<Desc/Clms Page number 1>
Selbsttragende, rähmchenförmige Wicklung und Form zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft eine selbsttragende, rähmchenförmige Wicklung, insbesondere für schreibende Messinstrumente, deren im Luftspalt verlaufende Teile einen Querschnitt in der Form eines dem Luftspalt entsprechenden Kreisringausschnittes haben, und die Form zur Herstellung solcher Wicklungen.
Bei der Herstellung der Wicklungen oder Rähmchen, welche sich in einem ringförmigen Magnetfeld (Luftspalt) bewegen sollen, also etwa bei den Drehspulen von Drehspulmesswerken od. dgl., ist man bestrebt, einerseits den zur Verfügung stehenden Wickelraum möglichst weitgehend auszunützen dadurch dass man möglichst viele Wicklungen innerhalb des Luftspaltes unterbringt, anderseits ist aber die Breite für die Wicklung - in der Bewegungsrichtung der Spule gemessen - dadurch beschränkt, dass ein möglichst grosser Drehwinkel erreicht werden soll, welcher von etwa 45 bis 900 reichen kann.
Bei den bisher üblichen Drehspulen wurde der zur Verfügung stehende Wickelraum im allgemeinen nicht soweit ausgenützt, als dies tatsächlich möglich gewesen wäre. Diese Drehspulen hatten in jenem Teil, welcher sich innerhalb des Luftspaltes befand, einen Querschnitt, welcher im wesentlichen die Form eines Kreisabschnittes besass. Das bedeutet, dass die dem Magnetkern zugewendete Seite des Drehspulenquerschnittes nicht, wie es eigentlich wünschenswert wäre, von einem zum Kern konzentrischen Kreisbogen, sondern von einer Geraden begrenzt war, wodurch ziemlich viel Wickelraum verloren ging.
Die Ursache für diese schlechte Ausnützung des zur Verfügung stehenden Wickelraumes war darin gelegen, dass zur Herstellung der Wicklung Wickelformen Verwendung fanden, welche von ebenen Flächen begrenzt waren. Beim Bewickeln von Formen, welche zylindrische Flächen besassen, um den im Luftspalt befindlichen Teil der Wicklung auch an der Innenseite von einer zum Magnetkern konzentrischen Zylinderfläche begrenzt herstellen zu können, ergab sich der Nachteil, dass die Windungen, welche zwischen der stärksten Stelle der Form und deren Rand zu liegen kamen, also der sich verjüngende Teil der herzustellenden Wicklung, immer wieder zum Rande hin abrutschen und auf diese Weise die Herstellung solcher Wicklungen sehr erschwerten.
Wickelformen mit bombierten Seitenflächen wurden daher nur sehr selten verwendet, wodurch auch Spulen mit bombierten Innenflächen nur wenig Anwendung fanden.
Zur Behebung dieser Nachteile wird vorgeschlagen, bei Wicklungen der eingangs angeführten Art zur Erleichterung ihrer Herstellung dem Querschnitt der quer zum Luftspalt verlaufenden Teile der Wicklung die Form des Ausschnittes eines Kreisringes zu geben, dessen Mittelpunkt ausserhalb der Wicklung liegt.
Die Form zur Herstellung dieses Rähmchens zeichnet sich dadurch aus, dass die zur Bildung der Wicklung dienenden Seitenflächen der Form nach aussen und die zur Bildung der übrigen Teile der Wicklung dienenden Flächen nach innen gewölbt sind.
Weitere Merkmale der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert, welche Wicklungen und Wickelformen der bisher üblichen Art und solche gemäss der Erfindung darstellt. Hiebei zeigt Fig. 1 eine Wicklung der früheren Art im Luftspalt im Schnitt, Fig. 2 die zugehörige Wickelform, Fig 3 eine erfin- dungsgemässe Wicklung im Luftspalt im Schnitt und die Fig. 4-6 eine erfindungsgemässe Wicklung in Ansicht, Querschnitt und Längsschnitt.
Aus der Fig. 1 ist klar zu entnehmen, dass durch die Ausbildung von Wicklungen mit einer ebenen In- nenfläche zwischen dem Magnetkern K und der Innenfläche I der Wicklung W verhältnismässig viel Raum ungenützt verloren geht.
Die in Fig. 2 dargestellte Wickelform 1 besitzt zur Herstellung von Wicklungen mit gewölbten Innen-
<Desc/Clms Page number 2>
flächen zylindrische, mit 2 bezeichnete Seitenflächen. Die mit 3 bezeichneten Seitenflächen sind eben, sie dienen als Form für die quer zum Luftspalt verlaufenden Teile der Wicklung. Wie aus der Fig. 2 leicht zu ersehen ist, rutschen die Windungen, wenn der Draht 4 mit der üblichen Spannung in der Richtung des Pfeiles 5 um die Form gewickelt wird und sowie die dickste Stelle der Form - wie dargestellt - überschritten ist, in der Richtung des Pfeiles 6 immer wieder zur dünnsten Stelle der Form ab, wenn nicht durch Festhalten jeder einzelnen fertigen Windung dafür gesorgt wird, dass der Draht in der gewünschten Lage bleibt, was eine sehr komplizierte Wickellehre erfordern würde.
Die Wicklung W in Fig. 3, die mit Hilfe einer Form mit gewölbten Seitenflächen hergestellt worden ist, nützt den gegebenen Raum zwischen Magnetkern K und den Polschuhen P wesentlich besser aus und kann daher gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Wicklung bei gleicher Windungszahl schmäler ausgebildet werden. Dadurch kann ein grösserer Winkelausschlag der Wicklung erreicht werden.
Die erfindungsgemässe Form zur Herstellung von Wicklungen mit gewölbter Innenfläche ist der in Fig. l gezeigten gleich bis auf das Merkmal, dass die mit 3 bezeichneten Flächen nicht eben, sondern nach innen gewölbt sind. Beim Bewickeln einer solchen Form können die einzelnen Windungen nach Überschreiten der dicksten Stelle nicht mehr wie bei der zuerst beschriebenen Form zur dünnsten Stelle hin abrutschen, sondern sie werden trotz der Wölbung der Seitenflächen 2 durch die entgegengesetzte Wölbung der Flächen 3 in der gewünschten Lage gehalten. Die Arbeit des Bewickeln ist somit genau so einfach geworden, als wären alle zu bewickelnden Seiten der Form ebene Flächen.
Bei diesen Wickelformen hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Krümmungsradien der Flächen 2 und 3 gleich gross zu halten. Es ergibt sich dadurch der Vorteil, dass alle Windungen der fertigen Spule gleiche Länge haben, wodurch sich günstigere elektrische Eigenschaften der Spule und auch eine gewisse Vereinfachung des Rechnungsganges und auch bei der Berechnung der zu verwendenden Drahtlänge ergeben.
Eine mit Hilfe einer solchen Form hergestellte Wicklung, u. zw. aus dickem Draht, ist in den Fig. 4- 6 gezeigt. Die Wicklung W besteht beim gezeigten Beispiel aus zwei Lagen L und L'eines dicken Drahtes.
Der Magnetkern, welcher mit seiner Mantelfläche die innere Begrenzung des Luftspaltes bildet, ist strichpunktiert angedeutet und mit K bezeichnet. Aus der Fig. 6 ist klar zu ersehen, dass der im Luftspalt befindliche Teil der Wicklung den Querschnitt eines zum Magnetkern K konzentrischen Kreisringausschnittes besitzt, also den gegebenen Raum bestens ausnützt. Fig. 5 zeigt, dass der Querschnitt des quer zum Luftspalt verlaufenden Teiles der Wicklung ebenfalls ein Kreisringausschnitt ist, jedoch liegt der Mittelpunkt dieses Kreisringausschnittes ausserhalb der Wicklung.
Die Krümmungsradien der Innenflächen der Wicklung sind mit R bezeichnet und vorzugsweise untereinander gleich. Hiedurch ergeben sich gleiche Längen für jede Windung der Spule. Es ist jedoch ohne weiters möglich, den Krümmungshalbmesser der nach innen gewölbten Flächen verschieden von jenem der nach aussen gewölbten Flächen zu machen, wie es auch denkbar ist und aus konstruktiven Gründen möglich sein kann, die Krümmungsradien der beiden nach innen gewölbten Flächen der Form und damit der Wicklung voneinander verschieden zu wählen. Der Halbmesser der dem Magnetkern K gegenüberliegenden Fläche ist durch dessen Radius und den gewünschten Abstand zwischen Wicklung und Kern gegeben.
Durch die Wölbung des zum Luftspalt quer liegenden Teiles der Wicklung ergibt sich auch ein besseres Haften der Zeigerbrücke und der Lagerspitzen am Rähmchen, welche Teile der Wicklung z. B. durch Verkleben oder mit Hilfe von angeformten Kunststoffteilen vereinigt werden. Ein weiterer Vorteil dieser Wölbung ist in der höheren Festigkeit gegen Verbiegen gelegen, wodurch eine geringere Empfindlichkeit der mit solchen Rähmchen ausgestatteten Instrumente und die Möglichkeit einer exakteren Lagerung der Rähmchen sich ergeben.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Selbsttragende, rähmchenförmige Wicklung, insbesondere für schreibende Messinstrumente, deren im Luftspalt verlaufende Teile einen Querschnitt in der Form eines dem Luftspalt entsprechenden Kreisringausschnittes haben, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der quer zum Luftspalt verlaufenden Teile der Wicklung ein Ausschnitt eines Kreisringes ist, dessen Mittelpunkt ausserhalb der Wicklung liegt.