Fehlerstromauslöser mit einer gewickelten Spule, Verfahren zum Bewickeln der Spule und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Abstract

 Ein Fehlerstromauslöser in Form eines Sperrmagnetauslösers besitzt zwei in Abstand durch eine isolierende Zwischenschicht zueinander gehaltene Jochbleche (10, 12), in die wenigstens eine fensterartige Ausnehmung (28) eingebracht ist. Dadurch wird ein Steg (30) gebildet, der einen Spulenkörper (34) mit zwei Außenflanschen (38, 40), eine dazwischen auf den Spulenkörper aufgewickelte Wicklung durchdringt. Zum vereinfachten maschinellen Bewikkein des Spulenkörpers sind die beiden Außenflansche (38, 40) und die mittlere Öffnung des Spulenkörpers (34) kreisförmig. Dadurch kann der Spulenkörper von gegen den Rand der Flansche gedrückten Antriebsrädern (64, 68) in Drehung versetzt werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromauslöser gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 4 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

[0002] Wenn Fehlerstromauslöser als Sperrmagnetauslöser ausgebildet sind, dann besteht das größte Problem darin, die Spule zu bewickeln. Die Spule nämlich ist in ein Fenster in den Jochblechen eingesetzt; da das Joch mit einem Steg die Spule vollständig durchdringt, kann eine vorher bewickelte Spule nicht verwendet werden; vielmehr muß im allgemeinen zuerst der Spulenkörper, der zum Einbringen in das Fenster in seiner Mitte geteilt ist, eingesetzt und zusammengedrückt werden und erst danach kann mit dem Wickeln der Spule begonnen werden.Der Wicklungsvorgang erfolgt dabei manuell, was zwangsläufig kostenmäßig sehr teuer ist.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es einen Fehlerstromauslöser in Form eines Sperrmagnetauslösers der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Spule automatisch bewickelt werden kann. Darüber hinaus soll ein Verfahren zum Bewickeln der Spule und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

[0005] Dabei bilden die Außenflansche vorzugsweise einen Kreis, welche außerdem auch noch zahnradartig mit Zähnen versehen sein können.

[0006] Um nun den Wicklungsdraht auf die Spule aufwickeln zu können, bzw. um einen Anschluß mit dem Wicklungsdraht zu verbinden, ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 4 an wenigstens einem Flansch ein Ausschnitt beliebiger Form (rund, quadratisch, trapezförmig, usw.) freigelassen, in den ein passendes Segment Niet, aus elektrisch leitendem Material eingesetzt wird, an dem das eine Ende des Wicklungsdrahtes bereits befestigt ist oder noch befestigt wird. Denkbar wäre auch, daß das Segment, Niet usw. bei der Herstellung des Spulenkörpers als sogenanntes Einlegeteil gleich in die Form mit eingelegt wird.

[0007] Die Bewicklung des Spulenkörpers mit Wicklungsdraht erfolgt nun folgendermaßen:

Zunächst wird in an sich bekannter Weise das Magnetjoch hergestellt. Sodann wird der Spulenkörper in das Fenster so eingesetzt, daß der Steg des Fensters die mittlere Öffnung durchgreift. Dies kann entweder dadurch erfolgen, daß die Spule aus zwei Hälften gebildet über den Steg gesetzt wird, wonach die beiden Spulenhälften mit-einander durch schweißen, kleben oder verrasten verbunden werden, oder es besteht auch die Möglichkeit, den Spulenkörper aus zwei mit einem Filmscharnier miteinander verbundenen Elementen zu bilden und diese über den Steg am Magnetjoch zu schnappen. Dann wird an das Segment aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise aus Kupfer, das eine Ende des Wicklungsdrahtes angeschlossen, bspw. angelötet oder angeschweißt. Dieser Vorgang des Verbindens, Segment-Draht kann auch vor der Montage der Spulenkörperhälften auf das Joch am Einzelteil (Segment), bzw. am bereits in die Spulenkörperhälfte montierten Segment erfolgen. Nun kann das Magnetjoch mit dem Spulenkörper und mit dem daran angeschlossenen Wicklungsdraht in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt werden, die zur Druchführung des Verfahrens gemäß dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruches 6 ausgebildet ist.

[0008] Die Antriebsräder, die gemäß den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 7 und 8 ausgebildet sein können, werden erfindungsgemäß gegen die beiden Flansche derart gefahren, daß die Stirnflächen der Antriebsräder mit ihren Kragen die Flansche an ihren Stirnkanten umfassen. Die beiden sich gegenüberliegenden Antriebsräder werden dann noch etwas gegen die Stirnkanten der Flansche gedrückt, so daß in jedem Fall die Antriebskraft der angetriebenen Antriebsräder auf die Flansche des Spulenkörpers übertragen wird. Die gegenüberliegenden Antriebsräder können je nach der zu wickelnden Drahtsträrke lose mitlaufen oder auch synchron mit antreiben.

[0009] Es hat sich herausgestellt, daß dann, wenn die Flansche und die Antriebsräder als Zahnräder ausgebildet sind, der Aufwickelvorgang am einfachsten abläuft, wobei der Verschleiß am geringsten ist. Wegen des Einsetzens der Flansche zwischen die Kragen der Antriebsräder allerdings ist die Vorbereitungs- und Einrichtzeit relativ groß. Zweckmäßigerweise können die Antriebsräder als jeweils eine Antriebswalze ausgebildet sein, welche den gesamten Spulenkörper überdeckt. Als Alternative zu der Verzahlung können die Antriebswalzen auch an ihrer Außenseite mit Material beschichtet sein, das den Reibungskoeffizienten erhöht. Als derartiges Material kann bspw. Gummi verwendet werden. Mittels der beiden Antriebswalzen wird dann reibschlüssig die Antriebskraft auf die Flansche des Spulenkörpers übertragen. Wenn die Flansche bzw. der Spulenkörper in Bewegung gesetzt werden bzw. wird, läuft der Wickelvorgang in bekannter Weise ohne weitere manuelle Arbeit sehr gleichmäßig ab. Dies hat zur Folge, daß nicht nur relativ dicke Drähte verwendet werden müssen, wie dies bei manuellem Einfädeln der Fall ist, sondern daß auch sehr dünne Drähte mit hoher Windungszahl verwendet werden können.

[0010] Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es auf sehr einfache Weise möglich, die Bewickelung eines Spulenkörpers für einen Sperrmagnetauslöser einfach und schnell und vor allen Dingen maschinell vorzunehmen. \

[0011] Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert werden.

[0012] Es zeigt:

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Auslöser,

Fig. 2 eine Aufsicht gemäß Pfeilrichtung A auf den Auslöser gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht von oben auf den Auslöser mit der Antriebsvorrichtung,

Fig. 4 eine Seitenansicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine erste Ausgetaltung eines Spulenkörpers,

Fig. 6 eine weitere Ausgestaltung eines Spulenkörpers,

Fig. 7 eine Ausführung eines Spulenkörpers mit eingesetztem Wicklungsdrahtanschluß und

Fig. 8 eine Schnittansicht durch den Spulenkörper gemäß der Fig. 7.

[0013] Der Sperrmagnetauslöser ist in bekannter Weise aus zwei Magnetjochen 10 und 12 gebildet, die an ihrem einen Ende bei 14 U-förmig gegabelt aufgebogen sind. Die Jochbleche sind mittels Nietverbindungen 16 und 18 unter Zwischenfügung einer Isolierplatte 20 miteinander verbunden. An der rechten Kante der Jochbleche ist ein Auflagerungsfortsatz 22 für einen strichliert dargestellten Anker 24 angedeutet, wogegen am anderen Ende dieser Kante die Polflächen 26 angeformt sind. Im Bereich der Polflächen 26 befindet sich ein Fenster 28, das in Abstand zu der unten liegenden Kante und in Abstand zu der Polfläche 24 angeordnet ist und somit einen Steg 30 definiert.

[0014] In das Fenster ist eine Spule 32 eingesetzt, die einen Spulenkörper 34 aufweist, der einen Trommelbereich 36 und daran anschließend zwei Flansche 38 und 40 aufweist. Die beiden Flansche sind auch die Spulenflansche genannt. Der Spulenkörper besitzt eine mittlere Durchgangsbohrung (in der Fig. 1 nicht sichtbar), durch die der Steg 32 am Magnetjoch hindurchgreift. Zur Montage des Spulenkörpers kann dieser aus zwei Hälften 42 bzw. 44 aufgebaut sein, die über den Steg 32 gesetzt und an den Berührungsflächen 46 bzw. 48 miteinander verschweißt, verklebt oder verrastet werden. Der Spulenkörper kann auch, wie aus Fig. 6 ersichtlich, aus zwei Spulenhälften 42 und 44 zusammengesetzt sein, die an einer Kante an ihren Flanschenden mittels eines Filmscharnieres 48 miteinander verbunden sind. Diese beiden Hälften 42 und 44 werden über den Steg 32 geklappt und dann entweder durch Schweißverbindung oder durch Rastmittel miteinander verbunden. Die Ausgestaltung bzw. die Anbringung der Spule über den Steg ist an sich bekannt.

[0015] Die Flanschränder der Spulenflansche 38 und 40 sind bei den Ausgestaltungen gemäß den Figuren 3 und 4 zahnradartig ausgebildet.

[0016] Bei den Ausgestaltungen gemäß den Figuren 7 und 8 ist der Spulenkörper, der aus zwei Hälften in üblicher Weise zusammengesetzt ist, mit einem Segment 50 versehen, in das ein entsprechend ausgebildetes Segment 52 aus elektrisch leitendem Material eingesetzt ist. Das Segment 52 ist an dem Spulenflansch bspw. durch Festklemmen oder Festrasten befestigt. Es besteht auch die Möglichkeit, es im Bereich der Trennfuge anzuordnen; in diesem Falle wäre ein Verklemmung bzw. eine Verrastung möglich.

[0017] Der Spulenkörper ist nun in der Ausgestaltung gemäß Figur 7 am Magnetjoch angebracht und zwar der Art, daß er auf dem Steg drehbar ist. Diese Drehbarkeit kann ausgenutzt werden, um auf den Spulenkörper eine Wicklung aufzubringen. Zu diesem Zwecke wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgeschlagen, die aus zwei in Abstand zueinanderliegenden Antriebswellen 60 und 62 gebildet ist, von denen die Antriebswelle 62 bspw. mittels eines nicht näher dargestellten Antriebes angetrieben wird. Auf den beiden Wellen 60 und 62 sind jeweils zwei Antriebsräder 64, 66, 68, 70 befestigt, wobei die Antriebsräder 64 und 66 auch lose auf der Welle 60 angebracht sein können; es ist lediglich dafür zu sorgen, daß eine Verschiebung der beiden Räder 64 und 66 in Achsrichtung der Antriebswelle oder der Welle 60 verhindert ist. Alle vier Antriebsräder sind Zahnräder mit einem Zahnkranz 72, 74, 76 und 78. Diese Zähne sind an die Zähne auf den Flanschen der Spule bezüglich des Teilkreisdurchmessers und der Zähnezahl sowie der Zahnform exakt angepaßt.

[0018] Beidseitig zu dem Zahnkranz ist jedes Zahnrad mit vorspringenden Kragen 80 und 82 versehen, deren Abstand voneinander der Dicke der Spulenflansche entspricht. Diese Kragen 80 und 82 umfassen die Spulenflansche, wie aus Figur 3 ersichtlich, und dienen so zur Führung beim Antrieb.

[0019] Um den Wicklungsdraht aufzuwickeln, wird der Abstand der beiden Wellen 60 und 62 nach Dazwischensetzen des Magnetjoches mit dem daran angebrachten Spulenkörper verringert, so daß entweder die Räder 64 und 66 die Spulenflansche gegen die Räder 68 und 70 drücken oder umgekehrt. Durch Verdrehen der angetriebenen Welle 62 kann der Spulenkörper in Drehung versetzt werden. Bei dickerem Wicklungsdraht besteht auch die Möglichkeit beide Wellen synchron anzutreiben und somit die zu übertragenden Kräfte zu erhöhen.

[0020] Zum Aufwickeln des Wicklungsdrahtes wird das eine Drahtende desselben, Bezugsziffer 84 der Figur 8 an dem Kupfersegment 52 befestigt und dann die Antriebswelle 62, bzw. 60 und 62 angetrieben. Dadurch wird in entsprechendem Wicklungssinne je nach Drehrichtung der Wicklungsdraht auf die Trommel aufgewickelt. Nach Beendigung des Wickelvorganges wird der Wicklungsdraht entsprechend abgelängt und ein weiteres Drahtstück 86 bspw. auf der Außenfläche des Segmentes 52 angelötet. Damit ist der Wicklungsvorgang und der Montagevorgang für die Bewickelung der Spule beendet.

[0021] Selbstverständlich muß der Wicklungsdraht isoliert sein, um Kurzschlüsse zu vermeiden.

[0022] In der Figur 4 ist eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Figur 3 gezeigt; man erkennt die Antriebsräder 64 und 68, den Spulenkörper 30 und das Magnetjoch 12 bzw. 10.

Ansprüche

1. Fehlerstromauslöser in Form eines Sperrmagnetauslösers, mit zwei in Abstand durch eine isolierende Zwischenschicht zueinander gehaltenen Jochblechen, mit wenigstens einer fensterartigen Ausnehmung, die in Abstand zu der benachbarten Außenkante, so einen Steg bildend, angeordnet ist und eine einen Spulenkörper mit zwei Außenflanschen, einer dazwischen auf den Spulenkörper aufgewickelten Wicklung und mit einer mittleren Öffnung aufweisende Spule derart aufnimmt, daß der Steg die mittlere Öffnung der Spule durchdringt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Außenflansche (38, 40) und die mittlere Öffnung des Spulenkörpers (34) kreisförmig sind.

2. Fehlerstromauslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflansche (38, 40) einen glatten Kreis bilden.

3. Fehlerstromauslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Außenflansche begrenzenden kreisförmigen Randkanten zahnradartig mit Zähnen ausge_- bildet sind.

4. Fehlerstromauslöser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem Flansch eine Aussparung mit beliebiger Form (rund, quadratisch, trapezförmig, usw.) freigelassen ist, in die ein passendes Verbindungselement(50) aus elektrisch leitendem Material eingesetzt ist, an dem einerseits das eine Ende des Wicklungsdrahtes (84) und andererseits ein Anschlußleiterstück (86) befestigt ist.

5. Verfahren zum Bewickeln einer Spule für einen Fehlerstromauslöser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper mittels einer Drehvorrichtung in Drehung versetzt und dabei der Wicklungsdraht aufgewickelt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei in dem Außendurchmesser der Spulenflansche (38, 40) entsprechenden Abstand zueinander angeordnete und gelagerte Antriebsräder (64, 66; 68, 70) vorgesehen sind, von denen mindestens eines angetrieben ist, wobei zum Aufwickeln des Spulendrahtes der am Auslöser montierte Spulenkörper zwischen beide Antriebsräder einsetzbar ist, und daß der Abstand der Antriebsräder verringerbar ist, der Gestalt, daß die Antriebsräder aufeinander zubewegbar sind und dabei mit den Randkanten der Spulenflansche in Eingriff gelangen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite zwei Antriebsräder vorgesehen sind und daß zumindest deren mit den Randkanten der Spulenflansche in Antriebseingriff gelangenden Stirnflächen aus Material mit hohem Reibungskoeffizienten bestehen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsräder eine der Form der Randkanten der Spulenflansche entsprechende Zahnradform aufweisen, die mit den Zähnen der Randkanten kämmt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden Antriebsräder walzenartig ausgebildet sind und den Spulenkörper beidseitig überragen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsräder radial vorspringende Kragen aufweisen, deren Abstand der Dicke der Spulenflansche entspricht, und die beim Antrieb der Spulenflansche diese zwischen sich nehmen und so führen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich gegenüberliegende Antriebsräder vorgesehen sind, die jeweils walzenartig ausgebildet sind und den Spulenkörper beidseitig überragen, und daß die Antriebsräder mit einem Material mit hohem Reibungskoeffizienten beschichtet sind.

Zeichnung