16; 19) insbesondere aus einem bevorzugt mit Fasern verstärkten Kunststoffwerkstoff gebildet sind und mittels eines Herstellungsverfahrens ausge wählt aus der Gruppe von 3-D-Druck, Gießen, Spritzgießen, Pressen, Spritzpressen ausgebil det sind.
16. Spulenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der innere Stützelementzinken (27; 38), der äußere Stützelementzinken (28; 39) und die Stützelementbasis (26: 37) jedes Stützelements (16; 19) einen zusammenge hörigen, einteiligen Bauteil bilden.
17. Spulenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der zumindest eine innere Stützelementzinken (27; 38) und/oder der zu mindest eine äußere Stützelementzinken (28; 39) jeweils auf der von der Stützelementbasis (26; 37) abgewendeten Seite dachförmig oder keilförmig verjüngend ausgebildet sind.
18. Spulenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der zumindest eine innere Stützelementzinken (27; 38) und/oder der zu mindest eine äußere Stützelementzinken (28; 39) auf der von der Stützelementbasis (26; 37) abgewendeten Seite auf die vom Aufnahmeschlitz (29; 40) abgewendete Seite sowie in Rich tung auf die Stützelementbasis (26; 37) abfallend ausgebildet sind.
19. Spulenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeich net, dass die zweite Längsachse (9) der zweiten Spule (3) fluchtend bezüglich der ersten Längsachse (8) der ersten Spule (2) ausgerichtet ist.
20. Spulenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 19, dadurch gekennzeich net, dass in radialer Richtung die zweite Außenabmessung (12) und die zweite Innenabmes sung (13) der zweiten Spule (3) innerhalb einer von der ersten Außenabmessung (10) und von der ersten Innenabmessung (11) der ersten Spule (2) definierten Ringfläche angeordnet sind.
21. Spulenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 20, dadurch gekennzeich net, dass das erste Stützelement (16) und das zweite Stützelement (19) einer Stützbaugruppe (21) direkt aufeinander abgestützt und mittels Verbindungsmitteln (22) miteinander verbun den sind, insbesondere miteinander verschraubt sind.
22. Spulenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 19, dadurch gekennzeich net, dass die zweite Außenabmessung (12) der zweiten Spule (3) kleiner ausgebildet ist als die erste Innenabmessung (11) der ersten Spule (2).
23. Spulenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 19 oder 22, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Koppelelement (20) bei jeder Stützbaugruppe (21) vorgesehen ist und sich das Koppelelement (20) in radialer Richtung zwischen dem ersten Stützelement (16) und dem zweiten Stützelement (19) erstreckt.
24. Spulenanordnung (1) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Kop pelelement (20) sowohl mit dem ersten Stützelement (16) als auch mit dem zweiten Stützele ment (19) verbunden ist, insbesondere mit jedem verschraubt ist.
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