[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum vorzugsweise überlappenden Bewickeln
eines zylinderförmigen Körpers, insbesondere eines Schenkels eines Transformators
mit zumindest einem Band wie Kohlefaserband oder "Resi-Band" nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
[0002] Eine derartige Vorrichtung ist in der
DE 2003 04 572 U1 beschrieben. Die Vorrichtung umfasst ein in axialer Richtung des zylinderförmigen
Körpers fahrbares Trägerelement mit einem den Körper umschließenden und in einer im
Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Körpers verfahrbaren Ebene drehbaren
Ring, an dem eine Vorratsrolle für das zumindest eine Band sowie ein oder mehrere
Brems- und Umlenkrollen angeordnet sind, wobei die zumindest eine Bremsrolle mechanisch
mit einer Hydraulikpumpe gekoppelt ist und einen Hydraulikkreislauf der Hydraulikpumpe
antreibt.
[0003] Bei der bekannten Vorrichtung sind neben zwei Bremsrollen auch zwei Umlenkrollen
entlang eines Umfangs des drehbaren Rings angeordnet, wobei die Bremsrollen über Zahnräder
mechanisch mit einer als eigenständiges Bauteil ebenfalls entlang des Umfangs des
drehbaren Rings angeordneten Hydraulikpumpe gekoppelt sind. Die Anordnung der zahlreichen
Brems- und Umlenkrollen sowie der separaten Hydraulikpumpe entlang des drehbaren Rings
sind aufwendig und kostenintensiv.
[0004] In der
US 5 581 979 B ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufbringen einer konstanten Zugkraft in
einer Wickelmaschine beschrieben. Die Wickelmaschine umfasst eine Folienrolle, die
mit einer variablen Geschwindigkeit um einen zu bewickelnden Körper transportiert
wird. Die rotierende Folienrolle treibt eine Hydraulikpumpe mit einer variablen Geschwindigkeit
in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit der Folienrolle an. Die Hydraulikpumpe
ist mit einem Ölreservoir gekoppelt, um einen Hydraulikkreis zu bilden, wobei die
Hydraulikpumpe Öl durch den Hydraulikkreis pumpt, wenn die Folienrolle die Hydraulikpumpe
antreibt. Bei dieser Ausführungsform ist die Folienrolle über eine Antriebswelle,
Kette oder Band mit der Hydraulikpumpe gekoppelt.
[0005] Die
US 3 470 992 B bezieht sich auf eine Bremsrolle zur Verwendung in einem Förderband, umfassend eine
äußere Röhre und ein Paar von festmontierten stirnseitigen stumpfförmigen Achsen,
durch die die Röhre drehbar gelagert ist. Zwischen der Röhre und den Achsen ist eine
Hydraulikpumpe angeordnet.
[0006] Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass diese bei geringem Material-
und Montageaufwand kompakt aufgebaut ist.
[0007] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Hydraulikpumpe als integraler
Bestandteil der Bremsrolle ausgebildet ist.
[0008] Diese Ausführungsform zeichnet sich durch besondere Kompaktheit aus, da auf ein separates
Getriebe und auf eine separate Hydraulikpumpe verzichtet werden kann.
[0009] Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Bremsrolle über ein Getriebe mit der Hydraulikpumpe
gekoppelt ist, wobei das Getriebe integraler Bestandteil der Bremsrolle ist.
[0010] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Bremsrolle eine Bandtrommel auf,
wobei in einem von der Bandtrommel aufgespannten Innenraum die Hydraulikpumpe und
ein mit der Bremstrommel und der Hydraulikpumpe gekoppeltes Getriebe angeordnet sind.
[0011] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Bremsrolle
eine hohlzylinderförmige Bandtrommel aufweist, an deren äußeren Umfangsfläche das
Band anliegt, und dass in einem von der Bandtrommel aufgespannten Innenraum die Hydraulikpumpe
und das mit der Bandtrommel und der Hydraulikpumpe gekoppelte Getriebe angeordnet
sind.
[0012] Eine besonders kompakte Ausführungsform wird erreicht, wenn das Getriebe als ein
Planetengetriebe ausgebildet ist.
[0013] Eine kompakte Ausführungsform des Planetengetriebes zeichnet sich dadurch aus, dass
das Planetengetriebe einen scheibenförmigen ersten Planetenradträger aufweist, der
mit einem stirnseitig umlaufenden Rand der Bandtrommel verbunden ist, dass auf einer
Oberfläche des Planetenradträgers Planetenräder gelagert sind, die im Zentrum mit
einem ersten Sonnenrad und randseitig mit einer Innenverzahnung eines ersten Hohlrades
zusammenwirken, dass das Sonnenrad mechanisch mit einem zweiten Planetenradträger
gekoppelt ist, wobei auf einer Oberfläche des zweiten Planetenradträgers Planetenräder
gelagert sind, die im Zentrum mit einem Sonnenrad und randseitig mit einer Innenverzahnung
eines zweiten Hohlrades zusammenwirken und dass das zweite Sonnenrad mit einem Pumpenrad
der Hydraulikpumpe gekoppelt ist.
[0014] Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Hydraulikpumpe in einem
das Planetenradgetriebe abdeckenden Montageblock angeordnet ist, wobei das erste und
das zweite Hohlrad mit dem Montageblock verbunden sind und außenrandseitig eine Lagerschale
bilden, in der Lagerelemente zur Lagerung der Bandtrommel angeordnet sind.
[0015] Um eine einfache Montage des Planetengetriebes zu gewährleisten ist vorgesehen, dass
das erste Hohlrad zusammen mit dem zweiten Hohlrad eine aus Teillagerflächen gebildete
Lagerschale zur Aufnahme eines Lagers bilden, wobei ein außen umlaufender Rand des
zweiten Planetenradträgers mit dem umlaufenden Lager wie Dünnringlager gelagert ist.
[0016] Zur Kopplung des Planetenradgetriebes mit der Hydraulikpumpe ist vorgesehen, dass
das zweite Sonnenrad über eine Welle mit dem ersten Pumpenrad wie Zahnrad gekoppelt
ist, welches in einem Pumpenraum mit einem zweiten Pumpenrad wie Zahnrad zusammenwirkt
und die Hydraulikpumpe bildet.
[0017] Des Weiteren zeichnet sich die Hydraulikpumpe dadurch aus, dass der Pumpenraum von
einem Pumpenraumdeckel abgedeckt ist, in dem Aufnahmen zur Aufnahme einerseits der
Welle des ersten Pumpenrades und andererseits einer Welle des zweiten Pumpenrades
für Hydrauliköl eingeformt sind.
[0018] Durch das Planetengetriebe wird eine Übersetzung im Bereich von 1 : 15 bis 1: 25,
vorzugsweise 1 : 20 bereitgestellt, so dass die Drehzahl der Bandtrommel, die im Bereich
von 25 U/min bis 35 U/min, vorzugsweise 30 U/min liegt, in eine Drehzahl des ersten
Pumpenrads übersetzt wird, die im Bereich von 335 U/min bis 875 U/min, vorzugsweise
600 U/min liegt.
[0019] Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur
aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination-,
sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden
Ausführungsbeispiels.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Bewickeln eines zylinderförmigen
Körpers mit einem Band,
- Fig. 2
- eine Seitenansicht einer Bremsrolle mit integrierter Hydraulikbremse und Hydrauliktank,
- Fig. 3
- eine Unteransicht der Bremsrolle mit Umlenkrolle und Vorratsrolle,
- Fig. 4
- eine perspektivische Ansicht der Bremsrolle, teilweise in Schnittdarstellung,
- Fig. 5
- eine Seitenansicht der Bremsrolle in Schnittdarstellung,
- Fig. 6a, 6b
- eine perspektivische Unteransicht des Hydrauliköl-Tanks sowie eine perspektivische
Draufsicht des Hydrauliköl-Tanks, teilweise geschnitten,
- Fig. 7
- eine Draufsicht der Bremsrolle mit geöffneter Hydraulikpumpe,
- Fig. 8
- eine Unteransicht einer Abdeckung der Hydraulikpumpe mit Lagerplatte und
- Fig. 9
- die Abdeckung gemäß Fig. 8 ohne Lagerplatte sowie die Lagerplatte zur Abdichtung eines
Pumpraums der Hydraulikpumpe und zur Lagerung von Pumpenrädern der Hydraulikpumpe.
[0020] Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Vorrichtung 10 zum vorzugsweise
überlappenden Bewickeln eines zylinderförmigen Körpers 12, insbesondere eines Schenkels
eines Transformators, mit zumindest einem Band 14 wie Kohlefaserband oder "Resi-Band".
Die Vorrichtung 10 umfasst ein in axialer Richtung 16 des zylinderförmigen Körpers
12 entlang einer Führung 18 verfahrbares Trägerelement 20 mit einem den Körper 12
umschließenden und in einer im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 16 des Körpers
12 verlaufenden Ebene drehbaren Ring 22, an dem eine Vorratsrolle 24 für das zumindest
eine Band 14 sowie eine Umlenkrolle 26 und eine Bremsrolle 28 angeordnet sind.
[0021] Fig. 2 zeigt, dass die Bremsrolle 28 an einer Unterseite 30 des drehbaren Rings 22
befestigt ist. Gemäß der Erfindung ist in der Bremsrolle 28 eine Hydraulikpumpe integriert,
die über Zuleitungen 32, 34 mit einem Hydrauliköl-Tank 36 verbunden ist. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel ist der Hydrauliköl-Tank ebenfalls an der Unterseite 30 des umlaufenden
Rings befestigt.
[0022] Fig. 3 zeigt eine Unteransicht des umlaufenden Rings 22 und die Anordnung der Bremsrolle
28, der Umlenkrolle 26 sowie der Vorratsrolle 24. Das Band 14 wird bei einer Drehbewegung
des Rings 22 in Richtung des Pfeils 36 von der Vorratsstelle 24 abgewickelt und über
die Umlenkrolle 24 und die Bremsrolle 28 auf den Transformatorkern gewickelt.
[0023] Fig. 4 und 5 zeigen die Bremsrolle 28 in perspektivischer Darstellung, teilweise
geschnitten. Diese umfasst eine Bandtrommel 38, die über ein Getriebe 40 mit einer
Hydraulikpumpe 42 gekoppelt ist. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Getriebe
40 sowie die Hydraulikpumpe 42 integraler Bestandteil der Bremsrolle 28 und insbesondere
von dieser umschlossen sind. In einem von der Bremstrommel 38 aufgespannten Raum 44
sind die Hydraulikpumpe 42 und das mit der Bremstrommel 38 und der Hydraulikpumpe
42 gekoppelte Getriebe 40 angeordnet.
[0024] Das Getriebe ist als Planetengetriebe 40 ausgebildet und umfasst einen ersten scheibenförmigen
Planetenradträger 46, der mit einem stirnseitig umlaufenden Rand 48 der Bandtrommel
38 über Befestigungsmittel 50 wie Schrauben verbunden ist. Auf einer dem Innenraum
44 der Bandtrommel 38 zugewandten Oberfläche 52 des Planetenradträgers 46 sind im
dargestellten Ausführungsbeispiel vier Planetenräder 54, 56, 58, 60 gelagert, die
im Zentrum des Planetenradträgers 46 mit einem Sonnenrad 62 und randseitig mit einer
umlaufenden Innenverzahnung 64 eines ersten Hohlrades 66 zusammenwirken.
[0025] Das Sonnenrad 62 ist mechanisch fest mit einem zweiten Planetenradträger 68 gekoppelt,
der ebenfalls scheibenförmig ausgebildet ist und parallel oder im Wesentlichen parallel
zu dem ersten Planetenradträger 46 verläuft. Auf einer Oberfläche 70 des zweiten Planetenradträgers
68 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Planetenräder 72, 74, 76, 78 angeordnet,
die im Zentrum mit einem zweiten Sonnenrad 82 und randseitig mit einer umlaufenden
Innenverzahnung 84 eines zweiten Hohlrades 86 zusammenwirken.
[0026] Das erste Hohlrad 66 und das zweite Hohlrad 86 sind koaxial zueinander ausgerichtet
und über Verbindungsmittel 106 miteinander verbunden, so dass diese bandtrommelseitig
eine Lagerfläche zur Aufnahme eines Lagers 90 wie Kugellagers bilden, mittels dem
die Bandtrommel 38 koaxial drehbar um das erste und zweite Hohlrad 66, 68 gelagert
ist. Auf einer Innenfläche 92 der Bandtrommel 38 ist ebenfalls eine Lagerfläche 94
zur Aufnahme des Lagers 90 ausgebildet.
[0027] Auf einer dem zweiten Planetenradträger 68 zugewandten Innenseite weisen die Hohlräder
66, 86 jeweils Teillagerflächen 96, 98 zur Bildung einer Lageraufnahme 100 zur Aufnahme
eines Ringlagers 102 wie Dünnringlagers auf, an dem ein stirnseitig umlaufender Rand
104 des zweiten Planetenradträgers 68 zur Lagerung anliegt.
[0028] Zur Abdeckung des Planentengetriebes 40 ist das zweite Hohlrad 86 stirnseitig mit
einem Montageblock 108 abgedeckt, der über Verbindungsmittel 110 auf einer Stirnseite
112 des zweiten Hohlrads 86 befestigt ist. Der Montageblock 108 ist ebenfalls in dem
von der Bandtrommel 38 aufgespannten Innenraum 44 angeordnet, wobei die Bandtrommel
38 eine Axialerstreckung aufweist, die der Axialerstreckung des Planetengetriebes
40 mit Montageblock 108 entspricht.
[0029] Das zweite Sonnenrad 82 ist über eine in dem Montageblock 108 gelagerte Welle 114
mit einem Pumpenrad 116 verbunden, welches in einem Pumpenraum 118 der Hydraulikpumpe
42 drehbar gelagert ist. Der Pumpenraum 118 ist in dem Montageblock 108 eingeformt.
Ferner ist in dem Pumpenraum 118 ein zweites Pumpenrad 120 vorgesehen, das mit dem
ersten Pumpenrad 116 zusammenwirkt.
[0030] Der Pumpenraum 118 ist von einem Pumpendeckel 122 abgedeckt, in dem eine Aufnahme
124 zur Lagerung der von dem zweiten Sonnenrad 82 ausgehenden Welle 114 eingeformt
ist. Ferner sind in dem Pumpendeckel 122 Zulauf- und Ablaufkanäle 126, 128 für Hydrauliköl
eingebracht. An den Zulauf und Ablaufkanälen 126, 128 sind jeweils Anschlüsse 130,
132 für die Zulauf- und Ablaufleitungen 32, 34 zur Verbindung mit dem Hydrauliköl-Tank
36 vorgesehen.
[0031] Die Fig. 6a und 6b zeigen dreidimensionale Ansichten des Hydrauliköl-Tanks 36. Dieser
umfasst einen Montageflansch 134 zur Verbindung des Tanks 36 mit dem drehbaren Ring
22. Ferner ist ein erster Anschluss 136 als Zulauf und ein zweiter Anschluss 138 als
Ablauf vorgesehen. Zur Messung des Öldrucks ist ein Messinstrument 140 mit dem Anschluss
138 gekoppelt. Des Weiteren ist ein Regler 142 vorgesehen, mit dem der Öldruck einstellbar
ist.
[0032] Fig. 7 zeigt eine Draufsicht der Montageplatte 108 mit offenem Pumpenraum 118, in
dem das erste Pumpenrad 116 sowie das zweite Pumpenrad 120 drehbar angeordnet sind.
[0033] Fig. 8 zeigt in dreidimensionaler Ansicht die Abdeckung 122 für das Pumpengehäuse
118 in Unteransicht. Zur Lagerung der Pumpenräder 116, 120 ist eine Lagerschale 144
in eine Oberfläche 146 der Abdeckung 122 flächig eingebracht. Die Lagerschale 144
weist Durchbrechungen 148, 150 zur Aufnahme der Welle 114 des Pumpenrades 116 sowie
eine Welle 152 des Pumpenrades 120 auf, in dem die Wellen jeweils gelagert sind. Ferner
ist ein Zulauf 154 sowie ein Ablauf 156 vorgesehen, die mit jeweils dem Zulaufkanal
bzw. dem Ablaufkanal strömungstechnisch gekoppelt wird. Die Lagerplatte 144 ist vorzugsweise
aus Messing ausgebildet.
[0034] Fig. 9 zeigt die Abdeckung 122 sowie die Lagerschale 144 jeweils als Einzelteil,
wobei in der Abdeckung 122 eine Aussparung 158 zur Aufnahme der Lagerschale 144 eingeformt
ist. Entlang eines umlaufenden Randes 160 ist die Lagerschale 144 mit einem geschlossenen
Dichtring 162 versehen, um den Pumpenraum 118 abzudichten. Korrespondierend zu den
Durchbrechungen 148, 150 sind in der Abdeckung 122 ebenfalls Aufnahmen 164, 166 für
die Wellen 114, 152 vorgesehen. Ferner sind Kanäle 168, 170 für die Zu- und Ablaufleitungen
vorgesehen, die mit den Öffnungen 154, 156 korrespondieren.
1. Vorrichtung (10) zum vorzugsweise überlappenden Bewickeln eines zylinderförmigen Körpers
(12), insbesondere eines Schenkels eines Transformators mit zumindest einem Band (14)
wie Kohlefaserband oder "Resi-Band", umfassend eine in axialer Richtung (16) des zylinderförmigen
Körpers (12) verfahrbares Trägerelement (20) mit einem den Körper (12) umschließenden
und in einer im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Körpers (12) verlaufenden
Ebene drehbaren Ring (22), an dem eine Vorratsrolle (24) für das zumindest eine Band
(14) sowie ein oder mehrere Brems- und Umlenkrollen (26, 28) angeordnet sind, wobei
die zumindest eine Bremsrolle (28) mechanisch mit einer Hydraulikpumpe (40) gekoppelt
ist und einen Hydraulikkreislauf der Hydraulikpumpe (40) antreibt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hydraulikpumpe (40) integraler Bestandteil der Bremsrolle (28) ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die Bremsrolle (28) über ein Getriebe (40) mit der Hydraulikpumpe (42) gekoppelt
ist, wobei das Getriebe (40) integraler Bestandteil der Bremsrolle (28) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die Bremsrolle (28) eine hohlzylinderförmige Bandtrommel (38) aufweist, an deren
äußeren Umfangsfläche das Band (14) anliegt, und dass in einem von der Bandtrommel
(38) aufgespannten Innenraum (44) die Hydraulikpumpe (42) und das mit der Bandtrommel
(38) und der Hydraulikpumpe (42) gekoppelte Getriebe (40) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Getriebe (40) als ein Planetengetriebe ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass das Planetengetriebe (40) einen scheibenförmigen ersten Planetenradträger (46) aufweist,
der mit einem stirnseitig umlaufenden Rand (48) der Bandtrommel (38) verbunden ist,
dass auf einer Oberfläche des Planetenradträgers (46) Planetenräder (54, 56, 58, 60)
gelagert sind, die im Zentrum mit einem ersten Sonnenrad (62) und randseitig mit einer
Innenverzahnung (64) eines ersten Hohlrades (66) zusammenwirken, dass das Sonnenrad
(62) mechanisch mit einem zweiten Planetenradträger (68) gekoppelt ist, wobei auf
einer Oberfläche des zweiten Planetenradträgers (68) Planetenräder (72, 74, 78, 80)
gelagert sind, die im Zentrum mit einem Sonnenrad (82) und randseitig mit einer Innenverzahnung
(84) eines zweiten Hohlrades (86) zusammenwirken und dass das zweite Sonnenrad (82)
mit einem Pumpenrad (116) der Hydraulikpumpe (42) gekoppelt ist.
6. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die Hydraulikpumpe (42) in einem das Planetenradgetriebe (40) abdeckenden Montageblock
(108) angeordnet ist, wobei das erste und das zweite Hohlrad (66, 68) mit dem Montageblock
(108) verbunden sind und außenrandseitig eine Lagerschale (88) bilden, in der Lagerelemente
(90) zur Lagerung der Bandtrommel (38) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass das erste Hohlrad (66) zusammen mit dem zweiten Hohlrad (86) eine aus Teillagerflächen
(96, 98) gebildete Lagerschale (100) zur Aufnahme eines Lagers (102) bilden, wobei
ein außen umlaufender Rand (104) des zweiten Planetenradträgers (68) mit dem umlaufenden
Lager (102) wie Dünnringlager gelagert ist.
8. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das zweite Sonnenrad (82) über eine Welle (114) mit dem ersten Pumpenrad (116) wie
Zahnrad gekoppelt ist, welches in einem Pumpenraum (118) mit einem zweiten Pumpenrad
(120) wie Zahnrad zusammenwirkt und die Hydraulikpumpe (42) bildet.
9. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass der Pumpenraum (118) von einem Pumpenraumdeckel (122) abgedeckt ist, in dem Aufnahmen
(124) zur Aufnahme einerseits der Welle (114) des ersten Pumpenrades (116) und andererseits
einer Welle (152) des zweiten Pumpenrades (120) angeordnet sind und dass in dem Pumpendeckel
(122) Zulauf- und Ablaufkanäle (126, 128) für Hydrauliköl eingeformt sind.
10. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass das Getriebe (40) eine Übersetzung im Bereich von 1 : 15 bis 1 : 25, vorzugsweise
1 : 20 aufweist.
11. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
dass die Bandtrommel (88) eine Drehzahl im Bereich von 25 U/min bis 35 U/min, vorzugsweise
30 U/min und das erste Pumpenrad (116) eine Umdrehung im Bereich von 325 U/min bis
875 U/min, vorzugsweise 600 U/min aufweisen.