Bestens gewickelt

Maschinenelemente

Linearführung – Die Fertigung von Transformatorspulen erfordert präzise Wickelmaschinen. Ein führender Hersteller solcher Maschinen verlässt sich bei der Wahl der Komponenten auf ausgewählte Zulieferer wie Dr. Tretter. Dieser kombiniert niedrige Kosten mit hoher Liefertreue.

20. Mai 2015

Eine entscheidende Komponente so unterschiedlicher Produkte wie Elektromotoren, Transformatoren, Generatoren oder Magnetfeldsensoren sind die Spulen: Die Präzision ihrer Wicklung entscheidet über Wirkungsgrade, Füllfaktoren oder Energieeffizienz, und entsprechend hoch sind die Ansprüche an die Wickelmaschinen, mit denen die Spulen gefertigt werden. Ein Spezialist für solche Maschinen ist die Hedrich Group mit Sitz in Ehringhausen in der Nähe von Gießen. Das Unternehmen entwickelt unter anderem halb- und vollautomatische Wickelmaschinen für Spulen bis zu einem Gewicht von 25 Tonnen. Ein Beispiel ist eine CNC-gesteuerte vollautomatische Wickelmaschine zur Herstellung von Spulen mit einem Durchmesser bis zu 550 Millimetern, die in Mittel- und Hochspannungsmesswandlern bei einem großen Elektrokonzern zum Einsatz kommen. Die Maschine bearbeitet drei Spulen gleichzeitig und wickelt dabei den Draht mit bis zu 1.200 Umdrehungen in der Minute auf.

Der ständige Kostendruck erfordert allerdings eine permanente Weiterentwicklung der Konstruktion. Murat Dogan, Konstrukteur bei Hedrich, stellt deshalb strenge Anforderungen an die einzelnen Komponenten. Besonders wichtig sind dabei die Führungssysteme, die den sogenannten Drahtführer punkt- und wiederholgenau an die Anfangsposition der Spule setzen und auch die präzise Bewegung der Klebevorrichtung gewährleisten. Da die Maschinenbauer sämtliche Komponenten zukaufen, benötigen sie entsprechend zuverlässige und professionelle Zulieferer, erzählt Dogan: »Die Bauteile müssen die Funktion optimal erfüllen, zu einem guten Preis erhältlich sein – und vor allem müssen sie zur richtigen Zeit bei uns eintreffen.«

Die hessischen Maschinenbauer kooperieren dafür mit dem Maschinenelementespezialisten Dr. Tretter mit Sitz im württembergischen Rechberghausen, erzählt Dogan und erinnert sich: »Wir hatten vorher Komponenten eines anderen Zulieferers verbaut. Doch als dieser nicht rechtzeitig liefern konnte, entschieden wir uns für Dr. Tretter. Dazu kommt, dass die vorher eingesetzten Lösungen erheblich teurer waren.«

In den Wickelmaschinen verbauen die Hessen nun unter anderem Kugelgewindetriebe sowie kompakte, präzise und leichtgängige C-Profilschienenführungen von Dr. Tretter, die sich für alle Arten von Linearbewegungen mit höheren Geschwindigkeiten und Beschleunigungen eignen. Zudem sind sie steif und können gleichzeitig hohe Lasten aufnehmen. Als Wälzkörper dienen Kugeln oder Rollen, die auf gehärteten Bahnen laufen. Ein Umlauf ermöglicht eine Führung mit unbegrenztem Hub. Die Belastbarkeit in radialer, gegenradialer und tangentialer Richtung gewährleistet einen leichten und präzisen Lauf auch unter hoher Belastung. Varianten mit einer Anordnung der Laufrollen unter 4 x 45 Grad erlauben gleiche Belastungen in jeder Richtung auf Druck, Zug und Seitenkraft. Ein spezielles Kunststoffröhrchen in der Rückführzone gewährleistet eine genaue Führung der Kugeln ohne metallischen Kontakt mit dem Wagen und verbessert damit das Laufverhalten bei zugleich deutlich geringeren Geräuschemissionen.

Vielfältige Möglichkeiten

Konstrukteur Dogan lobt vor allem die flexiblen Einsatzmöglichkeiten der C-Schienenführungen: »Sie können sich bestimmten Gegebenheiten in einem gewissen Rahmen anpassen und so Ungenauigkeiten ausgleichen; durch den Zweipunktkontakt unter X-Anordnung und unter 45 Grad spielt die Einbaulage keine Rolle und kann damit Fehler am besten ausgleichen. Mit dieser Linearführung können wir deshalb die Zahl der Arbeitsschritte verringern, die wir für den Aufbau von Maschinen und Anlagen aufwenden.«

Beim Einsatz in der Wickelmaschine verfährt der Drahtführer über die C-Profilschienenführung zunächst an die Anfangsposition, wo ein Mitarbeiter den Draht anlötet. Danach transportiert eine weitere Schienenführung die Klebeeinrichtung an die Arbeitsstelle, wo der Kleber aufgespritzt wird. Die Spule beginnt sich zu drehen, und die Wickelmaschine fördert zunächst das Isolationsmaterial, das von einer Andruckrolle fest auf die Klebstelle gedrückt wird. Sobald die Isolation aufgebracht ist, trennt ein Quermesser das restliche Material ab und die Maschine wickelt eine programmierte Anzahl von Windungen, bis die erste Lage erreicht ist. Danach bringt die Maschine erneut Kleber und eine weitere Isolationsschicht auf und wickelt die nächste Reihe von Windungen. Der Vorgang wiederholt sich so lange, bis die Spule komplett gewickelt ist. »Mit dieser Anlage dauert der ganze Prozess für drei Spulen mit einem Durchmesser von 500 Millimeter nur etwa sieben Stunden«, erklärt Heiko Peinemann, Serviceleiter bei Hedrich, und ergänzt: »Der Mitarbeiter muss lediglich den Draht einlegen, alles Weitere geschieht vollautomatisch.

Erschienen in Ausgabe: 04/2015