DE1764087A1

DE1764087A1 - Verfahren zum Herstellen von Faltwicklungen fuer elektrische Geraete

Info

Publication number: DE1764087A1
Application number: DE19681764087
Authority: DE
Inventors: Frank Dr Tsui
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1968-03-30
Filing date: 1968-03-30
Publication date: 1971-04-22

Description

Verfahren zum Herstellen von Faltwicklungen für elektrische Gerte Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Faltwicklungen für elektrische Induktionsgeräte u. a. anzugeben, das einmal für eine vollautomatische Herstellung gut geeignet ist, da- es keine Lötverbindung an jeder Faltschicht benötigt, und das au$serdezn gegenüber bekannten Verfahren zur Herstellung von Faltwicklungen den weiteren Vorteil aufweist, dass es in einfacher 1"Jeise möglich ist, die Faltwicklung so auszubilden, dass "sie zum Aufbringen auf verschiedene Kernformen, beispielsweise nur auf den Mittelschenkel eines E-Kernes oder auf dessen drei Schenkel oder auf die beiden Schenkel eines U-Kernes oder nur auf einen Schenkel geeignet ist.

Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfahren zum automatisierten Herstellen von Faltwicklungen für elektrische Induktionsgeräte dadurch gelöst, dass gemäss der Erfindung mindestens ein die

t'orm eines rechtwinkeligen rI<iandermusters aufweisender elektri-

scher Leiterzug erzeugt wird, der zwischen dünnen Isolierschichten

verl:fiift und dass anschliessend das Mäandermuster zieilllarrllonika-

artig gefaltet wird, wobei L'ingsachsen dtr senkrecht zur L<ings-

richtung des hl,*.!lIlderi-ilusters verlaufenden Teile des Musters

als F.,-ltlinie@iienen.

Der mianderförmige elektrische Leiterzug wird gemäss einem

weiteren h4erkmal der Erfindung durch Stanzen aus einem dünnen

Streifen eines elektrisch gut leitenden Materials erzeugt.

Gemäss einer weiteren Auseeataltune der Erfinduniz werden mehrere

versc Ihachxelte

ineinander xsx@tx3@a Beie niäanderförmige Leiterzüge in der Technik

der gedruckten Schaltungen auf eine Isolierstofffolie aufgebracht, die vor oder nach dem Aufbringen der Leiterzüge als Mäandermuster ausgebildet wird. Nach dem Aufbringen der Leiterzüge erfolgt das Falten des Mäandermuster$ und anschliessend werden die dadurch erhaltenen Wicklungen in. Reihe geschaltet.

Zur Bildung einer Faltwicklung mit einer, zwei oder drei Öffnungen für das Aufnehmen den Kernmateriales dienen- in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als Faltlinien jede, jede zweite bzw, nur jede dritte der Längsachsen der senkrecht zur Längsrichtung des hli1ianderrnusters verlaufenden Teile. des Musters. Tm folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Irrfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Von den Zeichnungen stellt bzw. stellen dar: Fig. 1 - 3 Mäanderförmige Schleifen, die durch Stanzen aus dünnen elektrisch gut leitenden Metallstreifen . erzeugt worden sind, Fig. 4 - 6 Draufsichten auf erfindungsgemässe Paltwicklungeri, Fig. 7 - 9 Ansichten von längs der Ebenen 7-7. 8-8 und 9-9 der Figuren 10 bis 12 geführter Schnitte durch Transformatoren, die mit den Faltwicklungen gernäss der Erfindung versehen sind, Fig. 10 - 12 perspektivische Darstellungen von Transformatoren, die mit gemäss der Erfindung hergestellten Faltwicklungen versehen sind, Fig. 13 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. In den Figuren 1 - 3 sind mäanderförmige elektrische Leiterzüge 1 dargestellt, die durch einen Stanzvorgang aus Streifen eines elektrisch gut leitenden Materials, z. B. aus Kupfer, erzeugt werden. Vor oder nach dem Stanzvorgang wird das elektrisch gut leitende Material beidseitig mit dünnen Isolierschichten versehen, die in den Fig. 4 - 12 durch unterschiedliche Schraffur dargestellt sind. Anschliessend erfolgt das ziehharmonikaartige Falten der Mäandermuster längs der gestrichelten Faltlinien 2 zur Bildung einer Faltwicklung. In den Figuren 4 - 6 sind drei Faltwicklungen in Draufsicht dargestellt, die eine, zwei oder drei Öffnungen 4 zur Aufnahme des Kernmaterials aufweisen. Nach dem Bilden einer F-iltwicklung wird ein der gewünschten Windungszahl entsprechender Teil der Faltwicklung abgetrennt und die Kernbleche durch die Öffnung bzw. Öffnungen 4 der '.Yicklung gesteckt und zur Bildung des Kernes aufeinandergeschichtet. In den Figuren 10, 11 und 12 sind Transformatoren perspektisch dargestellt, die mit erfindungsgemässen Faltwicklungen versehen sind. Die Figur 10 zeigt z. B. einen Transformator, bei dem die Faltwicklungen auf dem Mittelschenkel einer Ehernes aufgebracht sind, während bei dem Transformator nach Fig. 11 jede der Faltwicklungen auf den beiden Schenkeln eines U-Kernes angebracht ist. Fig. 12 zeigt einen Transformator, bei dem jede Wicklung sich auf den drei Schenkeln eines E-Kernes befindet. Die Figuren 7 - 9 stellen Ansichten von Schnitten dar, die bei den in den Fig. 10 - 12 perspektivisch dargestellten Transformatoren längs der Ebenei7-7, 8-8 und 9-9 geführt wurden. Transformatoren mit gemäss der Erfindung vorgefertigten Faltwicklungen weisen folgende Vorteile auf: Da die Potentialdifferenz zwischen benachbarten Windungen sehr gering ist, können Isolierschichten, die vor dem Falten der Wicklung auf das elektrisch gut leitende Metall aufgebracht werden, sehr dünn sein. Eine zusätzliche Isolation ist daher nur zwischen verschiedenen Faltwicklungen im Hinblick auf die zwischen diesen bestehenden Spannungsdifferenzen erforderlich. Das führt zu einem günstigeren Füll-Faktor des Transformators. Aufgrund der Tatsache, dass die Ebene der Leiterschichten senkrecht zur Richtung eines möglichen Streuflusses angeordnet ist, wird jeder Streufluss Wirbelströme in den Leiterschichten hervorrufen, die einen , magnetischen Fluss zur Folge haben,. der dem Streufluss entgegengesetzt ist und ihn aufhebt. Daher ist der Streufluss bei einem mit einer Faltwicklung gemäss der Erfindung aufgebauten Transformator vergleichsweise klein und der Wirkungsgrad daher gut.
Aufgrund des geringen Streuflusses, den ein Transformator, der mit erfindungsgemässen Faltwicklungen versehen ist, aufweist, ist es möglich, anstelle einen Mantelkernes, wie er in der Fig. 10 und 12 dargestellt ist, einen UI-Kern zu verwenden. Damit sind Einsparungen hinsichtlich des Raumbedarfs, des Gewichtes und der Kosten für den Kern möglich.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Faltwicklung besteht darin, dass aufgrund den unmittelbaren Kontaktes, den alle Windungen der Faltwicklung mit der Umgebung haben, eine wirksame Kühlung der Wicklungen sehr erleichtert wird.
Ferner ist ein Zählen der Windungen der Faltwicklung nicht mehr erforderlich. Eine Faltwicklung mit vorgegebener Windungezahl kann man nämlich dadurch in einfacher Weise erhalten, dass man die gemessene Höhe einer Windung mit der gewünschten Windungszahl multipliziert und von einer vorgefertigten Faltwicklung eine Wicklung abtrennt, deren Stapelhöhe dem errechneten Produkt entspricht. Schliesslich ist auch das Anzapfen der erfindungsgemässen Faltwicklung, deren Windungen alle von aussen leicht zugänglich .sind, sehr vereinfacht. Dies ist z., B. besonders bei der Konstruktion von Regeltransformatoren von Interesse.
Bänder bzw, Bleche aus gut leitendem Material unterschiedlicher Dicke ermöglichen dass Vorfertigen von Faltwicklungen unterschiedlicher Strombelastbarkeit ohne Wickelkörper.
In Fig. 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind auf einem dünnen mäanderförmigen Isolierstoffträger 6 mehrere ineinander verschachtelte mäanderf6rmige elektrische Leiterzüge 7 nach Art der gedruckten . Schaltungen aufgebracht. Vor oder nach dem Aufbringen der I:eiterzöge 7 erhält der Isolieratoffträger 6 eine mäanderartige Form. Anschliessend wird auf die Leiterzüge 7 eine dünne Isolierschicht aufgebracht. Darauf erfolgt zur Bildung einer Faltwicklung mit einer, zwei oder drei Öffnungen für das Aufnehmen des Kernmaterials wieder das Falten des mäanderförmigen Isolierstoffträgern. Je nach dem, ob eine Wicklung mit einer, zwei oder drei Öffnungen gewünscht wird, werden als Faltungslinien entweder nur die Längsachsen jedes, jedes zweiten oder nur jedes dritten senkrecht zur Uingsrichtung des Mäandermusters verlaufenden Teilen des Musters verwendet.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen von Faltwicklungen für elektrische Induktionsgeräte, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein die Form eines rechtwinkeligen Mäandermusters aufweisender elektrischer Leiterzug erzeugt wird, der zwischen dünnen . Isolierschichten verläuft, und dass anschliessend das Mäanderrauster ziehharmonikaartig gefaltet wird, wobei Längsachsen der senkrecht zur Längsrichtung des Mä.andermusters verlaufenden Teile des Musters als Faltlinien dienen. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dann der mäanderförmige elektrische Leiterzug durch Stanzen aus einem dünnen Streifen einen elektrisch gut leitenden Materials erzeugt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere ineinander verschachtelte mäanderfärmige Leitergüge in der Technik. der gedruckten Schaltungen auf eine Isolierstofffolie auf- gebracht werden, die vor oder nach dem Aufbringen der Leiter- zöge als Mäandermuster ausgebildet wird, und dass nach dem Falten des Mäandermusters die dadurch gebildeten Wicklungen in Reihe geschaltet werden. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1- 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung einer Faltwicklung mit einer Öffnung für das Aufnehmen des Kernmaterials als Faltlinie jede der Längsachsen der senkrecht zur Längsrichtung des Mäandermuater verlaufenden Teile des Musters dienen, 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung eines Faltwicklung mit zwei Öffnungen für das Aufnehmen des Kernmateriale als Faltlinien nur jede zweite der . Längsachsen der senkrecht zur Längsrichtung des Mäander-mustere verlaufenden Teile den Mustere dient. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung einer Faltwicklung mit drei für das Aufnehmen des Kernmaterials bestimmten Öffnungen nur jede dritte der Langsachsen der senkrecht zur Längsrichtung des Mäander-mustere verlaufenden Teile des Musters dient.