DE1919357A1 - Elektrische Spulen und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

DH. ING- F. WXTESTIIOIT ' 8MtTNGIIENOO DIPIi. ING. G. 3PU1.S SCHWIIGEBSTEASSE ί

3BRJE.y.PaSOHMÜVIiN ' «μγοκ 82 06 51

BJl. ING. D. BEHRiEiIS tei-xobammadbessei FROTECTRATENT ««HOHEN

IG -36 151

Beschreibung zu der Gebraiuchsmusteranmeldung

EOLAMITE TECHNOLOGY 110ORPORATED, San Francisco, California-, TJ,.S.A.

betreffend

Elektrische Spulen und Verfahren zu deren Herstellung,

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Spulen und betrifft insbesondere neuartige Spulenkonstruktionen und Verfahren zu deren Herstellung₀

"Man stellt elektrische'Spulen gewöhnlieh in der Weise her, daß man isolierten Magnetdraht auf einen Spulenkörper entweder unter gleichmäßigem Hin- und Herführen oder auf regellose Weise aufwickelt," bis ,die Spule fertiggestellt isto Hierbei werden somit die Windungen der Spule nacheinander auf den Spulenkörper aufgewickelt« ~

Wenn zur Herstellung einer Spule ein Magnetdraht auf einen Spulenkern gewickelt wird, hat der benötigte Draht gewöhnlich eine sehr große Länge. In vielen Fällen benötigt man zum Wickeln einer Spule mehrere tausend Meter Draht_o Die Herstellung einer Spule aus einem Draht von so großer Länge stellt notwendigerweise einen zeitraubenden Arbeitsvorgang dar, und die Durchführung dieses Arbeitsvorgangs muß genau geregelt werden, damit man eine Spule der gewünschten-Form erhalte Normaler Magnetdraht hat einen kreisrunden Querschnitt und ist mit einem Isoliermaterial überzogene Da es

909844/16 0-8

1918357

nicht, zu vermeiden ist, daß Spalte zwischen benachbarten Drahtwindungen entstellen, ist das Volumen einer solchen Spule erheblich größer als das Gesamtvolumen des zur Herstellung der Spule verwendeten Drahtes und des Iso.liermaterials. ■ - / _...._ .

Bei Spulen dieser Art ist der Wärmeübergang v/egen der großen mittleren Länge des Leiters zwischen dem Inneren der Spule und der ¥ärine leitenden und abstrahlenden Außenfläche schlecht«. Ein Yf armeübergang in der" Querrichtung wird in einem erheblichen Ausmaß durch die .große Zahl.von Schichten aus dem Isoliermaterial und der zwischen den Drahtwindungen vorhandenen Spalte behindert« . .......

Zur Herstellung der bis jetzt gebräuchlichen Spulen" verwendet man Spulenkörper, die mit dem Draht bewickelt werden. Diese Spulenkörper werden während des Y/ickelvorgangs benutzt und dienen später als Isolierung zwischen der Spule und dem Kern oder Anker. Ferner führt die Verwendung der Spulenkörper zu einer Erhöhung der Festigkeit der Spulen. Andererseits ergeben sich aus der,Verwendung solcher S,pm- ' lenkörper auch Nachteile₀ Die Spulenkörper füllen notwendigerweise den fiaum zwischen dem Kern oder Anker und der . eigentlichen Spule aus. Es: ist .jedoch erwünscht, die . Spulen in einem möglichst kleinen Abstand von dem Anker oder Kern anzuordnen, denn die elektromagnetische Kopplung, mit ; ■ dem Kern ist in der den Kern unmittelbar umgebenden Zone■■ ;_ am stärksten.

Eine Schwierigkeit, die sich bei der Herstellung.von ,, aus Draht gewickelten Spulen bekannter Art ergibt, besteht darin, daß äußere Zuleitungen zum Zuführen von.Strom von. einer Stromquelle, zu der Spule nach dem Wickeln der Spule an dieser befestigt werden müssen. Gewöhnlich werden die Zuleitungen mit der Hand angebracht, nachdem die Isolierung vorsichtig von einem 'J-'eil des Drahtes entfernt worden ist. Es ist nicht möglich, den Spulendraht selbst als Teile der

909844/1-6 08

äußeren¹ Zuleitungen zu verwenden, da es sich nur um einen Einzeldraht handelt, der beim Durchbiegen leicht brichte

Im Hinblick auf die vorstehend genannten Nachteile der bekannten aus Draht gewickelten Spulen besteht die Aufgabe der Erfindung nunmehr darin, verbesserte Konstruktionen von elektrischen Spulen zu schaffen· Ferner sieht die Erfindung ein schnell und wirtschaftlich durchführbares Verfahren zum Wickeln von Spulen vor. Weiterhin sieht die Erfindung eine Spulenkonstruktion vor, die nur einen minimalen Raum beansprucht. Schließlich sieht die Erfindung eine Spulenkonstruktion vor, bei der sich die Verwendung eines Spulenkörpers erübrigt, und bei der es nicht erforderlich ist, gesonderte Zuleitungsdrähte an den Spulen zu befestigen

Die Aufgabe der Erfindung wird bei ihrer bevorzugten Ausführungsforra durch die Verwendung eines Wicklungsblattes in Form eines dünnen ebenen Trägers aus einem Isoliermaterial gelöst, auf dem ein mit dem Isoliermaterial fest verbundener Leiter angeordnet ist« Der Träger weist einen ihn in zwei parallele, langgestreckte Bänder unterteilenden Längsschlitz auf, wobei die Bänder an den Enden in querliegende Verbindungsabschnitte übergehen. Der Leiter ist in Gestalt eines spiralförmigen Musters um den Längsschlitz herum angeordnete Hierbei erstreckt sich der Leiter längs der beiden Bänder und über jeden der querliegenden Verbindungsabschnitte, so daß er einen zusammenhängenden elektrischen Leitungsweg bildet, der vom äußeren Rand der Materialbahn zu einem Rand des Längsschlitzes führte Das eine Band wird um einen der querliegenden Verbindungsabschnitte herumgewickelt, während das andere Band um den anderen querliegenden Verbindungsabschnitt in der entgegengesetzten Richtung herumgewickelt wird. Das bahnförmige Material isoliert bei jeder der auf die Verbindungsabschnitte aufgewickelten Spulen jeweils eine Windung des

90984W1608

Leiters gegenüber der nächsten Windung. Wenn der Wickelvorgang beendet ist, sind Windungen des Bandes in gleicher Anzahl auf jedem der querliegenden "Verbindungsstücke vorhanden, und die Verbindungsstücke sind auf entgegengesetzten Seiten der beiden durch die Bänder gebildeten Spulen angeordnete Von dem bahnförmigen Material werden mit dem Leiter zusammenhängende Zuleitungsabschnitte abgetrennt, und ein Kern oder Anker Wird durch den mittleren Teil jeder der beiden Spulen eingeführt.

' Die Erfindung ,und vorteilhafte Einzelheiten der Er- . findung werden im folgenden an ß-and schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläuterte

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Flachmaterialstück zum Wickeln von Spulen im Grundriß»

Figo 2 ist ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie 2-2 in Figo 16

Fig. 3 zeigt in einer Draufsicht das Flachmaterialstück und veranschaulicht den ersten Arbeitsschritt zum Aufv/ickeln der Bänder auf den querliegenden Verbindungsabschnitten_o

Fig. 4 zeigt im Grundriß das Flachmaterial nach dem Umwenden eines Bandes auf einem der Verbindungsabschnitte.

Fig. 5 veranschaulicht in einem Grundriß den Arbeitsschritt zum Aufwickeln eines der Bänder auf dem anderen Verbindungsabsciinitto '

Fig. 6 zeigt das Flachmaterial im Grundriß, nachdem die Bänder teilweise auf die Verbindungsabschnitte aufgewickelt worden sind.

Figo 7 ist eine perspektivische Darstellung und zeigt das Flachmaterial zum ^erstellen einer Spule nach der Beendigung des ,/icklungsvorgangSo

909844/1608

Pig. 8 ist eine perspektivische Darstellung einer fertigen Spule, in die ein Kern oder Anker eingeführt worden ist,

Fig. 9 veranschaulicht in einer Draufsicht das Aufwickeln des erfindungsgemäßen Flachmaterials auf Dorne·

Fig«, 10 ist ein Schnitt längs der Linie 10-10 in Fig, 9„

Fig. 11 ist eine Seitenansicht eines Magneten, bei dem die Spulen auf" einem U-förmigen Kern angeordnet sind,

Fig. 12 ist eine Stirnansicht des Magneten nach Fig« 11«

Fig. 13 zeigt im Grundriß das erfindungsgemäße Flachmaterial vor dem Falten des querliegenden Verbindungsabschnitts _o

Fig» Ik zeigt das Flachmaterialstück nach Fig«, 13 nach dem Falten·

Fig« 15 zeigt in einem Querschnitt den Verbindungsabschnitt, nachdem dieser gemäß Fig. 1^4- gefaltet worden ist_e

Gemäß Figo 1 umfaßt das erfindungsgemäße Spulenwicklungs-Flachmaterial oder-Blatt 2 eine flexible Bahn bzw«, Träger k aus isolierendem Material, z_BB_o einem Polyesterfilm aus dem unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung Mylar erhältlichen Material. Der Träger k hat vorzugsweise eine Dicke im Bereich von etwa 0,0125 mai bis etwa 0,075 nun·

Gemäß Fig. 2 ist auf der Vorderseite des Trägers 4 eine Klebstoffschicht 6 vorgesehen, deren Dicke vorzugsweise etwa 0,00125 mm beträgt. Die Klebstoffschicht 6 verbindet eine leitfähige Schicht 8 mit dem isolierenden Träger 4» Die leitfähige Schicht besteht aus Kupfer, Aluminium, einer Kupferlegierung oder einem anderen elektrisch leitenden Werkstoff · Die Dicke der leitfähigen Schicht 8 liegt vor« - 6 -

909844/1608

... — O —

zugsweise im Bereich von etwa 0,0075 mm und etwa 0,050 mm. Die Gesamtdicke der Bahn 4, der Klebstoffschicht 6 und der leitfähigen Schicht 8 soll genügend klein sein, damit das Flachmaterial oder Blatt 2 genügend flexibel und biegsam ist«, Wenn es möglich ist, die leitfähige Schicht 8 direkt mit der Bahn 4 genügend fest zu verbinden, kann man die ■ Klebstoffschicht 6 fortlassen, so daß das Blatt eine geringere Dicke erhält«

Die leitfähige Schicht 8 wird auf die Unterlage in Form eines zusammenhängenden Blatts aufgebracht,, und danach werden Teile dieses Blatts auf chemischem Wege durch Ätzen oder mit Hilfe anderer bekannter Verfahren entfernt, so daß ein zusammenhängender Leiter 10 entsteht« Die einander benachbarten ieile des Leiters 10 sind durch Lnftspalte getrennt und gegeneinander durch die Klebstoffschicht 6 und die Bahn 4- isoliert. Natürlich könnte man alternativ auch Jedes andere geeignete Verfahren anwenden, um den Leiter 10 auf eine Fläche der isolierenden Bahn 4 aufzubringen. Beispielsweise kann die Klebstoffschicht 6 aus einem mittels Wärme härtbaren Klebstoff bestehen,. Die leitfähige Schicht 8 wird dann auf die mittels Wärme härtbare Schicht 6 aufgebracht und mit ihr dadurch verbunden, daß durch Aufbringen von Wärme eine teilweise Erhärtung der Schicht 6 bewirkt wird. Dann wird die leitfähige Schicht chemisch geätzt, so daß der Leiter 10 entsteht. Hierauf wird das Blatt in eine Presse eingelegt, und der Leiter wird gegen die mittels Y/ärme härtbare Schicht gepreßt, um den Klebstoff nach oben in die Lücicen zwischen benachbarten Teilen des Leiters 10 hinein zu verlagern,, Schließlich wird das Blatt erhitzt, um den Klebstoff zu härten. Bei dieser Anordnung wirkt der Klebstoff somit nicht nur als Bindemittel, sondern er isoliert auch benachbarte Teile des Leiters gegeneinander₀

909844/1608

Die Bahn 4 weist einen langen Schlitz 12.auf, der sich parallel zur Längsachse der Bahn erstreckt und die Bahn in zwei langgestreckte parallele Bänder 14 und 16. unterteilt, die an den Enden des Schlitzes durch querliegende Verbindungsabsehnitte 18 und 20 miteinander verbunden sind» Der Leiter 10 erstreckt sich vom äußeren Rand der Bahn 4 in Gestalt eines allgemein spiralförmigen Musters zum Hand des Schlitzes 12, wie es in Pig· 1 schematisch dargestellt ist· Ein Teil der Bahn 4 nahe dem äußeren Ende des Leiters 10 ist von der Bahn teilweise so abgetrennt, daß er eine Zuleitung 22 bildet. Auf ähnliche Yfeise ist das innere Ende des Leiters 10 von der Bahn 4 durch einen in dem Flachmaterial ausgebildeten Schlitz teilweise abgetrennt, so daß es eine zweite Zuleitung 24 bildet.

Der Leiter 10 erstreckt sich von der äußeren Zuleitung 22 aus über den Verbindungsabschnitt 20, längs des Bandes 16, über den Verbindungsabschnitt 18, längs des Bandes 14 usw· und bildet ein' allgemein spiralförmiges Iiuster« Zwischen der äußeren Zuleitung 22 und der inneren Zuleitung 24 bildet der Leiter auf dem Blatt 2 mehrere Spiralgänge. Die in Fig. 1 dargestellten, durch den Leiter 10 gebildeten Spiralgänge sind lediglich als Beispiel zu betrachten, d.h. man könnte auch eine andere Zahl von Spiralgängen und andere Abstände zwischen den Spiralgängen vorsehen. In der Praxis ist es möglich, je Zoll (25,4 mm) der Breite der Bänder 14 und 16 mehrere hundert Spiralgänge vorzusehen.

Wenn eine elektrische Spannung an die Zuleitungen 22 und 24 angelegt wird, damit ein Strom von der Zuleitung 22 zu der Zuleitung 24 fließt, ist aus iig. 1 ersichtlich, daß der Strom entsprechend der spiralförmigen Anordnung des Leiters in dem Band 14 vom rechten zum linken Ende und in dem ^and 16 vom linken zum rechten Ende fließt. Somit fließt der Strom in den auf den Bändern 14 und 16 angeordneten Leiterabschnitten in entgegengesetzten Richtungen«

909844/1608

• - 8 -

Das Blatt 2 bildet eine erfindungsgemäße Spulenwicklung. Die Spule wird in der Weise gewickelt, daß man zu- · erst den Verbindungsabschnitt 18 gemäß Pig. 1 und 3 um eine quer zu dem Band 16 verlaufende Achse 26 faltete Das Blatt 2 erhält längs der Achse 26 eine scharf ausgeprägte Biegung, und der Leiter 10 auf dem Band 16 kommt zur Anlage an dem Leiter 10 auf dem Verbindungsabschnitt 18. Am anderen Ende des Verbindungsabschnitts 18 wird das Band 14 eingerollt, ohne daß eine scharfe Palte erzeugt wird« Der andere Verbindungsabschnitt 20 wird längs einer Achse 28 so gefaltet, daß die den Leiter 10 tragende Vorderseite der Bahn 4 nach dem Palten nach außen gerichtet ist. Hierdurch wird bewirkt, daß die Zuleitung 22 gemäß Pig« 3 in der Längsrichtung vorspringt. Am anderen Ende des Verbindungsabschnitts 20 v/ird das Band 16 nur eingerollt, ohne daß eine scharfe Palte erzeugt wird»

Der nächste Schritt beim Wickeln der Spule besteht darin, daß der Verbindungsabschnitt 18 gemäß Pig. 3 um seinen linken iland gedreht wird, bis die Rückseite der Bahn 4 zur Anlage an dem Leiter auf dem Band 16 kommt. Der andere Verbindungsabschnitt 20 verbleibt während dieser Drehung des Verbindungsabschnitts 18 in seiner aus' Pig. 3 ersichtlichen Lage. Wenn der Verbindurigsabschnitt 18 in der soeben beschriebenen weise gedreht worden ist, hat sich in dem .Dand 14 eine Schleife 30 ausgebildet. Die Schleife 30 wird auf den Verbindungsabschnitt 20 aufgewickelt, indem man das Band 14 annähernd um seine Längsachse dreht, während man zuläßt, daß sich der Verbindungsabschnitt 20 in der erforderlichen, aus Fig. 5 ersichtlichen Weise durchbiegt.

Nachdem die Schleife 30 um den Verbindungsabschnitt 20 herumgelegt worden, ist, nimmt das Blatt 2 gemäß Pig. 6 wieder seine allgemein flache Porm an, bei der eine Windung des Landes 14 auf dem Verbindungaabschnitt 20 und eine Windung des Bandes 16 auf dem Verbindungsabschnitt 18

909844/1608

angeordnet ist. Das Band 14 bildet eine Windung 32 auf dem Verbindungsabschnitt 20, wobei die Rückseite der Bahn 4 auf der Innenseite dieser Yfindung liegt, y/ährend das Band 16 eine Windung 34 auf dem Verbindungsabschnitt 18 bildet, wobei „die Rückseite der Bahn 4 auf der Außenseite der Windung liegtο

Me in Fig. 4> 5 und 6 dargestellten Arbeitsschritte zum Erzeugen von Windungen werden in regelmäßiger Folge wiederholt, bis die Bänder 14 und 16 im wesentlichen mit ihrer ganzen Länge auf die zugehörigen Verbindungsabschnitte 18 und 20 aufgewickelt worden sind. Das Blatt 2 zeigt dann allgemein die in Fig. 7 dargestellte Form, wobei sich die Verbindungsabschnitte 18 und 20 jeweils vom Inneren der einen wicklung zur Außenseite der anderen vvicklung erstrecken. Dann werden die Wicklungen 32 und 34 in eine runde Form gebracht, und der mittlere Teil jeder Y/icklung wird geöffnet, so daß man gemäß Figo 8 einen Kern oder Anter 36 in die Y/icklungen einführen kann· Der Kern 36 ist mit einem isolierenden Überzug versehen, um Kurzschlüsse zwischen den freiliegenden Teilen des Leiters 10 zu verhindern. Die Zuleitungen oder Anschlüsse 22 und 24 sind gemäß Fig. 8 an einem Ende der Spule angeordnet und können mit einer Stromquelle verbunden werden©

Da der Leiter innerhalb der V/icklungsabschnitte 32 und 34 in entgegengesetzten Richtungen gewickelt ist, fließt der Strom in der gleichen Richtung durch beide Wicklungsabschnitte um die Umfangsfläche des Kerns 36 herum, so daß sich die in dem Kern durch die Wicklungsabschnitte.erzeugten Magnetflüsse addieren.

Bs ist vorgsehen, daß der Leiter 10 eine große Zahl von in kleinen Abständen voneinander angeordneten Spiralgängen, bildet, so daß jeder Wicklungsabschnitt eine große Zahl von Windungen erhält. Beispielsweise kann der Leiter 10 eine Breite von etwa 0,05 mm haben, und der Abstand

909844/1608

- ίο -

zwischen benachbarten Leiterabschnitten kann etwa 0,025 nun betragen. Bei einer solchen Anordnung erhält man etwa 333 Windungen je Zoll der Breite des Bandes bzw. etwa 131 Windungen je Zentimeter der Breite des Bandes«, Wenn die Gesamtdicke des Blatts 2 etwa 0,075 mm beträgt, läßt sich eine Dichte von etwa 333 spiralförmigen Windungen je Zoll bzw. von etwa 131 Windungen je Zentimeter der radialen Dicke der Wicklungen erzielen. ^va zwei Bänder vorhanden sind, ergibt eine einzige Y/indung der Bänder 666 Leiterwindungen je Zoll bzwo 262 Windungen je Zentimeter der Länge der Spule.

Durch das Anbringen des Leiters 10 an der Bahn 4- werden die Windungen bzw. Wicklungen einv/andfrei festgelegt«, Sine solche V/irkung wird bei aus einem einzigen Magnetdraht gewickelten Spulen bekannter Art nicht erzielt. Außerdem ergibt sich bei der Verwendung von Leitern mit einem rechteckigen Querschnitt nach Hg. 2 ein maximaler Flächeninhalt der. Leiter. Durch die Verwendung einer isolierenden Bahn 4-in Verbindung mit einer Klebstoffschicht wird die Gefahr eines Kurzschließend der Spule infolge des Vorhandenseins feiner Löcher in der Isolierung auf ein Mindestmaß verringert. Ein weiterer Vorteil der rechteckigen Querschnittsform besteht darin, daß die in 'der beschriebenen V/eise hergestellte Spule außerordentlich flexibel sein kann, wenn diese erwünscht ist«. Die fertige Spule ist dagegen sehi? steif, und Sie setzt einem Durchbiegen in seitlicher Richtung einen Widerstand entgegen, so daß eine geregelte Flexibilität vorhanden ist_o

Die Zuleitungen oder Abschlüsse 22 und 24" hängen' mit dem Blatt 2 zusammen und können daher leichter an äußeren Leitungen oder dergleichen zum Verbinden der Spule mit einem Stromkreis befestigt werden,, Wenn die Anschlüsse eine größere Steifigkeit erhalten sollen, kann man die~ freien Enden jedes Anschlusses so auf sich selbst zurückfalten, daß

909844/1608

-ltder leiter auf beiden Seiten nach außen weist»

Ein zweites Verfahren zum Wickeln von Spulen aus einem Blatt 2 ist in Fig. 9 und 10 dargestellt. Zwar könnte man die Spulen ohne Verwendung eines Spulenkörpers v/i ekeln, doch zeigen Fig. 9 und 10 das Aufwickeln des Bandes 14 auf einem rohrförmigen Spulenkörper 4-0 von quadratischem Querschnitt. Das Band 1.6 wird ebenfalls auf einen hohlen Spulenkörper 42 von quadratischem Querschnitt aufgev/iekelt. Es sei bemerkt, daß die Spulenkörper auch eine kreisrunde oder rechteckige oder jede beliebige andere geeignete Querschnittsform haben können,. Die Spulenkörper 40 und 42 v/erden auf Dorne 44 und 46 aufgeschoben» Diese Dorne sind in Figo 9 und 10 dargestellt, doch wenn Spulen ohne Spulenkörper hergestellt werden sollen, kann man das Blatt 2 direkt auf die Dorne 44 und 46 aufwickeln» Natürlich müßten die Dorne dann eine solche Querschnittsform haben, daß Spulen der gewünschten Gestalt erzeugt werden können.

Der Verbindungsabschnitt 20 des Blatts 2 wird längs der Paltlinie 28 (Fig. 1) nach hinten umgelegt und zur Anlage an der Oberseite des Spulenkörpers 40 gebracht. Auf ähnliche V/eise wird der Verbindungsabschnitt 18 längs der Faltlinie 26 über das Band 16 gefaltet und gemäß Fig. 10 zur Anlage an der Unterseite des Spulenkörpers 42 gebracht. Die Dorne 44 und 46 werden gemäß Fig. 10 beide entgegen dem Uhrzeigersinne gedreht, so daß der in Fig. 4 dargestellten Schleife 50 entsprechende Schleifen entstehen« Solche Schleifen werden in beiden Bändern 14 und 16 ausgebildet, und die ,Schleifen werden um die zugehörigen Verbindungeabschnitte 18 und 20 herumgewickelt, indem man den Dorn zusammen mit aer auf ihm entstehenden Spule gemäß Fig. 9 in Richtung der Pfeile durch den bchlitz 12 hindurch drehte Diese Bewegung der Dorne bewirkt, daß die Bänder 14 und 16 so um ihre Längsachse verdreht werden, daß die Schleifen verschwinden«)

909844/ 1 6Ü8

Die fertigen Spulen 32 und 34 können dann von den Dornen 44 und 46 abgezogen werden. Es ist möglich, die Spulen auf einem U-förmigen ferromagnetischen Kern 48 anzuordnen, so daß man einen Elektromagneten erhält. Die Anschlüsse 22 und 24 stellen die einzigen Verbindungen dar, . die benötigt werden, um beide Spulen 32 und 54 zu erregen. Wenn man eine elektrische Stromquelle-an die Zuleitungen 22 und 24 anschließt, werden die Spulen 32 und 34 gleichzeitig erregt, wobei der Strom in einer solchen Richtung fließt, daß ein Magnetfluß in dem Kern 48 erzeugt wird und sich ein Südpol S und ein Horpol Ii ausbilden» In Verbindung mit den Spulen 32 und 34 kann man auch Kerne mit einer anderen geeigneten Gestalt verwenden, um Elektromagnete mit der gewünschten Außenform herzustellen.

Ein Vorteil des Wickeins der Spulen 32 und 34 au£ den Dornen 44 und 46 oder den Spulenkörpern 40 und 42 besteht darin, daß man die Bänder 14 und 16 fest aufwickeln : lann, und daß sie ihre Lage beim nachfolgenden Aufsetzen der Spulen auf einen ^ern beibehalten. Der aus Metall bestehende leiter 10 wird während-des v/ickelvorgangs gebogen und daher einer Kaltverformung unterzogen, 'wenn es erforderlich ist, die Spule auch noch nach dem Wickeln in eine andere Form-zu bringen, kann di,e hierbei auftretende zusätzliche Kaltverformung zu einer erheblichen Änderung des Y/iderstandes des -Deiters führen. Daher kann es erwünscht sein, die Kaltverformung auf ein Llindestmaß zu begrenzen, und zu diesem Zweck kann man- die Spulen auf einen Dorn oder Spulenkörper wickeln»

Die entgegengesetzt gewickelten Spulen gleichen die Wirkungen der Kaltverformung aus» Da das Band 14 so auf den Spulenkörper 40 gewickelt wird, daß der Leiter auf der Außenseite liegt, während das Band 16 auf den Spulenkörper 42 so aufgewickelt v/ird, daß der Reiter der Achse der Spule zugewandt ict, werden auf eine Dehnung bzw. Zusammendrückung des Leiters zurückzuführende Änderungen des V/ider-

S-O 98 UU / 1 60S

BAD ORIGINAL

Standes im wesentlichen ausgeglichen. Bei einer Reckung . oder Dehnung hat der leiter die Neigung, seinen Widerstand zu vergrößern, während er beim Zusammendrücken dazu neigt, seinen Widerstand zu verkleinern,, -^a die ^ahl der Windungen der Bänder 14 und 16 bei den zwei Spulen annähernd gleich ist, ist das Ausmaß der Jtieckung des -Deiters auf dem Band annähernd gleich dem Ausmaß der linearen Zusammendrückung des Deiters auf dem -Sand 16, Daher besteht eine [Tendenz, daß sich die Änderungen des Widerstandes ausgleichen»

Gemäß !ig. 13 Ms 15 kann das Blatt 2 mit einem dünnen flexiblen isolierenden Film versehen sein, der sich über die ganze Oberseite des Blatts erstreckt und den leiter 10 überdeckt. Der PiIm bzw. die Schicht 50 dient nicht nur dazu, die Leiterabschnitte der querliegenden Verbindungsab— schnitte 18 und 20 gegenüber den Leiterabschnitten auf den Bändern 14 und 16 zu isolieren, sondern der PiIm isoliert auch den freiliegenden Leiter der fertigen Spule 32.

Man kann die Breite der Verbindungsabschnitte 18 und 20 erheblich verkleinern, indem man die Verbindungsabschnitte in der Querrichtung faltet„ In Mg."13 bis 15 erkennt man den längs Paltlinien 52 und 54 gefalteten Verbindungsabschnitt 18» Um zu verhindern, daß die Spiralgänge des

Leiters 10 beim Palten des Verbindungsabschnitts 18 kurzgeschlossen werden, muß man eine isolierende Schicht über dem leiter 1.0 anordnen, und die vorstehend erwähnte Schicht bzw. der PiIm 50 kann diesem *weck dienen. Zwar zeigen Pig» 13 und 14 nur zwei Paltlinien, doch sei bemerkt, daß man auch eine größere oder kleinere Zahl von Paltlinien vorsehen kann, wenn dies erforderlich ist, um die Breite des Verbindungsabschnitts 18 im gewünschten Ausmaß zu verringern. ITach dem Palten des Verbindungsabschnitts 18 kann man das Band 16 in der aus Pig· 15 ersichtlichen "eise fest auf den Verbindungsabschnitt aufwickeln. Dieses Palten der Verbindungsabschnitte erweist sich insbesondere beim ¥/ickeln

909844/1608

■■ · - 14 - ..'".. kleiner Spulen als vorteilhaft»

Zwar ergeben sich Vorteile, wenn man die Bänder 14 und 16 in entgegengesetzten Sichtungen aufwickelt, doch kanu es auch möglich sein, zwei Spulen zu verv/enden, die lediglich dadurch entstehen, daß man ein Ende des Blatts in Richtung auf das andere Ende aufwickelt· Hierbei erhält man zwei Spulen, bei denen der Leiter in der gleichen Sichtung gewickelt ist, so daß die Spulen beim Hindurchschicken eines elektrischen Stroms im Inneren Magnetflüsse in einander entgegengesetzten axialen Richtungen induzieren würden, wenn man jedoch die Spulen nicht gleichachsig, sondern z.B. gemäß J?ig. 11 nebeneinander auf einem ^-ern anordnet, haben einander entsprechende Enden der Spulen die gleiche magnetische Polarität. Wenn die Verbindungsabschnitte 18 und 20 eine ausreichende Länge haben, kann man ferner eine der Spulen um 180° schwenken, und sie gleichachsig mit der anderen Spule anordnen. Die beiden Spulen würden dann in der gleichen axialen Richtung wirkende und sich daher addierende Magnetflüsse erzeugen« Daher ist es möglich, das Blatt 2 zur Herstellung von Spulen zu verwenden, bei denen der Leiter entvjeder in der gleichen Richtung oder in entgegengesetzten Richtungen gewickelt ist, und bei denen beide Spulenabschnitte mit Hilfe des ihnen gemeinsamen Leiters erregt werden können.

Die erfindungsgemäßen Spulen v/eisen im Vergleich zu den bekannten, aus Draht gewickelten Spulen eine erheblich bessere Wärmeleitfähigkeit auf„ Die J/ärme kann in der Längsrichtung der Leiter zur Außenfläche der Spule geleitet werden, wobei wegen der parallelen Anordnung der Leiter bei der gleichen Zahl von Windungen die Wärme längs eines kützeren Weges abgeführt werden kann»

Gemäß der Erfindung ist es ferner möglich, die Wicklungen in mehrere Spulen zu unterteilen» wie man sie z.B. bei Transformatoren benötigt. Beispielsweise können vier

909844/1608

■- 15 - ■ '

gleiche Spulensätze vorhanden sein, wenn die geeigneten Spiralgänge des Deiters mit Anzapfungen versehen sind. Wenn die vier Spulen in Reihe geschaltet werden, würde ihr Y/iderstand viermal so groß werden wie der Widerstand einer einzigen Spule, und mit Hilfe verschiedener Parallel- oder Reihenschaltungen, bei denen die vier Spulen verwendet werden, kann man die verschiedensten \7iderstandswerte erzielen»

Schützensorüche

9 0 9 8 U U i ι 6 U &

Claims (1)

1. Schutzansprüche

   h -

   1», Elektrische Spule, dadurch gekennzeic net, daß die Wicklung durch ein Wicklungsblatt (2) gebildet ist, welches einen dünnen, flexiblen, langgestreckten Träger (4) aus Isoliermaterial in Form zweier an ihren Enden durch querliegende Verbindungsabschnitte (18, 20) miteinander verbundener Bänder (14, 1.6) mit einem aufgebrachten elektrischen Leiter (10) umfaßt, der auf ,jedem Band mehrere in Längsrichtung der Bänder verlaufende Leiterstücke umfaßt und an den Enden jeweils in einen elektrischen Anschluß (24, 28) übergeht, wobei der Leiter so ausgebildet ist, daß elektrischer Strom in den Leiterstücken auf einem der Bänder in einer der Stromrichtung in den · Leiterstücken auf dem anderen Band entgegengesetzten Richtung fließt. .

   2. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (10) sich längs der querliegenden Verbindungsabschnitte (18, 20) erstreckende Leiterstücke umfaßt, welche die einzelnen Leiterstücke auf den Bändern (14, 16) miteinander verbinden.

   3· Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wicklungsblatt (2) eine ungefähr rechteckige Gestalt hat und in der Mitte einen in Längsrichtung verlaufenden rechteckigen Schlitz (12) aufweist.

   909844/1608

   k₉ Spule nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (10) nach einem spiralförmigen Muster auf den beiden Bändern (3A, 16) und auf den beiden querliegenden Verbindungsabschnitten (18, 20) verlauft_e

   5ο Spule nach Anspruch 4·, dadurch g e k e η η ζ ei c h -

   net, daß ein Ende des Leiters (10) nahe dem äußeren

   Rand einer Bahn (^) und das andere Ende nahe dem Schlitz (12) angeordnet ist„

   6« Spule nach Anspruch 3, ^ oder 5> dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Leiterstücke mit geringem Abstand parallel zueinander verlaufen und von einer isolierenden Schicht bzw«, einem Film (50) überdeckt sind_e -

   7. Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das eine Band (16) um einen Verbindungsabschnitt (18) herum so zu einer Spule (3^) aufgewickelt ist, daß die· vordere Fläche dieses Bandes auf der Innenseite der Spule liegt, während das andere Band (IA-) auf dem anderen Verbindungsabschnitt (20) so zu einer Spule (32) aufgewickelt ist, daß die hintere Fläche dieses Bandes auf der Innenseite der Spule liegt, so daß ein durch den Leiter (10) fließender Strom in der Mitte beider Spulen einen Magnetfluß in der gleichen Richtung erzeugt.,

   8_e Spule nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η ζ.e lehnet , daß mindestens einer der Verbindungsabschnitte (18, 20) in der Querrichtung gefaltet ist, um seine Breite zu verringern,,

   9o Spule nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch einen sich durch die Mitte beider Spulen (32, 3*0 erstreckenden geraeinsamen Kern (36, ^8) _o

   - 3 ~ '9 09844/1608

   ie

   1Ο_β Spule nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Mittelachse der einen Spule (32) parallel zur Mittelachse der anderen Spule (34) ausgerichtet ist (Fig. 11).

   11 β Spule nach Anspruch 9t dadurch g e Ic e η η ~ zeichnet, daß die Mittelachse der einen Spule (32) mit der Mittelachse der anderen Spule (3*0 fluchtet (Fig. 8).

   909844/ 1 608

   12· Verfahren zum Herstellen einer Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsabschnitt (18) des Wicklungsblattes (2) so gefaltet wird, daß er an der vorderen Fläche eines Bandes (l6) anliegt, daß der andere Verbindungsabschnitt (20) so gefaltet wird, daß er an der hinteren Fläche des anderen Bandes (1*0 anliegt, daß das zuerst erwähnte Band um den zugehörigen Verbindungsabschnitt herumgewickelt wird, so daß in dem anderen Band eine in sich verdrehte Schleife (30) entsteht, und daß diese Schleife um den anderen Verbindungsabschnitt herumgewickelt wird, so daß um jeden Verbindungsabschnitt die gleiche Zahl von Windungen herumgelegt wird und die Bänder in entgegengesetzten Richtungen aufgewickelt werden· .

   13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Band (14) in Form einer Spule um den anderen Verbindungsabschnitt (20) herumgewickelt wird, so daß in dem ersten Band (16) eine Schleife entsteht, und daß die durch die Bänder gebildeten Spulen um die Längsachse der betreffenden Bänder gedreht werden, um die Verdrehung der Bänder wieder zu beseitigen, so daß in beiden Bändern erzeugte Schleifen um die zugehörigen Endabschnitte herumgewickelt werden·

   1*1·» Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Arbeitsschritt zum Aufwickeln bei beiden Bändern (Hf, 16) gleichzeitig durchgeführt wird, und daß die Drehbewegung bei beiden Bändern ebenfalls gleichzeitig hervorgerufen wird·

   15· Verfahren nach Anspruch 12 , 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungsabschnitte (18, 20) in Querrichtung gefaltet werden, bevor die Bänder (1^, 16) um sie herumgewickelt werden·

   9 0 9 8 4 ^ / ί e (j b

   -zo-

   Leer seite