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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine elektrische Spule, deren Windungen in mehreren
Lagen nach der Gattung des Anspruchs 1 angeordnet sind.
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Bei
diesen elektrischen Spulen müssen
oftmals Anfang und Ende des Wickeldrahtes auf ein und derselben
Stirnseite der Spule positioniert sein, um sie problemlos an eine
elektrische Schaltung anschließen
zu können.
Die Anschlussenden werden dabei zumeist am Tragkörper der Spule stirnseitig
fixiert. Um den zur Verfügung
stehenden Wickelraum einer Einzelspule optimal ausnutzen zu können, wird bei
der Spulenwickeltechnik ein geordneter Lagenaufbau angestrebt, in
dem die einzelnen Windungen des Wickeldrahtes direkt nebeneinander
gewickelt werden. Am Ende einer Lage wird die Verlegerichtung umgedreht
und in der jeweils darauf folgenden Lage legen sich die Drähte dann
in die zwischen den Windungen entstandenen Rillen. Bei einer geraden Anzahl
der Windungslagen befinden sich bei dieser Wickeltechnik Anfang
und Ende des Wickeldrahtes auf der gleichen Stirnseite des Spulenkörpers. Bei Spulen
mit ungerader Lagenzahl endet der Draht jedoch an der entgegen gesetzten
Seite des Spulenkörpers.
Der Draht muss mit zusätzlichen
Maßnahmen
und Mitteln, zum Beispiel Formen, Verbacken oder Kleben prozesssicher
an der gewünschten Stirnseite
positioniert werden. Schlimmstenfalls muss die letzte Wickellage
entfallen.
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Offenbarung der Erfindung
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Mit
der vorliegenden Lösung
wird angestrebt, den Aufbau der Windungslagen so zu optimieren,
dass auch bei einer ungeraden Anzahl von Windungslagen das Ende
des Wickeldrahtes auf der gleichen Spulenstirnseite positioniert
werden kann wie der Anfang der Spule, ohne dabei zusätzlichen
Bauraum zu benötigen.
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Bei
elektrischen Spulen mit ungerader Lagenanzahl können mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 in vorteilhafter Weise Anfang und Ende
des Wickeldrahtes ohne zusätzliche
Mittel beziehungsweise ohne zusätzliche
Maßnahmen
auf ein und derselben Stirnseite der Spule positioniert werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die veränderte Führung des
Wickeldrahtes an der äußeren Windungslage
der Wickelraum optimal ausgenutzt und somit kein zusätzlicher
Wickelraum benötigt
wird. Außerdem
ist das Wickeln der äußeren Lage
sowie die Positionierung des Wickeldrahtendes problemlos durch Wickelautomaten
realisierbar.
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Durch
die in den Unteransprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
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Da
beim Wickeln der äußeren Lage
die letzten Windungen in die zuvor an zwei gegenüberlegenden Längsseiten
der Spule ausgebildeten Lücken
mit einer größeren Steigung
eingelegt werden, treten an den beiden verbleibenden Längsseiten
der Spule Kreuzungen des Wickeldrahtes auf. Um die Anzahl solcher
Kreuzungen möglichst
gering zu halten, ist es zweckmäßig, wenn
die Lücken
an den gegenüberliegenden
Längsseiten
der äußeren Lage
voneinander einen Abstand von mehreren nebeneinander liegender Windungen
haben. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Steigung der letzten
Windungen ist es ferner vorteilhaft, wenn der Wickeldraht abwechselnd
an einer der beiden übrigen
Längsseiten
zur Bildung der Lücken
um eine oder mehrere Drahtstärken
seitlich versetzt wird. Bei rechteckförmigen Spulen mit unterschiedlich
breiten Längsseiten
ist es zweckmäßig, wenn
die Lücken
in der äußeren Lage
an den einander gegenüberliegenden
breiteren Längsseiten
angeordnet sind. Die Drahtkreuzungen liegen dabei auf den schmaleren,
einander gegenüberliegenden Längsseiten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Figuren näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
raumbildliche Darstellung einer Spule mit ungerader Lagenzahl vor
dem Wickeln der letzten Lage,
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2 eine
raumbildliche Darstellung der Spule mit den Lücken an den Längsseiten
der äußeren Lage,
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3 eine
Abwicklung der äußeren Lage
der Spule aus 2,
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4 eine
raumbildliche Darstellung der Spule mit vollständig gewickelter äußeren Lage
und
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5 eine
Abwicklung der äußeren Lage
der Spule aus 4.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In
den Figuren ist als ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung eine elektrische Spule in raumbildlicher Darstellung
mit 10 bezeichnet. Sie besteht aus einer Wicklung 11 mit
einer Vielzahl von Windungen 12, die über die Längsseiten der Spule 10 in mehreren
Lagen 13 auf einem Tragkörper 14 nebeneinander
angeordnet sind. Durch ihre rechteckförmige Gestalt hat die Spule 10 zwei
einander gegenüberliegende
breite Längsseiten 10a und 10c sowie zwei
schmale Längsseiten 10b und 10d.
Die Spule 10 wird mit einer ungeraden Lagenzahl gewickelt, wobei
Anfang und Ende des Wickeldrahtes 15 am Tragkörper auf
der linken Stirnseite 10e der Spule zu positionieren sind.
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1 zeigt
die Spule 10 in raumbildlicher Darstellung vor dem Wickeln
der letzten, äußeren Lage.
Der Anfang 15a des Wickeldrahtes 15 ist in einem Schlitz 16 an
der oberen Schulter 14a des Tragkörpers 14 auf der linken
Stirnseite 10e der Spule 10 fixiert. Die Windungen 12 sind
nebeneinander in mehreren Lagen 13 auf den Tragkörper 14 aufgewickelt, so
dass die vorletzte Lage eine Lage mit gerader Lagenzahl ist. Die
letzte Windung dieser vorletzten Lage liegt somit auf der linken
Stirnseite 10e der Spule 10. Von dort wird nun
mit dem Wickeldraht 15 in Richtung des Pfeiles 17 die äußere letzte
Lage gewickelt, die eine ungerade Lagenzahl hat.
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2 zeigt
die Spule 10 in raumbildlicher Darstellung nach dem Wickeln
des ersten Teiles der äußeren letzten
Lage 13a. Dabei ist erkennbar, dass in dieser äußeren Lage 13a an
den zwei gegenüberliegenden
breiten Längsseiten 10a und 10c definierte Dicken 18 zwischen
den Windungen 12 ausgebildet werden, indem der Wickeldraht 15 abwechselnd
an einer der beiden schmalen Längsseiten 10b und 10e um
jeweils eine Drahtstärke
seitlich versetzt gewickelt wird. Die Lücken 18 haben daher
ebenfalls die Breite der Drahtstärke
des Wickeldrahtes 15. Die Lücken 18 haben dabei
an den Längsseiten 10a und 10c der äußeren Lage 13a voneinander
einen Abstand von mehreren nebeneinander liegenden Windungen 12.
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3 zeigt
die Abwicklung der äußeren Lage 13a der
Spule 10 mit einer Auftrennung nach der Linie III-III aus 2.
Die Abwicklung ist in die vier Längsseiten 10a bis 10d aufgegliedert.
Man erkennt dort, dass zunächst
die Windung 1 im Bereich der unteren schmalen Längsseite 10d seitlich
versetzt wird, um eine erste Lücke 18a an
der vorderen breiten Längsseite 10a auszubilden.
Die zweite Windung wird nun neben der ersten angeordnet und die dritte
Windung wird im Bereich der oberen schmalen Längsseite 10b um eine
Drahtstärke
seitlich versetzt. Dadurch entsteht nun im Bereich der hinteren
breiten Längsseite 10c eine
weitere Lücke 18b.
Nach dem gleichen Schema werden nun die übrigen Windungen der äußeren Lage 13a angeordnet,
indem der Wickeldraht 15 abwechselnd an eine der beiden schmalen
Längsseiten 10b und 10d jeweils
um eine Drahtstärke
seitlich verzogen wird.
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Zur
vollständigen
Herstellung der äußeren Lage 13a muss
nun der Wickeldraht 15 in mehreren Windungen 12 wieder
zur linken Stirnseite 10e der Spule 10 zurückgeführt werden,
wie dies in den 4 und 5 dargestellt
ist. Dabei werden die letzten Windungen 12a mit einer größeren Steigung zur
linken Stirnseite 10e der Spule 10 hingewickelt, indem
der Wickeldraht 15 dabei in die zuvor freigelassenen Lücken 18 eingelegt
wird. Das Ende 15b des Wickeldrahtes 15 wird schließlich in
einem weiteren Schlitz 16 in der Schulter 14a des
Tragkörpers 14 fixiert,
so dass nunmehr Anfang und Ende des Wickeldrahtes 15 nebeneinander
positioniert sind.
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Der
Wickelvorgang lässt
sich dabei anhand der Abwicklung gemäß 5 beschreiben.
Der Wickeldraht 15 wird demzufolge ausgehend von 3 an
der unteren schmalen Längsseite 10c die
zwei zuletzt gewickelten Windungen der äußeren Lage 13a kreuzen
und dann in die aus 3 erkennbare Lücke 18d an
der vorderen Längsseite 10a eingelegt.
Anschließend
kreuzt er im Bereich der oberen Längsseite 10b zwei
weitere Windungen der oberen Lage 13a und gelangt sodann
in die Lücke 18c aus 3 an der
hinteren Längsseite 10c.
Der Wickeldraht 15 kreuzt somit abwechselnd auf der oberen
und unteren schmaleren Längsseite 10b und 10d jeweils
zwei Windungen der äußeren Lage 13a,
bis er an der linken Stirnseite 10e zur ersten Lücke 18a aus 3 gelangt
und schließlich
dort am Schlitz 16 des Tragkörpers 14 rechtwinklig
mit seinem Ende 15b fixiert wird.
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Je
nach Anzahl der erforderlichen gesamten Windungszahl der Spule 10 ist
dabei die äußere Lage 13a mehr
oder weniger vollständig über die
gesamte Breite der Wicklung 12 gewickelt. Im Ausführungsbeispiel
ist die äußere Lage 13a nicht über die
gesamte Breite der Spule gewickelt, so dass zur rechten Stirnseite 10d hin
einige Windungen fehlen. In diesem Bereich wird daher die vorletzte
Lage 13 gemäß 1 nicht
mehr durch die äußere Lage 13a abgedeckt.
Dies ist in den Abwicklungen gemäß 3 und 5 gestrichelt
angedeutet. Die Kreuzungen 19 im Bereich der oberen und
unteren schmalen Längsseiten 10b und 10d der
Spule 10 sind so ausgebildet, dass der obere Wickeldraht 15 jeweils
zwei darunter liegende Windungen 12 kreuzt. Möchte man jedoch
zum Beispiel aus Fertigungs- oder Qualitätsgründen an den Spulen möglichst
wenig Kreuzungen 19 haben, lässt sich dies dadurch in einfacher
Weise erzielen, indem die Lücken 18 an
den Längsseiten der
Spule 10 in einem entsprechend größeren Abstand zueinander gewickelt
werden. Damit erreicht man weniger Kreuzungen 19 jedoch
mit einer größeren Steigung
an den letzten Windungen 12a der äußeren Lage. Eine ausreichende
Positionierung des Wickeldrahtendes 15b ist ebenso möglich, wenn
die erste Lücke 18a (siehe 3)
nicht unmittelbar an der Stirnseite der Spule 10 sondern
in der zweiten oder dritten Windung angeordnet ist (siehe Lücke 18b in 3).
Das Wickeldrahtende 15b lässt sich auch aus dieser Lücke 18b heraus
sicher im Schlitz 16 des Tragkörpers 14 fixieren.
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Alternativ
zum Ausführungsbeispiel
der 1 bis 5 ist es auch möglich, sämtliche
Kreuzungen 19 der letzten Windungen 12a der äußeren Lage 13a auf
nur eine der beiden schmaleren Längsseiten 10b oder 10d der
Spule 10 zu verlegen. In diesem Fall müssen die Lücken 18 jeweils über die
drei übrigen
Längsseiten
der Spule geführt
werden.