Industriegasfedern

Ziemlich gut gewickelt

Kohls Maschinenbau setzt in den neuen Vertikal-Bandagiermaschinen Gasfedern von ACE ein.

Bandagiermaschine, angedockt an einen Transformatorkern – der äußere ovale Schenkel wird gerade bandagiert, während Spannbänder die anderen beiden fixieren. © Kohls

Wer wegen einer Sportverletzung schon einmal bandagiert wurde, weiß, wie wichtig eine gleichmäßige und plane Wicklung ist. Das gleiche gilt für den Kern eines Großtransformators, der einige hundert Tonnen schwer sein kann. Der automatisierte Vorgang ist dabei zwar deutlich schneller, aber auch deutlich diffiziler als der von Hand. Für ein optimales Wicklungsergebnis verbaut Kohls Gasfedern von ACE. Das Unternehmen hat gut zwei Jahrzehnte Erfahrung beim Bau von Sondermaschinen, wenn es um Transformatoren geht. Vor allem in den Bereichen Legetechnik für Stapel und Kerne sowie für das Bandagieren von Kernen konnte das familiengeführte Unternehmen aus dem Ort Freigericht bei Hanau sein Know-how sukzessive ausbauen. Geschäftsführer und Gründer Rüdiger Kohls setzt von der Erstellung der ersten Vorschläge mittels 3D-Software bis hin zur Montage und Inbetriebnahme auf Lösungen aus einer Hand. Daher legen die hessischen Spezialisten im Transformatorenbau auch bei ihren Lieferanten großen Wert auf langfristige Verbindungen unter anderem auch zu ACE.

Komplexer Bandagierprozess
Das Bandagieren eines industriellen Trafos, der oft die Ausmaße eines Bungalows hat, ist eine aufwändige Arbeit, bei der alles passen muss. Schließlich dürfen sich die dünnen Bleche des Trafos beim Aufrichten in die Vertikale keinen Millimeter verschieben. Dafür sorgen spezielle Spannbänder, deren Aufgabe es ist, eine störungsfreie Fahrt zu der Bandagiermaschine zu ermöglichen. Der sichere Transport der zu diesem Zeitpunkt fragilen Konstruktion findet auf einem ebenfalls speziell von Kohls entwickelten Luftkissenfahrzeug statt. Nach der Ankunft der Trafobestandteile an der Bandagiermaschine umwickelt diese nun den Kern mit einem Resin-Band, das aus mit Spezialharz getränkten Glasfasern besteht. Mit den dabei entstehenden Schichten vergrößert sich schrittweise auch die Spannung auf die einzelnen Transformatorschenkel, die je Umdrehung bis zu 250 Dekanewton beträgt; ein Dekanewton entspricht einer Masse von 1,02 Kilogramm. Derartige Transformatoren arbeiten üblicherweise in einem Ölbad. Durch die Bandage mittels der Sondermaschine von Kohls funktioniert der Trafo am Ende leiser, arbeitet mit höherer Effizienz und gewährleistet eine zuverlässigere Kühlung, sodass bei entsprechender Konstruktion teures Material eingespart werden kann. Erwähnenswert ist bei der neuen Maschine das zum Patent angemeldete Bremssystem von Kohls, das die genannte massive Bandspannung erzeugt und die Bremsenergie über den hydraulischen Kreislauf umwandelt.

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Detail des Umwicklungssystems von Kohls mit der Industriegasfeder, welche die Bandspannung stets aufrechterhält. © Steffen Bonn, ACE

Industriegasfedern gegen Spannungsabfall
Besonders bei ovalen Transformatorenschenkeln kann an einigen Stellen des Ovals ein Spannungsverlust entstehen. Hier kommen Industriegasfedern von ACE zum Einsatz, um den Spannungsabfall zu vermeiden. Zudem wollte Kohls die Maschine vibrationsarm gestalten. Zum Bandagieren dreht sich ein Zahnring, auf dem die Bremseinheit mit einem Hubweg von 150 Millimeter montiert ist, um den Trafoschenkel auf und ab. ACE empfahl als Lösung die Industriegasfedern des Typs GS19-150-EE-550N. Diese Maschinenelemente sorgen sonst meist für sicheres Öffnen und Schließen von Hauben und Deckeln, indem sie die Handkraft der Bediener unterstützen. In diesem Fall ist die Industriegasfeder dafür zuständig, dass die Bandspannung erhalten bleibt, da bei Unterbrechungen durch zum Beispiel fast rechtwinklige Querschnitte der Hubweg noch als Reserve dient. Das Funktionsprinzip der Gasfedern ist dabei identisch mit dem Standardfall des Öffnen und Schließens von Klappen, für den sie ursprünglich konstruiert worden sind. So wird auch in diesem Fall zur Endlagendämpfung in Ausfahrrichtung Hydrauliköl verwendet.

Beim Beaufschlagen der Gasfedern, also beispielsweise dem Schließvorgang einer Klappe, strömt der Stickstoff durch die Drosselöffnung im Kolben. Dabei wirken die Kräfte entgegen der Gewichtskraft der Klappe und regulieren so deren Tempo. Beim Öffnen der Klappe strömt der Stickstoff zurück, unterstützt somit die Handkraft des Bedieners und ermöglicht eine definierte Ausfahrgeschwindigkeit. Zudem sorgt die Ölfüllung beim Ausfahren in der Endlage für ein sanftes Aufsetzen. Die Ein- und Ausfahrgeschwindigkeit ist wiederum durch die Drosselöffnung bestimmt.

Das bei Kohls verwendete Modell bringt eine Ausschubkraft von 550 Newton auf, die individuell einstellbar ist. Die modernen Maschinenelemente sind standardmäßig mit einem Ventil ausgestattet und können so den gewünschten Druck erzeugen. Wenn nötig, liefert ACE dazu einen speziellen Stickstoff-Füllkoffer, den der Kunde vor Ort individuell anpassen kann. pb


Gasfedern berechnen und auslegen
Auf der Website ace-ace.de im Menüpunkt ‚Berechnungen' können Interessenten die für ihre Anwendung maßgeschneiderte Gasfeder berechnen, auslegen und bestellen. Die gebräuchlichsten Einsatzfälle von Gasfedern lassen sich in wenigen Schritten berechnen. Die optimal passende ACE-Gasfeder und das benötigte Montagezubehör werden exakt angegeben. Es besteht die Möglichkeit, die Gasfederanwendung wahlweise in 2D oder 3D zu visualisieren.

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