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Verfahren zur Herstellung flacher elektrischer Wicklungen aus lamellenförmigen Leitern, insbesondere für rotierende elektrische Maschinen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung flacher elektrischer Wicklungen aus lamellenför- migen Leitern, insbesondere für rotierende elektrische Maschinen, z. B. mit axialem Luftspalt.
Bei der Herstellung dieser Wicklungen geht man im allgemeinen von drei sandwichartig übereinan- derliegenden Schichten aus, nämlich Metalleiter- Isolierkörper- Metalleiter, worauf das Aggregat je nach dem gewünschten Profil und den gewünschten Abmessungen zerschnitten wird, gewöhnlich in Form einer Ringscheibe. Die elektrischen Leitungen werden nach bekannten Verfahren auf chemischem, mechanischem oder elektrischem. Vege vor oder nach der Sandwichbildung hergestellt.
Ein letzter, besondere Aufmerksamkeit erfordernder Arbeitsgang liegt in der Herstellung der Verbindungen zwischen den beiden Sandwichseiten. Zu diesem Zweck ist es bekannt, in die Enden jedes Wicklungselementes und durch den Isolierkörper hindurch ein Loch zur Herstellung der Verbindung dieser Enden anzubringen und die Wand dieses Loches anschliessend mit einem elektrischen Niederschlag aus leitendem Metall zu überziehen, wodurch die beiden, auf der Vorder- und Rückseite des Isolierkörpers gelegenen Wicklungselemente miteinander in elektrische Verbindung gebracht werden.
Eine andere bekannte Ausführungsform besteht darin, diese Verbindung durch Niete. oder Ösen oder auch durch Einzelverschweissung aller Enden des Wicklungselementes'herzustellen, das man zu diesem Zwecke innen und aussen die Ränder des Isolierkörpers übergreifen lässt.
Diese Verfahren dauern lange, erfordern vielfältige Arbeitsgänge und bleiben trotz allem auf Grund der unterschiedlichen Güte der so erzeugten elektrischen Kontakte in ihrer Anwendung unerlässlich. Sie eignen sich daher nicht für eine industrielle und wirtschaftliche Durchführung in grossem Massstab und ergeben insbesondere hinsichtlich der Sicherheit erhöhte Nachteile, wenn es sich darum handelt, sie für die Hindurchleitung starker Ströme zu verwenden.
Es ist ferner aus der Schweizer Patentschrift Nr. 336118 bekannt, die Leiter auf der Ober- und Unterseite einer Isolierschicht vorzusehen und die Enden zusammengehöriger Leiter am Rande der Isolierschicht leitend zu verbinden, wobei diese leitende Verbindung zunächst durchlaufend hergestellt und sodann durch Kerbschnitte zwischen den Leitern unterteilt wird. Es wird dabei in der Weise vorgegangen, dass die Strompfade auf einer Seite eines Blattes aus Isoliermaterial aufgebracht und an den beiden Blatträndern durch eine durchlaufende Folie verbunden werden, die durch Kerbschnitte entsprechend unterteilt wird, wobei das Blatt in der Mitte gefaltet und zusammengelegt wird, um die Wicklung auf der Ober- und Unterseite der Isolierschicht zu erhalten.
Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, dass durch die Faltung eine Verletzung der aufgedruckten Strompfade erfolgen kann ; es ist auch nicht auf Ringscheiben anwendbar, wie sie z. B. bei Maschinen mit axialem Luftspalt Verwendung finden.
Die Erfindung zielt darauf ab, die angeführten Schwierigkeiten zu beseitigen. Sie besteht im Wesen darin, dass zwei Ringscheiben aus leitendem Material und ein ringförmiger'Träger. aus Isoliermaterial getrennt hergestellt, die leitenden Ringscheiben beidseitig am Träger aufgebracht und die inneren und äusseren Ränder der beiden leitenden Ringscheiben elektrisch leitend miteinander verbunden werden, wobei aus diesen zur Herstellung der Wicklung lamellenförmige Leiter gebildet werden und vor, nach oder gleichzeitig mit dieser Leiterbildung durch Einkerben sowoss -des äusseren als auch des inneren Randes der beiden verbundenen Ringscheiben die elektrische Verbindung zwischen den Leitern getrennt wird. Dieses Verfahren
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ist für die Serienerzeugung besonders geeignet.
Die Strompfade können auf beiden Seiten des Trägers aus Isoliermaterial in jeder beliebigen Form aufgedrückt werden. Verletzungen, wie sie bei dem erwähnten bekannten Verfahren durch Faltung zu befUrchten sind, können nicht auftreten.
Ausführungsbeispiele gemäss dem Verfahren nach der Erfindung hergestellter Wicklungen sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Fig. l zeigt einen Axialschnitt durch eine Ringscheibe aus übereinanderliegenden Schichten, die zur Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens bestimmt ist, Fig. 2-4 zeigen Axialschnitt durch drei Ausführungsformen von Ringscheiben mit verschiedenen Randverbindungen und Fig. 5 zeigt eine Teilansicht einer Ringscheibe, welche eine gemäss der Erfindung hergestellte Wicklung aufweist.
Nach Fig. l besteht die Ringscheibe aus einer Metallschicht 1, einer Isolierschicht 2 und einer zweiten Metallschicht 1, wobei die beiden Metallschichten 1 die isolierende Zwischenschicht 2 innen und aussen überragen. Diese Anordnung hat den Zweck, die Verschweissung der überstehenden Ränder derMe- tal1schichten 1 durch Hinzufügung zweier Ringe 3 aus Schweissmaierial zu gestatten, wie Fig. 2 zeigt.
Nachdem gegebenenfalls vor der Sandwichbildung ein Band aus Schweissmaterial auf die Metallschichten innerhalb und ausserhalb des Isolierkörpers gelegt wurde, erfolgt der Arbeitsgang der Verbindung in einer Heizpresse, mit einem Kolben oder durch irgend ein anderes geeignetes Verfahren.
Nach einem Merkmal der Erfindung wird das Schweissmaterial so gewählt, dass seine Schmelztemperatur ungefähr mit der Polymerisationstemperatur-etwa 180 () C-der Harze zusammenfällt, die den Iso- lierkörper 2 bilden.
Die Verschweissung der Metallschichten 1 an ihren inneren und äusseren Rändern kann auch durch Autogenschweissung, wie in Fig. 3 bei 4 dargestellt, erfolgen.-
Die so hergestellten Sandwich1agen weisen demnach einen inneren und einen äusseren leitenden Ring auf, welche Ringe entweder durch Zwischenschaltung von Material zwischen die beiden Metallschichten, wie bei 3 dargestellt, oder durch autogene Verschweissung der beiden Metallschichten, wie bei 4 dargestellt, erhalten wurden. In diesen beiden Fällen sind die Metallschichten 1 über die ganze Länge ihres inneren und äusseren Umfanges durch zwei leitende Ringe verbunden.
Die Bildung der flachen elektrischen Wicklungen mit lamellenformigen Leitern 6, die dort, wo der Isolierkörper blossliegt, durch Nuten 7 (Fig. 5) getrennt sind, erfolgt sodann ausgehend von den Metallscheiben nach irgendeinem bekannten Verfahren, wobei die Enden dieser Leiter durch die beiden Ringe am Umfang miteinander verbunden bleiben.
Die Herstellung der gewünschten Verbindungen zwischen den Enden der zusammengehörigen Leiter
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oder anderem Wege radiale Kerben 8 und 9 im äusseren und inneren Ring gerade an den Stellen angebracht werden, wo die Nuten 7 die lamellenförmigen Leiter 6 voneinander isolieren. Diese Kerben sind genügend tief, um die Ringe vollständig zu durchqueren und den Isolierkörper 2 zu erreichen. Auf diese Weise werden metallische Zähne 8a und 9a erhalten, die voneinander durch die Kerben 8 und 9 isoliert sind und die Verbindungen zwischen den lamellenförmigen Leitern 6 auf beiden Seiten des Isolierkörpers 2 bilden.
Bei der Variante nach Fig. 4 haben alle übereinanderliegenden Schichten gleiche Innen- und Aussendurchmesser.
In diesem Falle macht man nachAufkleben derMecalIschichten l auf den Isolierkörper 2 die inneren und äusseren Ränder dieser Isolierschicht 2 der Sandwichanordnung nach irgendeinem bekannten Verfahren, z. B. durch Aufbringen eines Metallsalzes, leitend. Dann stellt man die Verbindung der beiden Metallschichten 1 durch durchlaufende Ringe dadurch sicher, dass man bei 5 elektrolytische Niederschläge am gesamten inneren und äusseren Umfang der geschichteten Anordnung herstellt, wobei der Niederschlag eine bestimmte Dicke erhält, die zur guten Durchführung des Verfahrens und der guten Stromleitung ausreicht.
Wie bei den vorhergehenden Beispielen werden die Verbindungen zwischen den Enden der flachen elektrischen Leitungen an der Vorder- und Rückseite des Isolierkörpers 2 hergestellt, indem Kerben oder Schlitze quer durch die Verbindungsschichten 5 angebracht werden.
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