DE1665830B2

DE1665830B2 -

Info

Publication number: DE1665830B2
Application number: DE1665830A
Authority: DE
Inventors: Cord Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Albrecht
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-12-16
Filing date: 1966-12-16
Publication date: 1974-04-18
Also published as: DE1665830C3; FR1562867A; DE1665830A1

Description

Die Erfindung betrifft einen bandförmigen, aus Supraleitermaterial und elektrisch normalleitendem Metall bestehenden Leiter.The invention relates to a tape-shaped, made of superconductor material and electrically normal conducting Metal existing ladder.

Für den Bau von Supraleitungsspulen, insbesondere von supraleitenden Großmagnetsn, haben sich sogenannte stabilisierte Leiter, die air supraleitenden und bei der Betriebstemperatur der bp'.ilen gut elektrisch leitenden, normalleitenden Metallen zusammengesetzt sind, als vorteilhaft erwiesen. Um eine gute elektrische Stabilität der Spulen zu erreichen, sollen dabei Querschnitt und elektrische Tieftemperaturleitfähigkeit des normalleitenden Metalls so bemessen werden, daß der zusammengesetzte Leiter bei guter Kühlung in der Spule keine wesentliche Stromdegradation aufweist und daß beim Übergang des Supraleiters in den kritischen Zustand durch Überschreiten des kritischen Stromes der den Supraleiter durchfließende Strom ganz oder teilweise von dem normalleitenden Metall übernommen werden kann, so daß der Übergang des Supraleiters vom supraleitenden in den normalleitenden Zustand kontinuierlich und reversibel erfolgt und durch eine geringfügige Verkleinerung des Stromes der supraleitende Zustand wieder hergestellt werden kann. Es ist bereits ein bandförmiger, aus Supraleitermaterial und elektrisch normalleitendem Metall bestehender Leiter bekannt, bei dem mehrere parallel zueinander verlaufende Niob-Zirkon-Drähte in ein breites Kupferband eingelagert sind. Dieser bekannte Leiter besitztFor the construction of superconducting coils, in particular of superconducting large magnets, have so-called stabilized conductors, the air superconducting ones and good electrical at the operating temperature of the bp'.ilen conductive, normally conductive metals are composed, proven to be advantageous. To a To achieve good electrical stability of the coils, the cross-section and low-temperature electrical conductivity should be used of the normal conducting metal are dimensioned so that the composite conductor at good cooling in the coil has no significant current degradation and that at the transition of the superconductor into the critical state by exceeding the critical current of the superconductor the current flowing through can be taken over completely or partially by the normally conducting metal, so that the transition of the superconductor from the superconducting to the normal conducting state is continuous and reversible takes place and by a slight decrease in the current the superconducting State can be restored. It is already a tape-shaped, made of superconductor material and Known electrically normal conductive metal existing conductor, in which several parallel to each other Niobium-zirconium wires are embedded in a wide copper band. This famous leader owns

jedoch den Nachteil, daß man bei der Herstellung der Wicklung einer Supraleitungsspule an die bei der Herstellung des bandförmigen Leiters gewählten Leiterabmessungen gebunden ist und insbesondere die einmal gewählte Anzahl der in den bandförmigen Leiter eingelagerten Supraleiter innerhalb der Spulenwicklung beibehalten muß und diese Zahl nicht zur Anpassung an den örtlichen Verlauf des Magnetfeldes innerhalb der Spulenwicklung variieren kann.however, the disadvantage that one in the manufacture of the winding of a superconducting coil to the in the Production of the ribbon-shaped conductor is bound to selected conductor dimensions and in particular the selected number of superconductors embedded in the ribbon-shaped conductor within the coil winding must be maintained and this number does not have to adapt to the local course of the magnetic field can vary within the coil winding.

Die Erfindung gibt einen bandförmigen, aus Supraleitermateria! und gut elektrisch normalleitendem Metall bestehenden Leiter an, bei dem diese Nachteile vermieden sind. The invention is a band-shaped, made of superconductor material! and with good normal electrical conductivity Metal existing ladder in which these disadvantages are avoided.

Erfindungsgemäß ist der bandförmige Leiter aus mehreren nebeneinanderliegenden, durch ein Verbindungselement verklammerten, elektrisch gut leitend miteinander verbundenen Einzelleitern aus elektrisch normalleitendem Metall aufgebaut, von denen wenigstens einer einen oder mehrere eingelagerte Supraleiter enthält.According to the invention, the strip-shaped conductor is made up of a plurality of juxtaposed by a connecting element clamped, electrically well connected individual conductors made of electrically normal conductive metal, of which at least one contains one or more embedded superconductors.

Durch diesen Leiteraufbau ist die Möglichkeit gegeben, aus vorgefertigten Grundelementen bandförmige Leiter unterschiedlicher Abmessungen zusammenzusetzen und Wicklungen für Supraleitungsspulen mit verschiedenartigen Abmessungen aus gleichen Grundelementen aufzubauen. Ferner kann innerhalb des bandförmigen Leiters die Anzahl der eingelagerte Supraleiter enthaltenden Einzelleiter variiert werden, indem solche Einzelleiter gegen Einzelleiter ausgetauscht werden, die keine Supraleiter enthalten. Auf Grund dieser Austauschmöglichkeit kann die Zusammensetzung des Leiters dem örtlichen Magnetfeldverlauf innerhalb einer aus dem Leiter hergestellten Spulenwicklung in einfacher Weise angepaßt werden.This ladder structure makes it possible to use prefabricated basic elements in the form of strips Assemble conductors of different dimensions and windings for superconducting coils to be built with different dimensions from the same basic elements. Furthermore, within of the strip-shaped conductor, the number of single conductors containing embedded superconductors varies by replacing such individual conductors with individual conductors that do not contain superconductors. Due to this exchange option, the composition of the conductor can be adapted to the local magnetic field adapted in a simple manner within a coil winding made of the conductor will.

Um bereits eine gute elektrische Stabilisierung der Supraleiter enthaltenden Finzelleiter zu erreichen, werden diese vorzugsweise derart aufgebaut, daß der Querschnitt des normalleitenden Metalls größer ist als der Querschnitt des Supraleitermaterials. Um das mit einem eventuellen Bruch eines Supraleiters verbundene Risiko einzuschränken, kann es vorteilhaft sein, Einzelleiter vorzusehen, die wenigstens zwei parallel zueinander verlaufende Supraleiter enthalten. In order to achieve a good electrical stabilization of the fin cell titers containing superconductors, these are preferably constructed in such a way that the cross section of the normally conductive metal is larger than the cross section of the superconductor material. About the eventual breakage of a superconductor To limit the risk, it can be advantageous to provide individual conductors that have at least two contain superconductors running parallel to one another.

Der bandförmige Leiter gemäß der Erfindung kann in verschiedener Weise ausgestaltet sein.The ribbon-shaped conductor according to the invention can be designed in various ways.

Bei einer Ausführungsform ist als Verbindungselement ein Metallband mit Längsrilien vorgesehen, während die dem Verbindungselement zugekehrte Seite der Einzelleiter ein in diese Rillen passendes Rillenprofil aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist der Querschnitt des elektrisch normalleitenden Materials im Verhältnis zu dem des Supraleitermaterials verhältnismäßig groß.In one embodiment, a metal strip with longitudinal grooves is provided as the connecting element, while the side of the individual conductor facing the connecting element has a one that fits into these grooves Has groove profile. In this embodiment, the cross section of the electrically normal conductive material relatively large in relation to that of the superconductor material.

Für Anwendungen, bei denen ein geringerer Querschnitt des elektrisch normalleitenden Metalls erwünscht ist, eignet sich vorzugsweise eine andere Ausfühiungsform des erfindungsgemäßen bandförmigen Leiters, bei der die Einzelleiter aus Bändern mit Bördelrändern bestehen, die gegebenenfalls die Supraleiter umschließen, und das Verbindungselement ein zwischen diese Bördelränder eingreifendes Profil besitzt. Das Verbindungselement kann dabei aus mehreren nebeneinanderliegenden Bändern mit Bördelrändern bestehen, die zwischen die Bördelränder der Einzelleiter eingreifen. Ferner kann als Verbindungselement auch ein Band mit Rippen vorgesehen sein, die zwischen die Bördelränder der Einzelleiter eingreifen.For applications in which a smaller cross-section of the normally electrically conductive metal is desired is, another embodiment of the tape-shaped according to the invention is preferably suitable Conductors in which the individual conductors consist of strips with flanged edges, which may be the superconductors enclose, and the connecting element a profile engaging between these beaded edges owns. The connecting element can consist of several adjacent strips with flanged edges exist that engage between the flanged edges of the individual conductors. It can also be used as a connecting element a ribbon with ribs can also be provided between the flanged edges of the individual conductors intervention.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen bandförmigen Leiters besitzen die Einzelleiter eine ebene Oberfläche, während als Verbindungselement ein Band mit Rippen vorgesehen ist, deren Abstand der Breite der Einzelleiter entspricht. In a further embodiment of the invention band-shaped conductor, the individual conductors have a flat surface, while as a connecting element a band with ribs is provided, the spacing of which corresponds to the width of the individual conductors.

Als elektrisch normalleitendes Metall für die bandförmigen Einzelleiter eignen sich insbesondere die Metalle Kupfer und Aluminium, die insbesondere in hochreiner Form bei tiefen Temperaturen eine hohe elektrische Leitfähigkeit und gute Wärmeleitfäs higkeit besitzen. Als Supraleiter eignen sich Drähte und Bänder aus Hochfeldsupraleitermaterial, insbesondere aus Niob-Zirkon, Niob-Titan oder mit Schichten aus Niob-Zinn (Nb₃Sn).The metals copper and aluminum, which have a high electrical conductivity and good thermal conductivity at low temperatures, in particular in highly pure form, are particularly suitable as the normally conductive metal for the strip-shaped individual conductors. Wires and strips made of high-field superconductor material, in particular made of niobium-zirconium, niobium-titanium or with layers of niobium-tin (Nb ₃ Sn) are suitable as superconductors.

Das Verbindungselement des bandförmigen Lei-ίο ters kann ebenfalls aus einem gut elektrisch normalleitenden Metall, wie Kupfer oder Aluminium, bestehen. Es dient dann gleichzeitig zur elektrisch leitenden Verbindung der Einzelleiter. Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit des bandförmigen LeitersThe connecting element of the band-shaped conductor can also consist of a metal with good normal electrical conductivity, such as copper or aluminum. It then serves at the same time for the electrically conductive connection of the individual conductors. To increase the mechanical strength of the ribbon-shaped conductor

kann das Verbindungselement auch aus gut elektrisch normalleitendem Metall und mechanisch hochfestem Material zusammengesetzt sein. Beispielsweise können in ein aus Kupfer bestehendes Band Stahldrähte oder Glasfasern eingelagert oder auf ein Kupferband Rippen aus Stahroändern aufgeschweißt sein. Zur Erzielung einer besonders hohen mechanischen Festigkeit kann das Verbindungselement auch vollständig aus mechanisch hochfestem Material, beispielsweise aus Stahl, bestehen. Bei bandförmigen Leitern, deren Verbindungselemente aus elektrisch normalleitendem und mechanisch hochfestem Material zusammengesetzt sind oder ganz aus mechanisch hochfestem Material bestehen, kann es ferner vorteilhaft sein, zwischen die Einzelleiter und das Verbindungselement eine gut elektrisch normalleitende Folie einzulegen. Durch diese Folie wird eine gute elektrisch leitende Verbindung zwischen den nebeneinanderliegenden Einzelleitern gesichert.the connecting element can also be composed of metal with good normal electrical conductivity and mechanically high-strength material. For example steel wires or glass fibers can be embedded in a band made of copper or on a Copper ribbon ribs made of steel edges are welded on. To achieve a particularly high mechanical The connecting element can also be made completely of mechanically high-strength material, for example made of steel. In the case of ribbon-shaped conductors, their connecting elements are made of electrical Normally conductive and mechanically high-strength material are composed or made entirely of mechanical consist of high-strength material, it can also be advantageous between the individual conductors and the connecting element insert a film with good normal electrical conductivity. This film makes a good electrical Conductive connection between the adjacent individual conductors secured.

Der erfindungsgemäße bandförmige Leiter kannThe ribbon-shaped conductor according to the invention can

vor dem WickeTn einer Supraleitungsspule aus den einzelnen Elementen zusammengesetzt werden. Gegebenenfalls können die einzelnen Elemente dabei mittels eines niedrig schmelzenden Metalls, beispielsweise mittels Indium, verlötet werden. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, den bandförmigen Leiter erst unmittelbar bei der Herstellung der Spulenwicklung zusammenzusetzen. Dabei werden die Einzelleiter nebeneinandergelegt und das Verbindungselement auf diese aufgewickelt. Durch den Wickeldruck wird dann der bandförmige Leiter fest zusammengehalten. be assembled from the individual elements before winding a superconducting coil. Possibly can the individual elements by means of a low-melting metal, for example by means of indium. However, it can also be advantageous to use the ribbon-shaped conductor to be assembled immediately during the manufacture of the coil winding. The individual conductors placed side by side and the connecting element wound onto this. Due to the pressure of the winding the ribbon-shaped conductor is then firmly held together.

Der bandförmige Leiter gemäß der Erfindung ist insbesondere für Supraleitungsspulen mit scheibenförmigen Wicklungen geeignet. Die Spulemvicklung kann dabei vorteilhaft derart ausgebildet sein, daß d^;e Anzahl der eingelagerte Supraleiter enthaltenden Einzelleiter im bandförmigen Leiter zur Spulenachse hin zunimmt und die Anzahl c'er keine Supraleiter enthaltenden Einzelleiter in gleichem Maße abnimmt. Dadurch wird erreicht, daß bei gleichmäßiger Breite des jandförmigen Leiters in dem Teil der Spule, der stärkeren Magnetfeldern ausgesetzt ist, mehr Supraleitermaterial für den Stromtransport zur Verfugung steht als in dem einem schwächeren Magnetfeld ausgesetzten achsenfernen Teil der Spulenwicklung, wo wegen der höheren Strombelastbarkeit der Supraleiter weniger Supraleitermaterial erforderlich ist. Gegenüber Spulen mit bandförmigen Leitern, deren Zusammensetzung nicht variabel ist. können bei dieser Bauart erheblich Mengen von Supraleitermaterial eingespart werden.The ribbon-shaped conductor according to the invention is particularly suitable for superconducting coils with disc-shaped windings. The coil winding can advantageously be designed such that d ^; The number of single conductors containing superconductors in the strip-shaped conductor increases towards the coil axis and the number of single conductors containing no superconductors decreases to the same extent. This ensures that with a uniform width of the jand-shaped conductor in the part of the coil that is exposed to stronger magnetic fields, more superconductor material is available for the transport of current than in the part of the coil winding away from the axis, which is exposed to a weaker magnetic field, where the superconductor is due to the higher current carrying capacity less superconductor material is required. Compared to coils with ribbon-shaped conductors, the composition of which cannot be varied. With this type of construction, considerable amounts of superconductor material can be saved.

Besondere zusätzliche Vorteile bietet der erfindungsgemäße Leiter bei Supraleitungsspulen, derenThe conductor according to the invention offers particular additional advantages in superconducting coils, whose

Wicklung aus mehreren scheibenförmigen Teilwicklungen besteht und in Form einer gestürzten Wicklung ausgeführt ist. An der Übergangsstelle zwischen zwei scheibenförmigen Teilwicklungen wird bei dieser Bauart als Verbindungselement für den bandförmigen Leiter vorzugsweise ein vorgef'ormtcs Bauteil vorgesehen. Während der Montage der Spule können dann die Einzelleiter des bandförmigen Leiters gegenüber dem vorgeformten Verbindungselement gleitend verschoben werden. Dadurch wird die Montage der Spule äußerst vereinfacht. Ferner werden unnötige mechanische Beanspruchungen der Supraleiter beim Aufbau der Spulenwicklung vermieden.Winding consists of several disc-shaped partial windings and in the form of an overturned winding is executed. At the transition point between two disc-shaped partial windings, this Design as a connecting element for the strip-shaped conductor, preferably a pre-shaped component intended. During the assembly of the coil, the individual conductors of the strip-shaped conductor can then be opposite the preformed connecting element are slidably displaced. This will complete the assembly the coil extremely simplified. Furthermore, unnecessary mechanical stresses are placed on the superconductors avoided when building the coil winding.

An Hand einiger Figuren und Beispiele soll die Erfindung noch näher erläutert werden:The invention will be explained in more detail using a few figures and examples:

Fig. 1 bis 9 zeigen schematisch im Querschnitt verschiedene beispielhafte Ausführungsformen des bandförmigen Leiters gemäß der Erfindung;1 to 9 show schematically in cross section various exemplary embodiments of the ribbon-shaped conductor according to the invention;

Fig. IO zeigt schematisch im Schnitt eine Supraleitungsspule mit einer scheibenförmigen Wicklung aus dem bandförmigen Leiter gemäß der Erfindung;Fig. 10 shows schematically in section a superconducting coil with a disc-shaped winding made of the ribbon-shaped conductor according to the invention;

Fig. 11 zeigt schematisch einen Teil einer Supraleitungsspule mit zwei scheibenförmigen Teilwicklungen aus dem bandförmigen Leiter gemäß der Erfindung. 11 schematically shows part of a superconducting coil with two disc-shaped partial windings from the strip-shaped conductor according to the invention.

In Fig. 1 a ist ein bandförmiger Leiter dargestellt, der aus mehreren elektrisch normalleitenden, beispielsweise aus Kupfer bestehenden bandförmigen Einzelleitern I zusammengesetzt ist. in welche die Supraleiter! eingelagert sind. Als Supraleiter können beispielsweise Niob-Zirkon-Drähte verwendet werden, die etwa durch Einwalzen in den bandförmigen Einzelleiter I eingelagert werden können. Als Verbindungselement ist ein elektrisch normalleitendes, beispielsweise ebenfalls aus Kupfer bestehendes Band 3 vorgesehen, in das Längsrillen 4 eingeprägt sind. Die dem Bund 3 zugewandte Seite der bandförmigen Einzelleiter 1 besitzt ebenfalls ein Rillenprofil, das in die Längsrillen 4 eingreift. Wenn die Anzahl der Supraleiter enthaltenden Einzelleiter innerhalb des bandförmigen Leiters verändert werden, die Breite des bandförmigen Leiters jedoch konstant gehalten werden soll, erhält man den in Fig. Ib dargestellten Bandquerschnitt. In dieser Figur ist einer der eingelagerte Supraleiter enthaltenden Einzelleiter ί durch einen bandförmigen Einzelleiter 5 ersetzt, der keine Supraleiter enthält, sondern vollständig aus elektrisch normalleitendem Material besteht. Fig. ic zeigt den Querschnitt des bandförmigen Leiters, wenn ein weiterer Einzelleiter 1 mit eingelagerten Supraleitern durch einen vollständig aus elektrisch normalleitendem Metall bestehenden Einzelleiters ersetzt ist.In Fig. 1 a, a strip-shaped conductor is shown, which is composed of a plurality of electrically normal conducting, for example, made of copper, strip-shaped individual conductors I. in which the superconductors! are stored. Niobium-zirconium wires, for example, can be used as superconductors, which can be embedded in the strip-shaped individual conductor I by rolling them. An electrically normally conductive strip 3, for example also made of copper, in which longitudinal grooves 4 are embossed, is provided as the connecting element. The side of the strip-shaped individual conductor 1 facing the collar 3 likewise has a groove profile which engages in the longitudinal grooves 4. If the number of individual conductors containing superconductors within the strip-shaped conductor is changed, but the width of the strip-shaped conductor is to be kept constant, the strip cross-section shown in FIG. 1b is obtained. In this figure, one of the individual conductors ί containing the embedded superconductors is replaced by a strip-shaped individual conductor 5 which does not contain any superconductors, but consists entirely of electrically normal-conducting material. FIG. 1C shows the cross section of the strip-shaped conductor when a further individual conductor 1 with embedded superconductors is replaced by an individual conductor made entirely of metal with normal electrical conductivity.

F i g. 2 zeigt einen bandförmigen Leiter, der entsprechend F i g. 1 a aufgebaut ist. Zusätzlich sind jedoch in das aus elektrisch normaleitendem Metall bestehende Verbindungselement 3 zur Armierung Stahldrähte 6, beispielsweise durch Einwalzen, eingelagert. F i g. FIG. 2 shows a ribbon-shaped conductor which, according to FIG. 1 a is built up. In addition, however into the connecting element 3 for reinforcement, which is made of normally electrically conductive metal Steel wires 6, for example by rolling in, stored.

Bei dem in Fig. 3 im Querschnitt dargestellten bandförmigen Leiter besteht das Verbindungselement 7 vollständig aus mechanisch hochfestem Material, beispielsweise aus Stahl. Zwischen die Einzelleiter 1 und das bandförmige Verbindungselement 7 ist eine Kupferfolie 8 eingelegt, die einen guten elektrischen Kontakt zwischen den Einzelleitern 1 gewährleistet. In the case of the strip-shaped conductor shown in cross section in FIG. 3, there is the connecting element 7 completely made of mechanically high-strength material, for example steel. Between the individual conductors 1 and the band-shaped connecting element 7, a copper foil 8 is inserted, which has a good electrical Contact between the individual conductors 1 guaranteed.

F i g. 4 zeiigt einen bandförmigen Leiter, bei dem die Supraleiter 9 an der vom bandförmigen Verbindungselement 10 abgewandten Seite der bandförmigen Einzelleiter Il liegen. Bei dieser Ausführungsform können die Supraleiter 9 beispielsweise durch Ultraschallschweißen in die bandförmigen Leiter 11. die beispielsweise aus Aluminium bestehen können, eingedrückt sein. Das bandförmige Verbindungselement M) und die Einzelleiter 11 weisen wieder ineinanderpassende Längsrillen auf.F i g. 4 shows a band-shaped conductor in which the superconductor 9 is connected to that of the band-shaped connecting element 10 side facing away from the strip-shaped individual conductor II lie. In this embodiment, the superconductors 9 can, for example, through Ultrasonic welding into the ribbon-shaped conductors 11. which can consist of aluminum, for example, be pressed in. The band-shaped connecting element M) and the individual conductors 11 again have longitudinal grooves that fit into one another.

ίο Bei der in. Fig. 5 dargestellten Ausführungsform des bandförmigen Leiters bestehen die Einzelleiter 12 aus normalleitenden Bändern mit Bördclrändern 13, die durch Umschlagen der Bandkanten hergestellt sind. Gleichzeitig sind durch das Umschlager der Bandkanten die Supraleiter 14 in den bandförmigen Einzelleitern 12 festgehalten. Das Verbindungselement besteht ebenfalls aus mit Bördelrändern versehenen elektrisch normalleitenden Bändern 15 Beim LImschlagcn der Kanten dieser Bänder 15 können gleichzeitig Armierungsdrähte 16 in das Verbindungselement eingebracht werden.In the embodiment shown in FIG of the ribbon-shaped conductor, the individual conductors 12 consist of normally conductive ribbons with beaded edges 13, which are made by turning over the tape edges. At the same time are through the transshipment of the strip edges, the superconductors 14 are held in the strip-shaped individual conductors 12. The connecting element also consists of normally electrically conductive strips 15 provided with beaded edges When laying the edges of these strips 15, reinforcing wires 16 can simultaneously be inserted into the connecting element be introduced.

In Fig. 6 ist ein bandförmiger Leiter dargestellt dessen Einzelleiter denen von Fig. 5 entsprechen Als Verbindungselement ist jedoch ein elektrisch normalleitendes, beispielsweise aus Kupfer bestehendes Ban<! 17 vorgesehen, das zwischen die Bördelränder der Einzelleiter 12 eingreifende Rippen If besitzt.In Fig. 6, a ribbon-shaped conductor is shown whose individual conductors correspond to those of FIG. 5, however, an electrical connection element is used normally conducting, for example made of copper, ban <! 17 provided between the beaded edges the single conductor 12 has engaging ribs If.

F i g. 7 zeigt einen bandförmigen Leiter mit Einzelleitern gemäß F i g. 5. Das Verbindungselement besteht aus einem Kupferband 19. auf das Stahlbändei 20 derart aufgeschweißt sind, daß sie zwischen die Bördelränder der Einzelleiter 12 eingreifen. Durch die Stahlbänder 20 wird eine hohe mechanische Fesiigkeit des bandförmigen Leiters gewährleistet.F i g. 7 shows a ribbon-shaped conductor with individual conductors according to FIG. 5. The connecting element exists 19 are welded from a copper band on the Stahlbändei 20 such that they are between the Engage the crimped edges of the individual conductors 12. The steel strips 20 provide a high level of mechanical strength of the ribbon-shaped conductor guaranteed.

Der in F i g. 8 dargestellte bandförmige Leiter isi ebenfalls aus den gleichen Einzelleitern aufgebaut wie der bandförmige Leiter nach Fi g. 5. Als Verbindungselement ist jedoch ein Stahlband 21 vorgeschen, auf das schmälere Stahlbänder 22 derart aufgeschweißt sind, daß sie zwischen die Bördelränder dei Einzelleiter 12 eingreifen. Zur Sicherung eines guter elektrischen Kontaktes zwischen den Einzelleitern 12 sind bei dieser Ausführungsform gut elektrisch nor-The in F i g. The ribbon-shaped conductor shown in FIG. 8 is also made up of the same individual conductors like the ribbon-shaped conductor according to FIG. 5. As a connecting element however, a steel strip 21 is provided, onto which narrower steel strips 22 are welded in this way are that they engage between the flanged edges of the individual conductors 12. To ensure a good electrical contact between the individual conductors 12 are well electrically normal in this embodiment

malleitende, beispielsweise aus Kupfer bestehende Folien 23 zwischen die Einzelleiter 12 und das Stahlband 21 eingelegt. Dieser Leiter besitzt eine besondere hohe mechanische Festigkeit und eignet sich insbesondere für Spulen, in deren Wicklungen großeMalconductive foils 23, for example made of copper, between the individual conductors 12 and the steel strip 21 inserted. This conductor has a particularly high mechanical strength and is suitable especially for coils with large windings

Kräfte auftreten.Forces occur.

F i g. 9 zeigt einen bandförmigen Leiter, der au; mehreren bandförmigen Einzelleitern 24 mit ebenei Oberfläche aufgebaut ist. In die Einzelleiter 24 sind wiederum Supraleiter 25 eingelagert. Als Verbin-F i g. Fig. 9 shows a ribbon-shaped conductor made of au; several ribbon-shaped individual conductors 24 with Ebenei Surface is built up. Superconductors 25 are in turn embedded in the individual conductors 24. As a connection

dungselement ist ein Stahlband 26 vorgesehen, das schmale Stahlrippen 27 besitzt, deren Abstand dei Breite der Einzelleiter 24 entspricht. Die Einzelleiter 24 sind ferner durch ein dünnes Kupferband 28 elektrisch leitend miteinander verbunden. Dieses Kupfer-Extension element, a steel band 26 is provided which has narrow steel ribs 27, the distance between which is dei Width of the individual conductors 24 corresponds. The individual conductors 24 are also electrical through a thin copper tape 28 conductively connected to each other. This copper

band kann gegebenenfalls mit den Leitern 24 verschweißt sein.tape can optionally be welded to the conductors 24.

In Fig. 10 ist eine Supraleitungsspule mit einer Scheibenwicklung aus dem bandförmigen Leiter gemäß der Erfindung schematisch im Schnitt darge-10 shows a superconducting coil with a disc winding made from the strip-shaped conductor according to FIG of the invention shown schematically in section

stellt. Der bandförmige Leiter 30 ist dabei spiralförmig auf einen zylindrischen Spulenkörper 31 aufgewickelt. Zwischen den einzelnen Windungen können beispielsweise aus Isoliermaterial bestehende, inrepresents. The strip-shaped conductor 30 is wound spirally onto a cylindrical bobbin 31. Between the individual turns, for example, made of insulating material, in

Richtung der Spulenachse verlaufende Stege vorgesehen sein. Durch die zwischen den Stegen verbleibenden kanalförmigen Zwischenräume kann dann das die Spule im Betriebszustand umgebende Kühlmittel in die Spulenwicklung eindringen und den bandförmigen Leiter nahezu vollständig umspülen. Dadurch wird eine gute Kühlung der Spulenwicklung erzielt. Die Spule kann derart aufgebaut sein, daß die Anzahl derjenigen Einzelleiter, die eingelagerte Supraleiter enthalten, zur Spulenachse hin zunimmt. Der die Wicklung bildende bandförmige Leiter 30 hat dann in den dem Spulenkörper 31 benachbarten T°'lfn der Wicklung etwa den in Fig. 1 a dargestellten Querschnitt, im Mittelteil der Spule etwa den in Fig. 1 b dargestellten Querschnitt und in den äußeren Lagen der spiralförmigen Wicklung den in Fig. I c dargestellten Querschnitt.Struts extending in the direction of the coil axis may be provided. By the remaining between the webs Channel-shaped interspaces can then be used by the coolant surrounding the coil in the operating state penetrate into the coil winding and almost completely wash around the ribbon-shaped conductor. Through this good cooling of the coil winding is achieved. The coil can be constructed such that the The number of those individual conductors that contain embedded superconductors increases towards the coil axis. The band-shaped conductor 30 which forms the winding then has the one adjacent to the bobbin 31 T ° 'lfn of the winding approximately that shown in Fig. 1 a Cross-section, in the middle part of the coil approximately the cross-section shown in Fig. 1b and in the outer Layers of the spiral winding the cross section shown in Fig. I c.

Fig. Il zeigt schematisch die beiden inneren Windungen einer Supraleitungsspule mit einem bandförmigen Leiter gemäß der Erfindung, die aus zwei scheibenförmigen Teilwicklungen besteht und in Form einer gestürzten Wicklung ausgeführt ist. Unter gestürzter Wicklung ist dabei eine Wicklung zu verstehen, bei der die beiden scheibenförmigen Teilwicklungen aus einem einzigen bandförmigen LeiterFig. II shows schematically the two inner turns a superconducting coil with a tape-shaped conductor according to the invention, which consists of two There is disc-shaped partial windings and is designed in the form of an overturned winding. Under Overturned winding is to be understood as a winding in which the two disc-shaped partial windings from a single ribbon-shaped conductor

gewickelt sind, wobei die Enden dieses Leiters jeweils die äußersten Windungen der Scheibenspulen bilden. Bei einer solchen Spule werden beide Teilwicklungen von einem zugeführten Strom gleichsinnig durchlaufen, so daß sich die erzeugten Magnetfelder addieren. In Fig. 11 sind die beiden inneren Windungen beider Teilwicklungen mit 32 und 33 bezeichnet. An der Übergangsstelle zwischen den beiden Teilwicklungen ist als Verbindungselement fürare wound, the ends of this conductor being the outermost turns of the disc coils form. With such a coil, both partial windings are made in the same direction by a supplied current run through so that the generated magnetic fields add up. In Fig. 11 are the two inner ones Turns of both partial windings are designated by 32 and 33. At the transition point between the two Partial windings are used as a connecting element for

ίο die Einzelleiter des bandförmigen Leiters ein Formstück 34 vorgesehen. Dieses Formstück besitzt ein in der Figur nicht dargestelltes Profil, durch das die Einzelleiter miteinander verklammert werden. Der Verlauf der Einzelleiter ist durch unterbrochene Linien 35 angedeutet.ίο the individual conductors of the ribbon-shaped conductor a molded piece 34 provided. This fitting has a profile, not shown in the figure, through which the Individual conductors are clamped together. The course of the individual conductors is indicated by broken lines 35 indicated.

Der bandförmige Leiter gemäß der Erfindung kann gegenüber den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen noch weiter abgewandelt werden. Beispielsweise können an Stelle von drahtförmigen Supraleitern auch supraleitende Bänder vorgesehen werden. Ebenso kann die Zahl der in die Einzelleiter eingelagerten Supraleiter variiert werden. Jedoch sollten, damit der bandförmige Leiter möglichst variabel bleibt, die Einzelleiter nicht zu groß dimcn-The ribbon-shaped conductor according to the invention can be compared to that shown in the figures Embodiments are still further modified. For example, instead of wire-shaped Superconductors are also provided with superconducting tapes. Likewise, the number of individual conductors stored superconductors can be varied. However, so that the ribbon-shaped conductor should be possible remains variable, the individual conductors are not too large

sioniert sein.be sioned.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

409516/195409516/195

Claims

Patent claims:

1. Band-shaped, consisting of superconductor material and metal with good normal electrical conductivity Ladder, characterized that it consists of several juxtaposed, jammed by a connecting element (3), single conductors (1) with good electrical conductivity connected to one another and made of normal electrical conductors Metal is built up, of which a few one or more embedded superconductors (2) contains.

2. Ribbon-shaped conductor according to claim 1, characterized in that within the conductor the number of single conductors (1) containing embedded superconductors (2) is varied.

3. Ribbon-shaped conductor according to claim 1 or 2, characterized in that the embedded Single conductors (1) containing superconductors have the cross-section of the normally conductive metal is larger than the cross section of the superconductor material (2).

4. Ribbon-shaped conductor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the single conductors (1) containing embedded superconductors at least two parallel to one another Superconductor (2) included.

5. Ribbon-shaped conductor according to one of claims 1 to 4, characterized in that as Connecting element a metal band (3) with longitudinal grooves (4) is provided and which the connecting element the facing side of the single conductor (1) has a groove profile that fits into these grooves.

6. Ribbon-shaped conductor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Single conductor made from strips (12) with flanged edges

(13) consist, if necessary, the superconductor

(14) enclose, and the connecting element engages between these beaded edges Owns profile.

7. Ribbon-shaped conductor according to claim 6, characterized in that the connecting element consists of several adjacent bands (15) with flanged edges, which between the flanged edges (13) of the individual conductors engage.

8. Ribbon-shaped conductor according to claim 6, characterized in that the connecting element from a band (17) with ribs engaging between the flange edges (13) of the individual conductors (18) exists.

9. Ribbon-shaped conductor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Individual conductors (24) have a flat surface and a band (26) as a connecting element Ribs (27) is provided, the spacing of which corresponds to the width of the individual conductors (24).

10. Ribbon-shaped conductor according to one of claims I to 9, characterized in that the Connecting element (3) consists of metal with good normal electrical conductivity.

1 I. Ribbon-shaped conductor according to one of the claims I to 9, characterized in that the connecting element is made of good normal electrical conductivity Metal (19) and mechanically high-strength material (20) is composed.

12. Ribbon-shaped conductor according to one of claims 1 to 9, characterized in that the Connecting element (7) consists of mechanically high-strength material.

13. Ribbon-shaped conductor according to one of claims 11 or 12, characterized in that between the individual conductors (1) and the connecting element (7) is a good electrical normally conductive Foil (8) is inserted.

14. Ribbon-shaped conductor according to one of claims 1 to 13, characterized in that it is wound in the form of a disc winding and containing the number of superconductors embedded Single conductor towards the central axis of the disc winding increases, while the number of no single conductors containing superconductors decreases to the same extent.

15. Ribbon-shaped conductor according to one of the claims 1 to 14, characterized in that it becomes one of several disc-shaped partial windings (32, 33) existing, executed in the form of an overturned coil wound and the connecting element which clamps the adjacent individual conductors at the transition point between two disc-shaped partial windings from a pre-formed Component (34) consists.