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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.
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Winding for coils in electrical machines and devices Windings for coils in electrical machines and devices are made with round wires, especially if they are intended for smaller powers. If a small cross-section and a large number of turns are required for a winding, considerable difficulties arise in the manufacture of the winding. So only a very low tensile stress may be applied to prevent the wire from breaking. Very complex winding machines are required to carry out such a winding. In addition, the winding becomes loose as a result of the low tensile stress, and only a relatively poor winding factor can be achieved.
Windings with round wires with a diameter of less than 0.05 mm are practically impossible to carry out at all, so that such windings only have to be carried out with an electrically unnecessary conductor cross-section in consideration of the winding process, so that the winding is oversized.
The invention is based on the object of creating a winding for coils in electrical machines and devices which can be produced simply, with little expenditure of time and with a good winding factor, even with very small conductor cross-sections. It consists of an electrically insulating foil strip as a carrier of conductors that are placed on it on one or both sides at a distance from each other and parallel to each other and is characterized in that the conductors extend in the longitudinal direction of the foil strip and the ends of the foil strip by the center distance of two adjacent ones Ladder are laterally offset joined together so that the end of one conductor and the beginning of the adjacent conductor are connected to each other.
In this way, a continuous winding results from the individual parallel conductors, in which the initially parallel conductors are electrically connected in series. The connection of the conductor ends lying on top of one another can be carried out by dip soldering or cold pressure welding. The foil strip carrying the electrical conductors preferably has a width corresponding to the width of the winding space. In order to be able to build windings for different currents with the same conductor strip, several conductor strips can be connected in parallel to form one conductor.
In this case, for the series connection of the adjacent conductor strips, the ends of the conductors composed of several parallel conductor strips can be joined laterally offset by the center-to-center distance of two such joined-together neighboring conductors so that the end of one conductor and the beginning of the neighboring conductor are connected to one another. In this case, there is an offset by a multiple of the center-to-center distance between two adjacent conductor strips.
With a high tensile strength of the carrier tape, the conductor tape can be wound with a relatively large tensile stress even when using a very small cross section of the individual conductors, so that a firm winding with a good winding factor can be achieved in a simple manner. The conductor strip can be wound with a reduced number of layers according to the number of conductor strips applied in parallel (total number of turns of the winding = number of layers of the conductor strip times the number of conductor strips). The time required to produce a winding is therefore greatly reduced compared to conventional production methods.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing using an exemplary embodiment. The drawings show: FIG. 1 a perspective view of a conductor strip; 2 shows a coil produced with the conductor strip, for example for a transformer; In Fig. 1, 10 is an electrically insulating film made of flexible material, for. B. from terephthalic acid-ethylene glycol polyester, as it is known under the trademark Hostaphan, designated. Several parallel electrical conductors are shown on this film 10
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Form of electrically conductive strips 11 applied.
The strips can be applied, for example, by galvanic means in the manner of a printed circuit. But it is also possible to glue individual metal foils onto the insulating carrier foil. The individual electrically conductive strips 11 are arranged on the carrier film 10 at intervals 12 from one another.
In Fig. 2, a coil produced with the aid of the conductor strip according to Fig. 1 is shown. The carrier film 10 preferably has the width of the coil to be produced. The conductor strip is therefore wound onto a carrier in a simple manner, resulting in a number of parallel partial windings corresponding to the number of conductive strips 11 applied to the carrier film. These partial windings can be connected in series in that the ends of the conductor strip are joined together laterally offset by the center-to-center distance between two adjacent conductors 11 so that the end of one conductor is connected to the beginning of the adjacent conductor.
This results in a continuous winding, with one conductor strip remaining free on each conductor strip end, to which connection terminals 14 and 15 can be connected. The conductor ends placed against one another in this way can be pressed against one another with the aid of a pressure device, or the electrically conductive strips that touch one another can be connected to one another by dip soldering or cold pressure welding. 13 is an insulating film placed around the outside of the coil 16. If a carrier film is used with conductor strips attached to both sides, an insulating film must be wrapped together with the conductor strip.
To solidify the coil, it can be dipped into a curable plastic after winding, which fills the spaces between the individual conductive strips. After the plastic has hardened, the winding has an extremely high mechanical strength.
The distance between two electrically conductive strips 11 must be selected according to the voltage between the partial windings lying next to one another.
If, for example, a winding with 10,000 turns, an average winding length L = 0.06m and a conductor cross-section of 0.015 mm = is to be produced, then on a terephthalic acid-ethylene glycol polyester film with a thickness of 0.005 mm, a width of 55 mm and a length of 20 m in the longitudinal direction 30 parallel copper strips with a thickness of 0.01 mm and a width of 1.5 mm with a lateral distance of 0.3 mm are applied. The conductor tape is then wound on a rectangular or round core of such dimensions that the intended mean winding length of L = 0.06 m results.
From 20 m of tape length, 333 tape windings are obtained with 30 partial windings initially lying parallel, which, as already explained, can be connected to one another to form a continuous winding. The total winding then has a height of about 333 - (0.005 + 0.010) = 50 mm when the windings are close to one another, which is almost achieved with a sufficiently large strip tension. The fill factor F of that winding is then approximately
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Such a fill factor can hardly be achieved with an equivalent round wire winding with a wire diameter of approximately 0.014 mm. In addition, the winding according to the invention can be produced in a significantly shorter time, since only 333 turns instead of 10,000 turns have to be wound.
With the same winding speed, this results in a winding process that is 30 times shorter. Furthermore, a bobbin case is not necessary, and individual turns and the risk of turn shorts are fundamentally avoided.
After the winding has been completed, it is impregnated in a manner known per se with an impregnating varnish which fills the spaces between the individual conductor strips and gives the winding great mechanical strength after it has hardened. The distance between two conductor strips is chosen so that the tension of the partial windings lying next to one another is continuously withstood. In the assumed example with a conductor spacing of 0.3 cm, the total voltage of the winding could be 1000 V and the partial winding voltage 1000/30 = 33.3 V.
The same conductor strip can, however, also be used to produce a winding with a larger cross section and a smaller number of turns. For this purpose, two or more neighboring conductors are simply connected in parallel. It is thus possible to use a conductor strip for the production of the most varied of windings, so that only a few versions of conductor strips need to be in stock.