-
Vielpolige elektrische rotierende Maschine Gegenstand des Hauptpatents
1206 067 ist eine vielpolige elektrische rotierende Maschine mit einem Stator
und einem Rotor in Form von scheibenförmigen, einen etwa ringförinigen, axial verlaufenden
ebenen Luftspalt einschließenden Elementen, wobei wenigstens eines der scheibenförinigen
Elemente Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes enthält und wenigstens eines der
scheibenförmigen Elemente eine zusammenhängende fortlaufende Wicklung mit innerhalb
des magnetisch aktiven Bereichs etwa radial liegenden Leiterabschnitten und sich
beidseitig in der gleichen Ebene daran anschließenden, nach Art und Verlauf die
Wicklung ergebenden Verbindungsleitem trägt, welche durch Aufdrucken dünner Flachleiter
direkt auf die isolierenden Oberflächen eines ebenen ringförinigen Trägers nach
der bekannten Technik der gedruckten Schaltungen gebildet ist, homogen zusammenhängend
auf derselben Seite des scheibenförmigen Trägers in Form eines aus mehreren nebeneinander
angeordneten Flachleitern bestehenden Rechteckmäanders verläuft und über den gesamten
magnetischen Luftspalt der Maschine, freiliegt.
-
Eine solche Maschine ist auch vorbekannt.
-
Bei einer Ausführungsforin dieser Maschine besteht der Rechteckmäander
aus einem einzigen, in sich geschlossenen Umlauf. Dies ergibt den Nachteil, daß
die Wicklung nur einen Leiter pro Pol aufweist. Für die Ausbildung solcher ebener
Flachspulen mit mehreren Windungen, also mehreren Leitern pro Pol, wird in der Vorveröffentlichung
vorgeschlagen, alle die anderen Leiter kreuzenden Verbindungen auf die Rückseite
des Trägers zu verlegen und je-
weils mit den auf der Vorderseite befindlichen
Wicklungsleitern über Durchführungen durch den Träger hindurch zu verbinden. Da
hierfür eine größere Zahl solcher Durchführungen und Verbindungen auf der Rückseite
des Trägers erforderlich ist, ist diese Lösung in fertigungstechnischer Hinsicht
ungünstig.
-
Im Hauptpatent wurde auch bereits vorgeschlagen, die Wicklung aus
vielen, auf der gleichen Seite der Fläche befindlichen Leitern aufzubauen.
-
Eine andere bekannte Lösung zur Bildung einer Rechteckmäanderwicklung
mit mehreren Leitern pro Pol besteht darin, daß mehrere Wicklungen in Form eines
Mäanders mit einem einzigen, jedoch nicht in sich geschlossenen Umlauf jeweils auf
eine dünne Isolierfolie gedruckt und dann ausgeschnitten werden, daß die so gebildeten
Einzelwicklungen aufeinandergestapelt werden und daß schließlich die Enden dieser
Einzelwicklungen durch die Isolierfolien hindurch miteinander verbunden werden.
Auch in diesein Fall sind mehrere Arbeitsgänge für die Herstellung der Wicklung
erforderlich. Außerdem ergibt sich der Nachteil, daß die aufeinandergestapelten
Einzelwicklungen eine beträchtliche Dicke der Gesaintwicklung ergeben und somit
auch eine beträchtliche Dicke des Luftspalts, falls der Wicklungsstapel nicht in
Nuten eingelegt wird, was aus anderen Gründen unerwünscht ist.
-
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer elektrischen Maschine
der eingangs angegebenen Art mit einer Rechteckmäanderwicklung mit mehreren Leitern
pro Pol, die nach den bekannten Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen
in einem einzigen Arbeitsgang gebildet werden kann und bei der die Dicke der Wicklung
nicht größer als die Dicke eines einzigen Leiters ist.
-
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Wicklung aus
mehreren zusammenhängenden Umläufen des Rechteckmäanders besteht, die derart spiralförinig
ineinanderliegen, daß die radialen Abschnitte Bündel von eng nebeneinanderliegenden
Leitern bilden, die abwechselnd über Bündel von eng nebeneinanderliegenden kreisbogenförmigen
Leitem am inneren und am äußeren Umfang miteinander verbunden sind.
-
Die erfindungsgemäße Lösung ergibt einen in einer einzigen Ebene liegenden
Rechteckmäander mit beliebig vielen nebeneinanderliegenden Leitern pro Pol, die
alle in Serie geschaltet sind, ohne daß eine einzige Kreuzungsstelle vorhanden ist.
Dadurch ist es möglich, die gesamte Wicklung in einem einzigen Arbeitsgang auf der
einen Seite des ringfönnigen Trä-ers zu bilden.
-
C
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
in der Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine Vorderansicht
einer gemäß der Erfindung ausgeführten, auf einen Träger aufgedruckten Wicklung
und Fi '-. 2 einen Schnitt durch eine rotierende elektrische Maschine, deren Statorwicklungen
gemäß der Anordnung von F i g. 1 ausgeführt sind.
-
Für die übersichtlichkeit der Darstellung ist in der Zeichnung die
Anzahl der radialen Leiter der Wicklung auf vier beschränkt, doch ist offensichtlich,
daß in der Praxis gegebenenfalls eine viel größere Zahl von radialen Leitern angewendet
werden kann.
-
Das dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht einer Sechspolwicklung,
wobei die Pole durch sechs Bündel aus jeweils vier radialen Leitern definiert sind.
Diese Leiter sind in fünf der sechs Gruppen mit 201 bis 204 und in der sechsten
Gruppe mit 2011 bis 2041 bezeichnet. Der Leiter 2011 ist, beispielsweise über eine
leitende Durchführung 209 (F i g. 2), an eine Stromzuführungsklemme
205 angeschlossen, die beispielsweise auf der Rückseite der Trägerscheibe
207 angebracht ist. Diese Trägerscheibe kann vorteilhafterweise aus einem
magnetisierbaren Material hergestellt sein (beispielsweise durch Sintern oder durch
spiralförmiges Aufwickeln eines Magnetblechstreifens, der auf der Außenseite und
der Innenseite eingespannt ist und dessen zur Aufnahme der Wicklung bestimmte Seite
vor der Bildung der Wicklung geglättet worden ist).
-
Diese radialen Leiter sind in gleichbezifferten Paaren von einer Gruppe
zur anderen durch konzentrische kreisbogenförmige Leiter 211 bis 214 sowie durch
drei weitere Gruppen von konzentrischen kreisbogenfönnigen Leitern, die für zwei
Gruppen mit 221 bis 224 und für die an den radialen Leitern 2011 bis 2041 endende
Gruppe mit 2211 bis 2241 bezeichnet sind, verbunden.
-
Der Leiter 2211 ist mit dem Leiter 2021 verbunden, der Leiter 2221
ist an den Leiter 2031 angeschlossen, und der Leiter 2231 führt zu
dem Leiter 2041. Der Leiter 2241 endet an einer Durchführung 210 (F i
g. 2), die zu einer Stromzuführungsklemme 206 führt. Praktisch ist
nur diese zuletzt genannte Durchführung notwendig, während die Klemme
205
für den Leiter 2011 gegebenenfalls auch auf der die eigentliche Wicklung
tragenden Seite der Scheibe 207
angebracht sein kann.
-
An Hand der Zeichnung läßt sich leicht überprüfen, daß die Wicklung
die Form einer mäanderförmig gezackten Spirale mit vier Umläufen hat.
-
F i g. 2 zeigt ein Beispiel einer rotierenden Maschine, die
einem in bekannter Weise gestalteten Ausführungsbeispiel gemäß dem Hauptpatent entspricht
und bei der die beiden Statorelemente 7 und 8 die soeben beschriebene
Wicklungsanordnung von F i g. 1
tragen. Der Schnitt durch die Elemente
7 und 8 verläuft nach der gebrochenen Linie (2)-(2) von F i
g. 1.
Die beiden Elemente schließen einen Rotor ein, der einfach durch
eine dünne Scheibe 1 aus einem wenigstens teilweise magnetisierbaren Material
gebildet ist. Der Rotor wird von einer Nabe 2 getragen, die mit der bei
6 gelagerten Welle 3 verbunden ist. Die Lager können beispielsweise
in den magnetisierbaren Scheiben 207 (Fig. 1) angebracht sein, wenn
deren Dicke ausreichend ist (oder in nichtdargestellten Gehäuseplatten, wenn die
Scheiben 207 die Lager nicht aufnehmen können).
-
Die radialen Leiter sowie auch die kreisbogenförmigen Leiter sind
auf der Trägerfläche aneinandergefügt, d. h., daß der Kupferluftspalt eine
geringe Breite besitzt, die gerade für die gegenseitige Isolierung ausreicht, aber
konstant ist. Die Breite jedes radialen Leiters wächst daher stetig vom inneren
zu seinem äußeren Ende. Dadurch wird eine wirksame Ausnutzung jedes von den Leitergruppen
bedeckten Sektors und eine bessere Verteilung des von dem durch die Wicklung fließenden
Strom erzeugten radialen Feldes erzielt.