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Spule für elektrotechnische Zwecke, insbesondere Erregerspule.
Es ist bereits bekannt, für die verschiedensten Zwecke, insbesondere für Synchronmaschinen und Gleichstrommaschinen Spulen aus flachen, hochkant gewickelten Leitern zu verwenden. Das Wickeln der Spulen bereitet jedoch, namentlich wenn die Leiter sehr schmal und hoch sind, ausserordentliche Schwierigkeiten. Man hat daher schon vorgeschlagen, Spulen der bezeichneten Art in anderer Weise als durch Wickeln herzustellen, beispielsweise durch Zusammensetzen aus gestanzten Blechteilen, Winkeln, Bögen od. dgl. Aber auch diese Vorschläge vermochte nicht sämtliche Schwierigkeiten bei der Herstellung der Spulen zu beseitigen.
Beispielsweise wird nach einem der genannten Vorschläge die Spule aus aus flachem Leitermaterial bestehenden geschlitzten Windungselementen aufgebaut, die so mit ihren Schlitzen zueinander versetzt angeordnet werden, dass etwa die Hälfte jedes folgenden Windungselementes abwechselnd auf der oberen und unteren Flachseite des vorhergehenden Elements liegt. Jedes zweite Windungselement muss also bei der Herstellung der Spule ähnlich wie die Bleche eines Transformators eingeschachtelt werden, eine Herstellungsart, die bestimmt nicht als einfach anzusehen ist.
Nach einem andern Vorschlag wird die Spule aus U-förmigen Halbelementen aufgebaut, die etwas mehr als die Hälfte einer vollen Windung betragen. Soll nun für jede Windung der Spule ein gleicher Leiterquerschnitt erreicht werden, so ist dies nur dadurch möglich, dass man entweder die Halbelemente aus besonderem Profilmaterial herstellt oder dass man die Zahl der Verbindungsstellen verdoppelt. Beides verteuert wesentlich die Herstellung.
Die Erfindung beseitigt die geschilderten Mängel. Sie macht dabei ebenfalls von einzelnen leitend miteinander zu verbindenden Windungselementen Gebrauch.
Erfindungsgemäss bestehen die Windungselemente aus flachen, geschlitzten Blechringen, von denen jeder folgende immer zur Gänze auf der gleichen Seite des vorhergehenden Ringes unter tangentialer, vorzugsweise 180 betragender Versetzung der Schlitze aufgebracht ist, wobei jede Windung aus zwei aneinanderliegenden Leiterschichten besteht, die sich nur an den Schlitzstellen auf eine Leiter-
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in der Umfangsriehtung zu verstehen.
Dadurch wird erreicht, dass die fertige Spule bei einem Minimum an Verbindungsstellen der Elemente in jeder Windung durchwegs gleichen Querschnitt hat, ohne dass hiezu profilierte Windungselemente notwendig sind. Die Einzelelemente lassen sich ausserdem auf einfachste Weise durch Ausstanzen aus Blech herstellen.
Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert werden, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt ein einzelnes Windungselement, das zum Aufbau der Spule verwendet ist.
In Fig. 2 ist schematisch dargestellt, in welcher Weise die einzelnen Spulenelemente übereinandergelegt werden, während Fig. 3 in Ansieht eine gemäss der Erfindung ausgebildete Spule wiedergibt.
In den Fig. 2 und 3 bedeuten 1 und 2 die Übereinanderliegenden Windungselemente,') sind die dazwischen eingeschalteten Isolierschichten, welche jeweils nur die Hälfte der aneinander angrenzen-
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den Windungselemente bedecken. Die Windungsisolation 3 kann aus entsprechend der Spulenform ausgeschnittenen Isolierstoffteilen, z. B. Hartpapierteilen, Glimmerschichten, oxydierten Aluminium- schichten od. dgL bestehen. Statt dessen ist es aber auch möglich einen einfachen Lackanstrich, der nur die Hälfte der Windungselemente bedeckt, vorzusehen.
Charakteristisch ist für die gemäss der Erfindung ausgebildeten Spulen, dass jede Windung aus zwei aneinander anliegenden Leiterschichten besteht. Nur an der Übergangsstelle von der einen
Windung in die andere Windung ist bei derartigen Spulen der halbe Leiterquerschnitt vorhanden, was ohne Bedeutung ist, weil die Trennstelle nur eine geringe Länge, beispielsweise von 1 oder 2 MMK, besitzt. Die gemäss der Erfindung ausgebildeten Spulen weisen neben den bereits angegebenen Vor- teilen den weiteren Vorteil auf, dass in jeder Spule nur verhältnismässig wenig Isoliermaterial vorhanden ist, so dass sich ein äusserst günstiger Füllfaktor für die Spule ergibt.
Die gemäss der Erfindung ausgebildeten Spulen können, wie bereits erwähnt, in äusserst einfacher
Weise hergestellt werden. Die einzelnen Windungselemente werden für sich ausgestanzt und unter gegenseitiger Versetzung und gleichzeitiger Einbringung der Isolierschichten in die erforderliche Lage gebracht. Die einzelnen, leitend in Verbindung stehenden Windungselemente können durch Löten oder Schweissen miteinander verbunden sein. Statt dessen ist es aber auch möglich, die einzelnen
Leitungselemente lediglich aufeinander zu legen. Auch in diesem Falle ergibt sich noch ein guter Strom- übergang, weil die Windungselemente auf verhältnismässig grossen Flächen aufeinander aufliegen.
Gemäss der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann eine besonders vorteilhafte Herstellung dadurch erzielt werden, dass die einzelnen Spulenelemente zusammenhängend ausgestanzt, mit Schlitzen versehen und nachträglich zusammengefaltet werden. Eine derartige Herstellung von Spulen ist ausserordentlich vorteilhaft, weil der bei der Spulenherstel1ung auftretende Abfall äusserst gering ist und zwischen den Windungen nicht nur ein Berührungskontakt, sondern unmittelbar eine leitende
Stelle besteht. Die Stanzarbeit ist bedeutend vermindert. Durch das Falten der zusammenhängend in einem Band ausgestanzten Spulenelemente kommen diese Elemente mit einem sehr geringen Arbeitsaufwand in die richtige Lage innerhalb der herzustellenden Spule.
Danach wird die Isolation, wie oben erläutert, zwischen die Windungen eingebracht. Das Verfahren gemäss der Erfindung lässt sich bei rechteckigen oder ovalen Spulen anwenden. Die Faltkante kann beliebig gewählt werden, die
Schnittstellen müssen dementsprechend angeordnet werden.
In Fig. 4 ist ein aus zusammenhängenden Spulenelementen bestehendes, ausgestanztes Blechband dargestellt, durch dessen Falten die Herstellung der Spule erfolgt. Mit gestrichelten Linien 10 sind die Biegekante angedeutet, um welche die einzelnen Spulenelemente gebogen werden. 12 sind die die Trennstelle bildenden Schlitze.
Fig. 5 zeigt in Ansieht schematisch eine aus dem ausgestanzten Band nach Fig. 4 hergestellte
Spule.
Die Fig. 6 zeigt ein anderes Band aus Leitermaterial, das für die Spulenherstellung gemäss der Erfindung ausgestanzt ist. Das in dieser Figur dargestellte Leerband ermöglicht die Herstellung von Spulen ovalen Querschnittes.
Schliesslich kann man nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Ränder des einen oder der einen Gruppe von Windungselementen auf mindestens einer Seite über die Ränder des benachbarten oder der benachbarten Gruppe von Windungselementen vorstehen lassen. Dadurch erhält die Spule vorspringende Rippen, die die Kühlung begünstigen.
Zur näheren Erläuterung sei auf die Fig. 7 und 8 Bezug genommen. Der Blechstreifen 13 mit den treppenförmig verlaufenden Rändern 14 ist mit einer Reihe von Löchern 15 versehen, die nach verschiedenen Seiten bei 16 und 17 geschlitzt sind. Die Streifen werden um die Linien 18 zickzackartig zusammengefaltet, dabei ergibt sich die Spule der Fig. 2 mit den vorstehenden Rippen 19.
Statt dessen kann die Spule nach Fig. 8 auch aus einzelnen, entsprechend geformten Blechelementen aufgestapelt werden, jedoch müssen dann die einzelnen Elemente abwechselnd auf der einen und der andern Seite, beispielsweise durch Verlöten, in einen guten elektrischen Kontakt miteinander gebracht werden.
Selbstverständlich kommt es bei den beschriebenen Spulenherstellungsverfahren auf die Form des Poles, über den die Spule hinübergesehoben wird, nicht an. Der Pol kann einen quadratischen, rechteckigen, ovalen oder runden Querschnitt besitzen. Es ist auch nicht erforderlich, dass die ganze Spule in der angegebenen Weise durch Falten eines ausgestanzten Bandes hergestellt wird. Unter Umständen ist es zweckmässig, immer nur einige Elemente zusammenhängend zu stanzen und zu Windungsgruppen zusammenzufalten. Diese Gruppen werden dann in bekannter Weise durch Aufeinanderlegen zu einer vollen Spule vereinigt.
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