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Zylinderspule für elektrische Maschinen
Die Erfindung betrifft eine Zylinderspule für elektrische Maschinen, insbesondere kleinere
Gleichstrommotoren oder Gleichstromgeneratoren.
Derartige Zylinderspulen werden eingesetzt, wenn eine möglichst geringe Trägheit des Rotors erwünscht ist. Die spezifische Form einer Zylinderspule bietet darüber hinaus die Möglichkeit, die im allgemeinen entstehenden Wickelköpfe zu vermeiden und damit ungewöhnlich hohe Wirkungsgrade bei kleinen Gleichstrommaschinen zu erzielen.
Es ist bereits die Herstellung derartiger Zylinderspulen bekannt, gemäss der eine im axialen Hin- und Hergang jeweils eine Polteilung überstreichende Ankerwicklung aus einem einzigen Draht maschinell nach einem an sich bekannten Stromlaufschema zick-zack-förmig hin-und herlaufend und sich nach jedem Umlauf des Drahtes eng Windung neben Windung legend zwei-oder mehrlagig und im Aussendurchmesser mit jeder Lage wachsend gewickelt ist, wobei dieser fortlaufende Draht an den axialen Enden des Ankerkörpers jeweils lediglich in die neue Richtung umgelenkt und nur an seinem Anfang und Ende zu einem und mit einer oder mehreren Anzapfungen zu andern Stromzuführungsorganen geführt ist. Diese Herstellungsart besitzt den Nachteil, dass zum Wickeln teure Spezialmaschinen verwendet werden müssen.
Man hat daher auch schon versucht, sechskantförmige Wicklungen auf einem entsprechenden Dorn mittels einer gewöhnlichen Wickelmaschine herzustellen und diese um den Zylinderumfang eines Ankers herumzulegen. Diese Wicklung weist jedoch grössere Leiterverluste auf als die nach dem erstgenannten Verfahren hergestellte Wicklung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zylinderspule zu schaffen, welche sich einfach herstellen lässt und einen verhältnismässig geringen Gleichstromwiderstand aufweist.
Die Erfindung bezieht sich demnach auf eine Zylinderspule für elektrische Maschinen mit einer aus einem durchgehenden Leiter bestehenden Wicklung, welche aus auf einer Zylindermantelfläche im Umfangsrichtung derselben annähernd um den Leiterdurchmesser versetzt nebeneinanderliegend angeordneten Windungen besteht, welche sich am Anfang und am Ende der Wicklung überlappen und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen im wesentlichen rautenförmig sind.
Vorzugsweise entspricht die Rautenachse quer zur Zylinderachse im gebogenen Zustand etwa einer halben Polteilung.
Für eine einfache Herstellung ist es günstig, wenn die rautenförmigen Windungen im axial mittleren Bereich kurze achsparallele Abschnitte aufweisen, damit sie von einem Werkzeug gerade noch gehalten werden können. Dadurch lassen sich die Windungen beim Flachdrücken zu einem Wicklungsband leichter handhaben.
Gemäss einer besonderen Ausführungsform ist der Leiter als Backlackdraht ausgebildet, so dass die Herstellung der Zylinderspule verhältnismässig einfach durchgeführt werden kann.
Die Windungen können auch durch Klebemittel miteinander verbunden sein.
Gemäss einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Zylinderspule durch eine Bandage verstärkt ist.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben. Fig. 1 zeigt eine bekannte sechskantförmige Wicklung und Fig. 2 zeigt eine
Wicklung nach der Erfindung und Fig. 3 eine Gegenüberstellung von bekannter und erfindungsgemässer
Wicklung.
Die in Fig. 1 dargestellte bekannte Wicklung mit sechskantförmigen Windungen ist für kleine
Anker verhältnismässig schwer herzustellen.
Gemäss Fig. 2 wird nun nach der Erfindung eine Ankerwicklung mit rautenförmigen Windungen derart hergestellt, dass zuerst eine schraubenlinienförmige Wicklung auf einem vierkantigen Prisma hergestellt und diese Wicklung nach Abstreifen vom Prisma zu der in Fig. 2 dargestellten Form flachgedrückt und sodann zylinderförmig zusammengebogen und in dieser Stellung fixiert wird. Das
Fixieren kann durch Verbacken der Spule mit einem Giessharz durchgeführt werden. Das Flachdrücken der Zylinderspule zu einem Wickelband wird gemäss der Erfindung in der Weise durchgeführt, dass die einzelnen Windungen der Zylinderspule zuerst annähernd jeweils um eine Drahtstärke gegeneinander verschoben werden und dass sodann das Ganze normal zur Verschiebungsrichtung, gegebenenfalls unter einer gewissen Verdrehung, zusammengeschoben wird.
Wie aus Fig. 3 zu entnehmen ist, ergibt die Zylinderspule nach der Erfindung eine Verkürzung der Wickeldrahtlänge. Aus dem Vergleich von Fig. 2 und Fig. 1 ist ferner zu entnehmen, dass sich eine bessere Ausnutzung des Wickelraumes ergibt, da bei der Wicklung nach der Erfindung die einzelnen
Drähte an jeder Stelle dicht aneinanderliegend gewickelt werden können, während bei der Wicklung nach Fig. 1 die parallelliegenden mittleren Drahtabschnitte nicht dicht aneinanderliegen können, da deren Abstand durch den Schrägungswinkel der Drähte in den Stirnbereichen festgelegt ist.
Ausser diesen Vorteilen besteht auch noch die Möglichkeit einer einfacheren Herstellung, da die Drähte auf ihrer ganzen Länge aneinanderliegen, so dass das Plattdrücken der Zylinderwicklung in eine flache Bahn zuverlässiger geschieht, da die Drähte gegenseitig eine bessere Führung aufweisen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zylinderspule für elektrische Maschinen, mit einer aus einem durchgehenden Leiter bestehenden Wicklung, welche aus auf einer Zylindermantelfläche in Umfangsrichtung derselben annähernd um den Leiterdurchmesser versetzt nebeneinanderliegend angeordneten Windungen besteht,
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Solenoid for electrical machines
The invention relates to a solenoid for electrical machines, especially smaller ones
DC motors or DC generators.
Solenoid coils of this type are used when the rotor's inertia is as low as possible. The specific shape of a solenoid also offers the possibility of avoiding the winding overhangs that generally arise and thus achieving unusually high levels of efficiency in small DC machines.
The production of such solenoid coils is already known, according to which an armature winding from a single wire, which sweeps axially back and forth, moves back and forth in a zigzag shape according to a known circuit diagram and moves back and forth after each revolution of the wire Tight turn next to turn is two or more layers and the outer diameter is wound increasing with each layer, this continuous wire at the axial ends of the anchor body only deflected in the new direction and only at its beginning and end to one and with one or more Taps is led to other power supply organs. This type of production has the disadvantage that expensive special machines have to be used for winding.
Attempts have therefore already been made to produce hexagonal windings on a corresponding mandrel by means of an ordinary winding machine and to wrap them around the cylinder circumference of an armature. However, this winding has greater conductor losses than the winding produced according to the first-mentioned method.
The invention is based on the object of creating a solenoid which is simple to manufacture and has a relatively low direct current resistance.
The invention therefore relates to a solenoid for electrical machines with a winding consisting of a continuous conductor, which consists of turns arranged next to one another on a cylinder jacket surface in the circumferential direction of the same approximately offset by the conductor diameter, which overlap and is at the beginning and at the end of the winding characterized in that the turns are substantially diamond-shaped.
In the bent state, the diamond axis preferably corresponds to approximately half a pole pitch transversely to the cylinder axis.
For simple production, it is advantageous if the diamond-shaped windings have short axially parallel sections in the axially central area so that they can just about be held by a tool. This makes it easier to handle the turns when flattening them into a winding tape.
According to a particular embodiment, the conductor is designed as a baked enamel wire, so that the production of the solenoid can be carried out relatively easily.
The turns can also be connected to one another by means of adhesive.
According to a further development, it is provided that the cylinder coil is reinforced by a bandage.
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The invention is additionally described below with reference to schematic drawings of an exemplary embodiment. Fig. 1 shows a known hexagonal winding and Fig. 2 shows one
Winding according to the invention and FIG. 3 a comparison of known and inventive
Winding.
The known winding shown in Fig. 1 with hexagonal turns is for small
Relatively difficult to manufacture anchor.
According to FIG. 2, an armature winding with diamond-shaped windings is now produced according to the invention in such a way that first a helical winding is produced on a square prism and this winding is flattened after stripping from the prism to the shape shown in FIG. 2 and then bent into a cylinder shape and in this Position is fixed. The
Fixing can be carried out by baking the coil with a casting resin. The flattening of the cylinder coil to form a winding tape is carried out according to the invention in such a way that the individual turns of the cylinder coil are first shifted approximately one wire thickness against each other and that then the whole thing is pushed together normal to the direction of displacement, possibly with a certain twist.
As can be seen from FIG. 3, the solenoid according to the invention results in a shortening of the winding wire length. From the comparison of FIG. 2 and FIG. 1 it can also be seen that there is better utilization of the winding space, since in the winding according to the invention the individual
Wires can be wound tightly against one another at every point, while in the winding according to FIG. 1 the parallel central wire sections cannot lie tightly against one another, since their spacing is determined by the helix angle of the wires in the end regions.
In addition to these advantages, there is also the possibility of a simpler production, since the wires lie against one another over their entire length, so that the pressing of the cylinder winding into a flat path takes place more reliably, since the wires are mutually better guided.
PATENT CLAIMS:
1. Cylinder coil for electrical machines, with a winding consisting of a continuous conductor, which consists of turns arranged next to one another on a cylinder jacket surface in the circumferential direction of the same, approximately offset by the conductor diameter,
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