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Erregerspule od. dgl.
Bei den bisher bekanntgewordenen Erregerspulen, z. B. für Schweissgeneratoren, mussten bisher zur Kühlung sogenannte Kühlbleche vorgesehen werden, die während des Wickelns zwischen die einzelnen Wickellagen eingelegt wurden. Es war daher notwendig, zwischen Wicklung und Kühlfläche jeweils Isolationslagen einzubringen, wodurch der Wärmeübergang zu den Kühlblechen allerdings verschlechtert wurde, da er über die Isolation erfolgen musste. Auf die Kühlbleche konnte man anderseits nicht verzichten, da die Erwärmung der Spule sonst zu hoch würde. Der Wickelvorgang war demgemäss zeitraubend und umständlich.
Es wurde auch schon (s. USA-Patentschrift Nr. 2, 347, 063) bekannt, eine aus zwei schraubenförmig ineinandergewickelten Einzelspulen gleichen Durchmessers bestehende Spule zu verwenden, deren Teilleiter jeder ungefähr halb so dick ist wie die gewünschte Stärke einer einzigen Wicklung und deren Einzelwicklungslagen abwechselnd je nach aussen in Richtung auf die grössere Länge des Spulenquerschnittes vorgerückt werden, so dass sich an je zwei Stellen abwechselnd übereinander freie, der Kühlung dienende Flächen ergeben. Es handelt sich dabei um Einzelspulen länglichen Querschnittes. Zwischen den einzelnen Teilleitern (Wicklungslagen) werden Isolierschichten eingelegt.
Es ist auch an sich bekannt (s. USA-Patentschrift Nr. 1, 872, 247 oder deutsche Patentschrift Nr. 881090) blanke und isolierte Leiter zusammenzuwickeln, um auf diese Weise Isolation zu sparen.
Die Erfindung betrifft eine Spule, insbesondere Erreger-, Steuer-, Induktions-oder Magnetspule, insbesondere für Schweissgeneratoren, Synchrongeneratoren, Gleichstrommaschinen, Transformatoren u. dgl., deren Aufbau zahlreiche Vorteile in sich vereinigt und die oben angeführten Nachteile vermeidet. Die erfindungsgemässe Spule, mehrwindig ausgeführt, besteht aus zwei schraubenförmig ineinander gewickelten Einzelspulen, wobei erfindungsgemäss die Einzelspulen voneinander in Durchmesser, Querschnitt und Isolation unterschiedlich sind, wovon die eine kleineren Durchmessers mit Isolierung versehen ist und die andere grösseren Durchmessers unisoliert bleibt.
Vorteilhaft werden die Widerstandswerte beider Spulenarten ungefähr gleich gehalten, wobei insbesondere die isolierte Spule infolge der kleineren mittleren Wickellänge einen kleineren Querschnitt erhält als die im Durchmesser grössere Spule. Es ergibt sich hiedurch eine Materialeinsparung. Als Beispiel für die Querschnitte seien genannt 2X13 mm für die kleinere Spule, 45X0, 8 mm für die grössere Spule.
Gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind die Abmessungen des Querschnittes in radialer Richtung bei der unisolierten Spule gleich oder grösser als die der isolierten Spule. Die unisolierte Spule kann in Weiterbildung des Erfindungsgedankens mit einem Anstrich aus Wärmefarbe, d. h. Farbe hoher Strahlungszahl versehen sein.
Die beiden Spulen können in an sich bekannter Art untereinander ein-oder mehrfach parallel und/bzw. oder in Serie geschaltet sein. Es kann auch eine Spule die Primärwicklung, die andere, insbesondere die isolierte Spule einfach oder mehrfach untereinander parallel oder in Serie geschaltet,
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die Sekundärwicklung eines Transformators darstellen. Die isolierte und die blanke Spule können erfindungsgemäss hochkant oder auch flach gewickelt sein. Die Isolation der Spule kleineren Durchmessers kann gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung aus Lack-Glasseidenumspinnung oder Lack oder elektrophoretisch aufgetragenem Lack oder Eloxierung bzw. Oxydation bestehen.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens können die beiden Einzelspulen in an sich bekannter Weise auf einen Blechzylinder aufgeschoben werden, der mit einer Isolationsauflage gegen die Spulenwicklungen versehen ist. Die Spulen können runden, ovalen oder jeden andern möglichen Wickelquerschnitt erhalten.
Die Vorteile der erfindungsgemässen Spule sind folgende : Das bisherige aufwendige Wickelverfahren wird vermieden. Die Materialeinsparung pro Spule ist durch Wegfall der sonst üblichen Kühlbleche erheblich und beträgt ungefähr 20%. Dies äussert sich in einer ungefähr 30%igen Preissenkung. Da die blanke Spule gut gekühlt werden kann, besitzt auch das gesamte Spulengebilde eine ausserordentlich gute Kühlung. Die grosse blanke Spule hat somit neben der Aufgabe der Stromführung auch diejenige der Kühlung. Ebenso hat die isolierte Spule neben dem Charakter einer stromführenden Spule die Aufgabe der Isolation für die gesamte Spule übernommen. Der Querschnitt der kleineren Spule wird so gewählt, dass hinreichend grosse Zwischenräume zwischen den vorstehenden breiten Windungen der blanken Spule entstehen.
Da die Widerstandswerte beider Spulenarten ungefähr gleich gehalten werden sollen, bei der kleineren Spule jedoch durch die geringere mittlere Wicklungslänge zur Erzielung eines gleichen Widerstandes (bei ungefähr gleichen Windungszahlen beider Spulen) der Querschnitt der kleineren Spule herabgesetzt wird, ergibt sich eine weitere zusätzliche Materialeinsparung. Durch die hervorragende Wärmeableitung kann insgesamt der Querschnitt beider Spulen um ungefähr 20% abgemindert werden gegenüber einer Spule der konventionellen Bauart mit gleicher Leistung. Es hat sich gezeigt, dass trotz dieser Querschnittsabminderung die Erwärmung um zirka 50% geringer ist.
Fabrikatorisch kann eine Vereinfachung dadurch geschaffen werden, dass beide Spulen gleichzeitig auf einer Wickelvorrichtung gewickelt werden. Die Windungszahlen müssen allerdings nicht gleich gross sein. Die Isolation der isolierten Spule kann man je nach den Bedürfnissen in sämtlichen Isolationsklassen ausführen.
Die erfindungsgemässe Spulenbauart kann bei allen Erregerspulen Verwendung finden, wie bei Generatoren, Transformatoren, insbesondere Schweisstransformatoren u. dgl. Zusammenfassend kann somit gesagt werden, dass die erfindungsgemässe Spule eine wesentliche Arbeit-un Materialeinsparung mit sich bringt, sowie eine äusserst günstige Wärmeableitung durch die blanke Kupferwicklung aufweist.
Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt an Hand der Zeichnungen, in denen Ausführungsformen der erfindungsgemässen Spule in Fig. l axonometrisch und in den Fig. 2 und 3 je im Quer-und Längsschnitt dargestellt sind.
In Fig. 1 und 2 ist eine zweiwindige Spule dargestellt, deren beide Wicklungsspulen--l und 2-hochkant gewickelt sind, in Fig. 3 ist ebenfalls eine zweiwindige Spule dargestellt, deren beide Wicklungsspulen jedoch flach gewickelt sind. Mit--l--ist jeweils die unisolierte Spule grösseren Durchmessers bzw. grösserer Wicklungsfläche bezeichnet, mit-2--die Spule kleineren Durchmessers bzw. kleinerer Wicklungsfläche, welche mit der Isolierung --3-- versehen ist. In Fig. 2 ist mit-4der Blechzylinder bezeichnet, auf welchen die Spulen aufgewickelt werden und mit --5-- dessen Isolierung gegen die Spulenwicklungen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Spule, insbesondere Erregerspule, Steuerspule, Induktionsspule, Magnetspule, insbesondere für Schweissgeneratoren, Synchrongeneratoren, Gleichstrommaschinen, Transformatoren u. dgl. bestehend aus einer mehrwindigen Spule, die aus zwei schraubenförmig ineinander gewickelten Einzelspulen
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Querschnitt und Isolation unterschiedlich sind, wovon die eine kleineren Durchmessers mit Isolierung versehen ist und die andere grösseren Durchmessers unisoliert ist.
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