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Elektrische Spule und Verfahren znr Wickinng derselben.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an elektrischen Spulen und Verfahren zur Wicklung derselben. Die Erfindung betrifft besonders diejenige Art von elektrischen Spulen. bei welcher die einzelnen Wickellagen des Drahtes oder sonstigen Leiters voneinander durch Blätter von Papier oder Streifen von ähnlichem Isolationsmaterial voneinander getrennt sind. Die Erfindung bezweckt zu erreichen. dass die Drahtwindungen, welche auf die Oberfläche des Papierstreifens aufgewickelt werden, in ihrer Lage gesichert werden, um zu verhüten, dass sie sieh seitlich verschieben. so dass alle Windungen in jeder Lage in enger Nebeneinanderordnung verharren.
Dieser Zweck wird der Erfindung zufolge besonders dadurch erreicht, dass die Blätter oder Streifen aus Papier oder anderem Material so gefaltet werden, dass vorragende rippenartige Anschläge entstehen. die in der Richtung der Seitenkanten der Papierstreifen verlaufen und in Anlage mit den äussersten Randwindungen der jeweiligen Wickellage des Drahtes zu gelangen vermögen und dadurch die Verschiebung der Drahtwindungen verhüten. Die Prägung oder Faltung des Papieres kann sowohl vor als auch während der Einführung in die Spule geschehen, wobei die letztere Methode den Vorzug verdient. da sie die Heistellung der Spule verbilligt.
Die Erfindung ist auf der Zeichnung veranschaulicht.
Fig. 1 ist ein mittlerer Achsialschnitt durch eine Spule gemäss der Erfindung und veranschaulicht die Art der Faltung der Papierstreifen zwischen den einzelnen Drahtwindungslagen. Fig. 2 ist ein Schaubild, eine3 Abschnittes des gefalteten Isolationsstreifens oder Blattes. Fig. 3 ist ein ähnliches Schaubild, welebes einen Isolationsstreifen mit Reihen von Vorsprüngen parallel zu seinen beiden Seitenkanten zeigt. Fig. 4 ist ein Schaubild eines Streifens, der an seinen Kanten eine Faltung besitzt, die eine Mehrzahl von Rippen in der Richtung der Längskanten des Blattes aufweist. Fig. 5 veranschaulicht die hauptsächlichsten Bestandteile einer Wickelvorrichtung in Endansicht und zeigt insbesondere die. Art der Einführung des Papier-oder sonstigen Blattmaterial in die Spule. Fig. 6 ist eine Vorderansicht der Wickelvorrichtung, welche die Papierfalt-oder Prägewalzen zeigt.
Fig. 7 zeigt eine Einzelheit der Prägewalze in einem Bruchstück eines Schnittes in grösserem Massstab.
Es ist jetzt allgemein üblich, bei der Herstellung elektrischer Spulen für gewisse Zwecke dieselben aus emailliertem Draht zu wickeln und eine Isolation zwischen den einzelnen Lagen von Drahtwindungen durch Zwischenlagerung von Streifen von Papier oder ähnlichem blattförmigen Material zu schaffer.
Bisweilen wird blanker Draht benutzt, und die einzelnen Windungen in jeder Lage werden voneinander getrennt und isoliert durch Seide oder durch anderes Textilmaterial. In den meisten Fällen wird der draht jedoch zunächst durch Überziehen mit Emaille isoliert, wobei die Emaille aufgebrannt, wird. so dass s'e einen harten, glänzenden tberzug ergibt, und dieser Überzug macht den Draht ausserordentlich glatt. so dass er nur schwer während des Windens in seiner Lage festgehalten werden kann. Die Neigung der Drahtwindungen, auf der Unterlage zu gleiten, wird umso ausgesprochener, als der Durchmeser der Drahtwindungen wächst, was auf dem Druck der äusseren Lagen gegen die inneren beruht.
Eine ganze Anzahl von Mitteln sind versucht worden. um die Drahtwindungen daran zu verhindern. sich aus ihrer Lage zu verschieben. Solche Mitteln bestehen beispielsweise in der Einfügung von Bindefäden, um die Drahtwindungen miteinander zu verbinden. Man hat auch versucht, jede Lage von Drahtwindungen in den Spulen zu verkitten, bevor man an das Wickeln der nächsten Lage ging. Bisweilen hat man auch Anschläge oder Flansche an den Enden der Wickellagen benutzt. Die meisten dieser Verfahren verlangen einige Handoperationen, welche den Wickelprozess stören und daher die Produktionsmenge
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angwandt werden kann, während die Spule gewickelt wird, ohne dass die Wickeloperation angehalten oder gestört wird, und ohne dass die Kosten vermehrt werden.
Fig. l veranschaulicht die neue Spule F. welche aus Windungen von Draht 'auf einem Rohr oder Kern T zusammengesetzt ist. zwischen deren Drahtwickellagen sich Blätter von isolierendem Material S befinden. Diese Blätter oder Streifen S können aus Papier oder irgendeinem anderen geeigneten Material bestehen, welches um die Spule herumgelegt ist, u. zw. entweder in einfacher oder mehrfacher Schicht. wobei die Randkanten über die Enden der Drahtwickellagen hervorragen, wie bei x, r annedeutet. Jedes Blatte wird zunächst entlang seinen Längskanten gefaltet, so dass Rippen s, s gebildet werden (vgl.
Fig. 2) oder dass, wie es bisweilen geschielit, eine Reihe von Vorsprüngen p, p usw.. wie in Fig. 8 dargestellt, aus der Fläche des Blattes herausgeprägt werden. Wenn das Blatt oder der Streifen. S' in die Spule eingesetzt wird, dann werden seine gefalteten Abschnitte oder Rippen q so orientiert, dass sie in der Richtung der Endwindungen des Drahtes i'in den Wickellagen L verlaufen und Anschläge bilden, wodurch die
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diesen hervorragenden Teilen des Papiers liegt und verhindert, dass die Endwicklungen auf der Unterlage gleiten. Gewünschtenfalls konnte das Papier auch quer zu seiner ganzen Breite gefaltet sein. Für gewöhn-
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gemeinen hinreichend sind, um die Drahtwicklungen an einer Gleitbewegung zu verhindern.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, wird die erste oder innere Lage L von Drahtwicklungen auf das blosse Kernrohr T gelegt. Gewünschtenfalls kann abel auch ein Überzug aus gefaltetem Papier S auf das Kernrohr
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der Draht wild über dieses Blait wieder nach dem entgegengesetzten Ende der Spule zurückgeführt. Die Wicklung wird in dieser Weise ohne Unterbrechung fortgesetzt. wobei die aufeinanderfolgendenLagen L eine über die andere zu liegen kommen unter Zwischenschaltung der Blätter S zwischen den einzelnen Lagen. Wie oben erwähnt, ist der Abstand zwischen den Faltungen oder Rippen $ auf den Blättern S der Länge der Wickellagen angepasst, so dass jede Endwindung jeder Lage sich in Berührung mit der zugehörigen Falte oder dem Anschlag befindet.
Infolge dieser Anoidnung bilden die Falten s an den Seiten des Streifens ringförmige vorstehende Rippen oder Schultern, gegen welche sich die Seiten der Endwindungen des Drahtes legen, wodurch die Drahtwindungen gegen Verschiebung gesichert werden.
Wie oben angegeben, können die Streifen oder Blätter-S'in irgendeiner gewünschten Weise gefaltet werden, bevor man sie in die Spule einführt und die Wicklung der letzteren kann entweder von Hand
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dieses leistet, soll den Gegenstand eines besonderen Patentes bilden. Damit al'et das ganze Verfahren der Herstellung der Spule hinreichend deutlich wird, sind die wesentlichen Elemente des Wickel- mechanismus in den Zeichnungen dargestellt.
In Fig. 5 bedeutet B die die Wickelwelle, welche die Röhre T trägt, worauf die Spule gewunden wird. G bezeichnet die Leitrolle, iiber welche der Draht läuft, um ihn der Wickelwelle zuzuführen. Die Führungsrolle G wird nach der Darstellung der Zeichnung von dem Ende eines Armes E getragen, welcher an eine Stange F angehängt ist, welche letztere parallel zur Wiekelwelle B hin und her bewegt werden kann vermittels gewisser Anordnungen, wie sie üblich sind. Eine Druckrolle H, welche an einem Ende eines Armes h aufgehägt ist, vermag sieh gegen die Drahtwindungen zu legen, während diese auf die Wickelspule aufgebracht werden und während die Windungen an Durchmesser zunehmen, schwingen die Rolle H und die Fiihrungsrolle G von der Achse der Wickelwelle B nach auswärts.
Unterhalb der Wickel*
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sitzt ein Paar Rollen R auf einer drehbaren Welle w, welche wäluend der Streifenzuführungsperioden durch geeignete auf der Zeichnung nicht dargestellte Antriebsvorrichtungen in umdrehung versetzt wird. Ein zweites Paar Rollen Ri sitzt auf einer Welle X', die in einem Gestell K gelagert ist, das sebwingbar auf einer Welle o sitzt. Das Gestell E steht unter dem Einfluss einer Feder oder dgl. k', welche bewirkt. dass die Rollen RI sich gegen den Papierstreifen SIegen, wenn- dieser über die Rollen R hinweg zugeführt
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Zwisehemaumes zu gleiten.
Wenn daher der Strelfen S zwischen den Rollen transportiert wird, dann drücken die Rippen r'das Papier in die Nuten 'und bewirken eine Faltung unter Bildung der Rand- längsrippen , wie Fig. 2 sie zeigt.
Das Gesamtvetfahren zur Wicklung der Spule ist wie folgt : Das Ende des Drahtes ? wird zunächst an dem Rohr T befestigt und dieWickelwelle B wircl in Umdrehung venetxt, während die FiihrungsroIle ss eine verhältnismässig langsame Querbewegung entlag der Wickeholle erhält. Wenn zunächst ein
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streifens zwischen den Rollen R, und fortbewegt und dessen vordere Kante unter die erste Lage von Drahtwindungen auf das Kernrohr aufgebracht, wie es Fig. 5 zeigt. Wenn die Welle B sich dreht, dann wickelt sie das Papier oder den sonstigen Streifen S um das Rohr 7'und inzwischen beginnt das Aufwickeln des Drahtes w, wodurch der Papierstrelien in seiner Lage gehalten wird.
Wenn das Papier um das Kernrohr T ein oder mehrere Male gewunden ist, je nach der gewünschten Dicke dieses Papierkerns, dann wird der Papierstreifen an der gewiinsehten Stelle durchschnitten, während die Aufwicklung des Drahtes auf das Kernrohr fortgesetzt wird, bis die vorgeschriebene Anzahl von. Windungen erreicht ist. Sobald die Drahtwickellage fertig ist, wird die Querbewegung der FÜhrungsloIle n umgekehrt und der Draht beginnt seinen
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Drahtwindung eingeführt und wird auf die Aussenseite der ersten Drahtwickellage der Spule aufgewickelt, wie aus Fig. 1. ersichtlich ist.
Diese Reihe von Operationen, wobei der Draht lagenweise aufgewickelt wird unter Zwischenlagerung der Papierstreifen zwischen den einzelnen Drahtwindungslagen, wird nach
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beim Beginn jeder neuen Lage und auch das Abschneiden des Papierstreifens geschieht durch selbsttätig wirkende Sehneidvorrichtungen, welche jedoch auf der Zeichnung nicht dargestellt sind und hier auch nicht beschrieben werden sollen, da die Erläuterung der Absehneidopration zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich ist. Die Anwendung solcher selbsttätig wirkender Einrichtungen gestattet jedoch die Wicklung der Spule durchzuführen, ohne dass es notwendig ist, die Arbeit behufs Einführung der Isolationsstreifen zu unterbrechen. Hieraus ergibt sich eine bedeutende Steigerung der Leistung.
Wenn das Papier der Spule zugeführt wird, dann werden die Falten oder Rippen gebildet, welche ihre Lage in Anlehnung an die Endwindungen des Drahtes erhalten und auf diese Weise als Anschläge wirken, welche die Drahtwindungen in ihrer Lage sichern. Nach Beendigung der Wickeloperation wird die Spule für gewöhnlich mit Schellack, Bakelite oder irgendeinem anderen Kittmaterial imprägniert, welches unter Druck eingepresst wird. Das Kittmaterial füllt die Zwischenräume zwischen den Draht-
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Lige zu halten vermögen. Auf diese Weise werden die Drahtwindungen sicher dicht nebeneinander gehalten, wie es für die Spule erforderlich ist.
Die Erfindung hat daher nicht nur eine Verbilligung der
Herstellung der Spule zur Folge, indem sie Handoperationen entbehrlich macht, sondern sie erübrigt auch die Anwendung von Flanschteilen an den Spulenenden und ergibt ein Erzeugnis von vollkommenerer Wirksamkeit.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Spule, bestehend aus Lagen von leitendem Material und dazwischen befindlichen Blättern aus Isolationsmaterial mit seitlichen über die Blattfläche vorstehenden Anschlägen für die äussersten Drahtwindungen der einzelnen Wickellagen, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Anschläge aus parallel zu den Blatträndefl) sich erstreckenden, fortlaufenden Rippen oder einzelnen getrennt voneinander liegenden Buckeln bestehen, die durch Falten oder Eindrücken der Isolierblätter an bestimmten Stellen derselben erzeugt werden.