Gut gewickelt

Wire - Spulen

Wickelmaschinen, mit denen Transformatorspulen gefertigt werden, müssen äußerst präzise sein. Hedrich setzt bei der Herstellung dieser Maschinen auf die Komponenten ausgesuchter Zulieferer wie Dr. Tretter.

09. März 2016

Ob für Elektromotoren, Transformatoren oder Magnetfeldsensoren – Spulen zu wickeln ist eine Kunst. Wie sie gewickelt sind, entscheidet über Verluste, Füllfaktoren oder auch Energieeffizienz. »Man kann mit unseren Wickelmaschinen Draht, Folie, Papier und GFK bearbeiten«, erklärt Heiko Peinemann, Serviceleiter bei Hedrich. »Unsere Anlagen finden sich auf allen Kontinenten.« Die Spulen werden in Transformatoren für Elektrizitätswerke eingesetzt.

Die Hedrich Group beschäftigt etwa 270 Mitarbeiter in Deutschland, der Schweiz, Indien, Russland und China sowie in 30 internationalen Vertretungen. Im hessischen Ehringhausen-Katzenfurt entwickelt und baut Hedrich unter anderem standardisierte und maßgeschneiderte, halb- und vollautomatische Wickelmaschinen. »Wir entwickeln in enger Abstimmung mit den Anwendern«, so Peinemann. Dazu wird das Basismodell an die individuelle Aufgabe angepasst, etwa in Geschwindigkeit oder Größe. In der Produktionshalle bauen die Mitarbeiter gerade an einer vollautomatischen CNC-Wickelmaschine für einen Elektrokonzern. »Damit kann man Spulen bis 550 Millimeter Durchmesser für Mittel- und Hochspannungsmesswandler fertigen«, erklärt Peinemann. Sie kann den Draht mit 1.200 U/min aufwickeln und drei Spulen gleichzeitig bearbeiten.

Innovative Konzepte und ein umfassender Service sind die eine Sache – der Preisdruck eine andere. »Unsere Kunden wissen genau, was sie an uns haben. Doch vor allem Großkonzerne dehnen zunehmend ihre Einkaufsmacht aus«, beschreibt Peinemann die aktuelle Marktsituation. Und da auch diese auf den Preis schauen müssen, holen sie sich für Investitionsgüter häufig Vergleichsangebote aus aller Welt ein.

»Das einzige Rad, an dem wir drehen können, um unsere Anlagen und Maschinen preisgünstiger, trotzdem aber mit gleichbleibender oder sogar noch besserer Qualität liefern zu können, ist die permanente Weiterentwicklung der Konstruktion«, erklärt Hedrich-Konstrukteur Murat Dogan. An alle Komponenten stellt er daher strenge Anforderungen – besonders an die Führungssysteme, die die Vorrichtung mit dem ›Drahtführer‹ punkt- und wiederholgenau an die Anfangsposition der Spule setzen. Genauso präzise muss auch die Klebevorrichtung verfahren. Dogan: »Die Wickelmaschinen müssen stets mit gleicher Qualität produzieren.« Alle Komponenten kauft Hedrich zu. Deswegen hat man an die Zulieferer sehr hohe Erwartungen. »Die Bauteile müssen die Funktion optimal erfüllen, zu einem guten Preis erhältlich sein und, für uns besonders wichtig, sie müssen rechtzeitig bei uns eintreffen«, erläutert der Konstrukteur. Kommen die Teile nicht pünktlich, kann Hedrich die Maschine nicht pünktlich liefern. Für die Kunden sei die Lieferfähigkeit oft noch wichtiger als der Preis.

 

Deswegen setzt Hedrich auf die effizienten Lösungen von Dr. Tretter. Bei den Wickelmaschinen baut Hedrich nun unter anderem auf C-Profilschienenführungen. Diese sind kompakt, präzise und leichtgängig. »Dazu sind sie steif und sehr tragfähig«, so Dogan. »Damit eignen sie sich ideal für diese Anwendungen. Sie arbeiten genau und können gleichzeitig hohe Lasten aufnehmen.« Die C-Führungen überzeugten auch durch das gute Preis-Leistungs-Verhältnis.

Profilschienenführungen eignen sich für alle Arten von Linearbewegungen, für die höhere Geschwindigkeiten und Beschleunigungen gefordert sind. Als Wälzkörper dienen Kugeln oder Rollen, die zwischen Führungsschiene und Führungswagen auf gehärteten Bahnen laufen. Sie werden geführt, umgelenkt und durch den Rücklauf in die Laufbahn zurückgeführt. Dieser Umlauf ermöglicht einen unbegrenzten Hub.

Führungswagen und -schienen sind in Genauigkeitsklassen eingeteilt. Diese fassen die Höhen- und die Seitengenauigkeit, die Parallelität sowie das Laufverhalten einer Führung zusammen. Belastbar sind die Systeme radial, gegenradial und tangential. Damit laufen sie auch unter hoher Belastung leicht und präzise. Unterschieden werden sie unter anderem in der Anordnung der Laufrillen. Sind diese unter 4 x 45° angeordnet, lassen sie sich in jeder Richtung auf Druck, Zug und Seitenkraft gleich belasten. Erhältlich sind aber auch auf Druck optimierte Führungen, deren obere Laufrillen unter 90° zur Horizontalen stehen. Dazwischen gibt es noch weitere Anordnungen.

Ein anderer Unterscheidungspunkt ist der Verlauf der Kraft-Wirk-Linien durch die Berührungspunkte. Hier steht eine X- oder O-Anordnung der Laufbahnen zur Auswahl. Profilschienenführungen in O-Anordnung weisen analog zur Wälzlagertechnik eine deutlich höhere Steifigkeit und größere Momentbelastbarkeit auf. Profilschienenführungen in X-Anordnung sind weniger steif wegen des kürzeren Hebelarms. Dadurch lassen sich Schiefstellungen wie Geometrie- und Maßfehler in der Umgebungskonstruktion sowie Montagefehler in Mehrachssystemen besser aufnehmen.

»Die C-Schienen-Führungen können sich bestimmten Gegebenheiten in einem gewissen Rahmen anpassen und so Ungenauigkeiten ausgleichen«, erläutert Dogan. Die Lösung von Dr. Tretter ist mit einem Kunststoffröhrchen ausgestattet, das die Rückführzone auskleidet. Dieses Röhrchen ist zusammen mit der Umlenkzone in einem Stück gefertigt. Damit werden die Kugeln in der Umlenkung genau geführt und haben in der Rückführzone keinen metallischen Kontakt mit dem Wagen – ein wesentlicher Beitrag zur Geräuschminderung und zu fühlbar besserem Laufverhalten. »Durch den Zweipunktkontakt unter X-Anordnung und 45° spielt die Einbaulage keine Rolle und Fehler lassen sich gut ausgleichen«, erklärt Dogan. »Mit dieser Linearführung benötigen wir also weniger Arbeitsschritte für den Aufbau der Anlagen.« Zusätzlich senken sie die Arbeitskosten, da Montage und Ausrichtung nicht sehr zeitaufwendig sind.

Präzision in der Praxis

»Starte ich die Anlage, fahren die Achsen zuerst auf den Referenzpunkt«, erklärt Peinemann. Der Mitarbeiter muss lediglich den Draht einlegen, alles Weitere erfolgt vollautomatisch. Über die C-Profil-Schienenführung verfährt der Drahtführer an die Anfangsposition der Spule. Der Mitarbeiter muss dann den Draht an die vorgesehene Position anlöten. Eine weitere Schienenführung transportiert nun die Klebe-Einrichtung an die Arbeitsstelle. Ist der Kleber aufgespritzt, dreht sich die Spule nach oben. Die Wickelmaschine fördert das Isolationsmaterial an die Spule, eine Andruckrolle drückt das Material fest auf die Klebstelle. Ist die Isolation aufgebracht, trennt ein Quermesser das restliche Material ab. Die Maschine wickelt die programmierte Anzahl Windungen. Am Lagenende trägt die Maschine erneut Kleber auf, und eine weitere Isolationsschicht wird angebracht. Der Vorgang wiederholt sich, bis die Spule komplett gewickelt ist. »Mit dieser Anlage dauert der ganze Prozess für drei Spulen mit 500 Millimeter Durchmesser nur etwa sieben Stunden«, beschreibt Peinemann.

Dr. Tretter hat die Führungen stets auf Lager. Ersatzteile sind rasch beim Kunden. Der Maschinenbauer kann damit die Anlagen nicht nur günstig anbieten, sondern auch stets pünktlich liefern – ein ganz entscheidender Wettbewerbsvorteil.

Zahlen & Fakten

Dr. Tretter mit Sitz in Rechberghausen liefert seit über 40 Jahren Maschinenelemente für den Sondermaschinenbau. Dazu gehören Linearsysteme, Kugelbuchsen, Wellen, Gewindetriebe, Kugelrollen oder Toleranzhülsen. Das Unternehmen betreut Konstrukteure und Anwender aus einer Hand – vom Erstkontakt über die fachkundige Beratung bis zur kurzfristigen, termingerechten Lieferung – auch in geringen Stückzahlen.

Für die Entwicklung des Unternehmens waren zwei Erfolgsfaktoren ausschlaggebend: die Fertigung hochwertiger Standardelemente und kundenspezifische Sonderlösungen. Heute ist Dr. Tretter Hersteller, Importeur und Technologie-Partner und beschäftigt rund 50 Mitarbeiter. Durch eigene Vertriebsberater, Handelsvertretungen und Vertriebspartner ist es weltweit präsent.

Erschienen in Ausgabe: 02/2016