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Wicklung für Spulen in elektrischen Maschinen und Geräten Wicklungen für Spulen in elektrischen Maschinen und Geräten werden, insbesondere wenn sie für kleinere Leistungen bestimmt sind, mit Runddrähten ausgeführt. Wird für eine Wicklung ein kleiner Querschnitt und eine hohe Windungszahl verlangt, so ergeben sich für die Herstellung der Wicklung erhebliche Schwierigkeiten. So darf nur eine sehr geringe Zugspannung angewendet werden, um ein Reissen der Drahtes zu verhindern. Für die Durchführung einer solchen Wicklung sind sehr aufwendige Wickelmaschinen erforderlich. Die Wicklung wird im übrigen infolge der geringen Zugspannung lose, und es lässt sich nur ein verhältnismässig schlechter Wickelfaktor erreichen.
Wicklungen mit Runddrähten mit einem Durchmesser unterhalb von 0,05 mm sind praktisch überhaupt nicht ausführbar, so dass solche Wicklungen nur mit Rücksicht auf den Wickelvorgang mit einem elektrisch an sich nicht erforderlichen Leiterquerschnitt ausgeführt werden müssen, so dass die Wicklung überdimensioniert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wicklung für Spulen in elektrischen Maschinen und Geräten zu schaffen, die einfach, mit geringem Zeitaufwand mit gutem Wickelfaktor auch bei sehr kleinen Leiterquerschnitten herstellbar ist. Sie besteht aus einem elektrisch isolierenden Folienband als Träger von ein- oder doppelseitig mit Abstand voneinander auf ihm aufgebrachten, untereinander parallelen Leitern und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter sich in Längsrichtung des Fo- lienbandes erstrecken und die Enden des Folienbandes um den Mittenabstand zweier benachbarter Leiter seitlich versetzt so zusammengefügt sind, dass das Ende eines Leiters und der Anfang des benachbarten Leiters miteinander verbunden sind.
Es ergibt sich auf diese Weise aus den einzelnen parallelen Leitern eine fortlaufende Wicklung, bei der die zunächst parallelen Leiter elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die Verbindung der auf - einanderliegenden Leiterenden kann durch Tauchlöten oder Kaltpressschweissen durchgeführt werden. Dabei besitzt das die elektrischen Leiter tragende Folienband vorzugsweise eine der Wickelraumbreite entsprechende Breite. Um mit dem gleichen Leiterband Wicklungen für verschiedene Stromstärken aufbauen zu können, können mehrere Leiterstreifen zu einem Leiter parallel geschaltet werden.
Es können in diesem Falle für die Reihenschaltung der nebeneinanderliegenden Leiterstreifen die Enden der aus mehreren parallelen Leiterbändern zusammengesetzten Leiter um den Mittenabstand zweier solcher zusammengefasster benachbarter Leiter seitlich so versetzt zusammengefügt werden, dass das Ende eines Leiters und der Anfang des benachbarten Leiters miteinander verbunden sind. In diesem Falle erfolgt also eine Versetzung um ein Mehrfaches des Mittenabstandes zweier benachbarter Leiterbänder.
Das Leiterband lässt sich bei hoher Zugfestigkeit des Trägerbandes auch bei Verwendung eines sehr geringen Querschnittes der einzelnen Leiter mit verhältnismässig grossen Zugspannung wickeln, so dass eine feste Wicklung mit gutem Wickelfaktor in einfacher Weise erreichbar ist. Dabei kann das Leiterband entsprechend der Zahl der parallel aufgebrachten Leiterstreifen mit verminderter Lagenzahl gewickelt werden (Gesamtwin- dungszahl der Wicklung = Lagenzahl des Leiterbandes mal Zahl der Leiterstreifen). Der Zeitaufwand für die Herstellung einer Wicklung ist daher gegenüber üblichen Herstellungsmethoden stark verringert.
Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Leiterbandes; Fig. 2 eine mit dem Leiterband hergestellte Spule, beispielsweise für einen Transformator; In Fig. 1 ist mit 10 eine elektrisch isolierende Folie aus biegsamem Material, z. B. aus Terephtalsäure-Äthy- lenglykol-Polyester, wie es unter dem Warenzeichen Hostaphan bekannt ist, bezeichnet. Auf dieser Folie 10 sind mehrere parallel verlaufende elektrische Leiter in
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Form von elektrisch leitenden Streifen 11 aufgebracht.
Die Aufbringung der Streifen kann beispielsweise auf galvanischem Wege nach Art einer gedruckten Schaltung erfolgen. Es ist aber auch möglich, auf die isolierende Trägerfolie einzelne Metallfolien aufzukleben. Die einzelnen elektrisch leitenden Streifen 11 sind mit Abständen 12 voneinander auf der Trägerfolie 10 angeordnet.
In Fig. 2 ist eine mit Hilfe des Leiterbandes nach Fig. 1 hergestellte Spule dargestellt. Die Trägerfolie 10 besitzt vorzugsweise die Breite der herzustellenden Spule. Es wird also in einfacher Weise das Leiterband auf einen Träger aufgewickelt, wodurch sich eine der Anzahl der auf der Trägerfolie aufgebrachten leitenden Streifen 11 entsprechende Anzahl von parallelen Teilwicklungen ergibt. Diese Teilwicklungen können dadurch in Reihe geschaltet werden, dass die Enden des Leiterbandes um den Mittenabstand zweier benachbarter Leiter 11 seitlich versetzt so zusammengefügt werden, dass das Ende eines Leiters mit dem Anfang des benachbarten Leiters verbunden wird.
Es ergibt sich damit eine fortlaufende Wicklung, wobei auf jedem Leiterbandende je ein Leiterstreifen freibleibt, an die Anschlussklemmen 14 und 15 angeschlossen werden können. Die so gegeneinander gelegten Leiterenden können mit Hilfe einer Druckvorrichtung gegeneinander gepresst werden, oder es können die einander berührenden, elektrisch leitenden Streifen durch Tauchlöten oder durch Kaltpressschweissen miteinander verbunden werden, 13 ist eine aussen um die Spule 16 herumgelegte Isolierfolie. Wird eine Trägerfolie mit auf beiden Seiten aufgebrachten Leiterstreifen verwendet, so muss zusammen mit dem Leiterband eine Isolierfolie eingewickelt werden.
Zur Verfestigung der Spule kann diese nach dem Wickeln in einen aushärtbaren Kunststoff getaucht werden, der die Zwischenräume zwischen den einzelnen leitenden Streifen ausfüllt. Nach dem Aushärten des Kunststoffes erhält die Wicklung eine ausserordentlich grosse mechanische Festigkeit.
Der Abstand zwischen zwei elektrisch leitenden Streifen 11 muss entsprechend der Spannung zwischen den nebeneinander liegenden Teilwicklungen gewählt werden.
Soll beispielsweise eine Wicklung mit 10 000 Windungen, einer mittleren Windungslänge L = 0,06m und einem Leiterquerschnitt von 0,015 mm= hergestellt werden, so können auf einer Terephtalsäure-Äthylenglykol- Polyester-Folie mit einer Stärke von 0,005 mm, einer Breite von 55 mm und einer Länge von 20 m in Längsrichtung 30 parallele Kupferstreifen mit einer Stärke von 0,01 mm und einer Breite von 1,5 mm mit einem seitlichen Abstand von 0,3 mm aufgebracht werden. Das Leiterband wird dann auf einem rechteckigen oder runden Kern solcher Abmessung gewickelt, dass sich die vorgesehene mittlere Windungslänge von L = 0,06 m ergibt.
Dabei erhält man aus 20 m Bandlänge 333 Bandwindungen mit 30 zunächst parallel liegenden Teilwicklungen, die, wie bereits erläutert, zu einer fortlaufenden Wicklung miteinander verbunden werden können. Die Gesamtwicklung hat dann eine Höhe von etwa 333 - (0,005 + 0,010) = 50 mm, wenn die Windungen dicht aufeinander liegen, was bei genügend grossem Band- zug nahezu erreicht wird. Der Füllfaktor F jener Wicklung beträgt dann etwa
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Ein solcher Füllfaktor lässt sich mit einer äquivalenten Runddrahtwicklung mit einem Drahtdurchmesser von etwa 0,014 mm kaum erreichen. Im übrigen lässt sich die Wicklung nach der Erfindung in wesentlich kürzerer Zeit herstellen, da nur 333 Windungen anstelle von 10 000 Windungen gewickelt werden müssen.
Dies ergibt bei gleicher Wickelgeschwindigkeit einen um das 30-fache verkürzten Wickelvorgang. Weiterhin ist ein Spulenkasten nicht notwendig, und es wird ein Abrutschen einzelner Windungen und die Gefahr von Win- dungsschlüssen grundsätzlich vermieden.
Nach der Fertigstellung der Wicklung wird diese noch in an sich bekannter Weise mit einem Tränklack imprägniert, der die Zwischenräume zwischen den einzelnen Leiterstreifen ausfüllt und nach dem Aushärten der Wicklung eine grosse mechanische Festigkeit verleiht. Der Abstand zwischen zwei Leiterstreifen ist so gewählt, dass die Spannung der nebeneinander liegenden Teilwicklungen dauernd ausgehalten wird. Im angenommenen Beispiel mit einem Leiterabstand von 0,3 cm könnte die Gesamtspannung der Wicklung 1000 V und die Teilwicklungsspannung l000/30 = 33,3 V betragen.
Das gleiche Leiterband kann aber auch zur Herstellung einer Wicklung mit grösserem Querschnitt und kleinerer Windungszahl verwendet werden. Hierzu werden zwei oder mehr benachbarte Leiter einfach parallel geschaltet. Es ist somit möglich, ein Leiterband für die Herstellung verschiedenster Wicklungen zu verwenden, so dass nur wenige Ausführungen von Leiterbändern vorrätig zu sein brauchen.