DE2157452A1

DE2157452A1 - Elektrische Spule mit einer Lagenisolation aus einem Isolierband sowie Verfahren zum Wickeln der Spule

Info

Publication number: DE2157452A1
Application number: DE19712157452
Authority: DE
Inventors: Uno Dipl.-Ing. Ludvika Zetterlund (Schweden). P
Original assignee: Allmänna Svenska Elektriska AB, Västeraas (Schweden)
Priority date: 1970-11-23
Filing date: 1971-11-19
Publication date: 1972-11-02
Also published as: DE2157452B2

Description

Elektrische Spule mit einer Lagenisolation aus einem Isolierband sowie Verfahren zum Wickeln der Spule Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Spule mit einer Lagenisolation aus einem Isolierband, dessen Breite größer als die axiale Linge des Windungsquerschnittes ist, sowie ein Verfahren zum Wickeln der Spule.
Eei der Herstellung von elektrischen Spulen, die beispielsweise in Transformatoren oder als Drosselspulen verwendet werden, ist es bekannt, die Isolation zwischen zwei übereinander liegenden Wicklungslagen so anzuordnen, daß man gleichzeitig mit dem Leiter ein Band aus Isoliermaterial aufspult. Meistens liegt der Leiter auf dem Bands und Band und Leiter werden mit derselben Steigung Gewickelt, so daß sie ständig einander folien. brenn Band und Leiter das Ende der Lage erreicht haben, muß das Wickeln unterbrochen werden, um die Isolation mit einer zusätzlichen Einlage aus Isoliermaterial zu versehen, damit die Lagenisolation bis zum Schluß gleichmäßig dick ist. Dies Unterbrechen der Wickelarbeit am Ende jeder Lage bedeutet einen großen Zeitverlust und demzufolge erhöhte Herstellungskosten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die ftufgabe zugrunde, Spulen und ein Verfahren zu ihrer Herstellung nu entwickeln, bei denen der eben genannte Nachteil vermieden wird.
Zur Lösung dieser ;fgabe wird nach der Erfindung eine elektrische Spule vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Isolierband mit einer Steigung gewickelt ist, die an den Enden der Lagen im wesentlichen Null ist und zumindest auf einem Teil der Strecke zwischen den Enden der Lagen größer als die Steigung des gewickelten Leiters ist. Entsprechend wird bei einem Verfahren zum Wickeln einer Spule, bei dem die Lagenisolation gleichzeitig mit dem Leiter gewickelt wird, gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß das Isolierband mit einer Steigung gewickelt wird, die an den Enden der Spule im wesentlichen Null ist und zumindest auf einem Teil der Strecke zwischen den Enden der Spule größer als die Steigung des Leiters ist.
Durch die Erfindung vermeidet man den einleitend genannten Nachteil, daß die Wickelarbeit am Ende jeder Lage zwecks Komplettierung der Isolierung, aber auch zum anbringen von Stützkanten für die Wicklung in den Füllen, in denen kein Spulenkörper mit festen Stützkanten verwendet wird, unterbrochen werden muß. Weiter erlaubt die veränderliche Steigung des Isolierbandes, daß die Dicke der Lagenisolation der elektrischen Spannung zwischen zwei Lagen angepaßt werden kann, so daß die Lagenisolation dort am dicksten wird, wo die Spannung am größten ist. Die benannten Stützkanten werden aus demselben Band herestellt wie die Lagenisolation, es ist aber auchmöglich, separates Band für die Stützkanten zu verwenden.
Anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles, das verschiedene 1>hasen bei der Herstellung einer Spule für einen Transformator nach der Erfindung zeigt, soll die Erfindun£ naher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt einen Teil des Spulenkörpers 1, auf dem die Wicklung angeordnet wird. Die am Spulenkörper anliegende Isolationsschicht 2 besteht aus einem Band 3 aus Papier oder anderem geeigneten Material. Der Draht oder Leiter, der die Wicklung bildet, ist mit 4 bezeichnet. Er ist in den Figuren als runder Draht gezeigt; er lLann aber auch eine Form mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt haben. Der Draht ist in bekannter Weise lackiert oder papierumsponnen, um die Drahtwindungen gegeneinander zu isolieren. Bei der hier gezeigten anwendung der Erfindung wird das Band mit einer konstanten Steigung, ist die ;rößer/als die Steigung des Leiters, gewickelt. Infolgedessen läuft das Band 3 ein Stück vor dem Draht her und zwischen dem Draht 4 und dem Band 3 befindet sich ein fertiger Abschnitt Lagenisolation, d.h. die Isolation, die zwischen dem Spulenkörper und einer Wicklungslage bzw. zwischen zwei aneinandergrenzenden Wicklungslagen liegt. Über das Papierband sind quergehende Bänder 5 aus vorgetrocknetem Leim gelegt worden, die bei einem nachfolgenden Trocknungsprozeß hart werden. Der Leim hat die Aufgabe, die Bänder miteinander und den Draht an der Lagenisolation zu befestigen.
Fig. 2 zeigt die entstehende Wicklung zu einem etwas späteren Zeitpunkt. Das Band 3 hat das Ende des Spulenkörpers erreicht.
Genau in dem Augenblick, in dem die rechte Bandkante die rechte Kante des Spulenkörpers erreicht, wird die Steigung des Bandes auf: Null gebracht. Iniolgedessen wird das Band während einer gewissen Zeit an derselben Stelle aufgespult, wobei eine StLtzkante 6 entsteht, deren rechte Kante wie die Endfläche des Spulenkörpers abschließt.
Fig. 3 zeigt die Wicklung in dem Augenblick, in dem eine Lage vollständig aufgespult ist. Die rechte Drahtwindung liegt dabei an der linken Kante der Stützkante 6 an. Die Steigung des Bandes im Vergleich mit der Steigung des Drahtes, sowie die Dicke des Bandes sind so gewählt, daß die Höhe der Stützkante im wesentlichen doppelt so groß ist, wie die radiale Länge des Windungsquerschnittes. Bei rundem Draht mit einem Durchmesser d, wie im dargestellten Fall, ist also die radiale Höhle der Stütze 6 = 2 Q.
Bei der Wicklungswindung, die der in Fig. 3 gezeigten Lage folgt, beginnt der Aufbau der nächsten Lage. Dr Draht legt sich über die fertige, in Fi. a gezeigte Lage und beginnt, sich in Fig. 4 nach links zu bewegen. Gleichzeitig-nimmt die Steigui des Bandes 9 zu. Aus der Figur ist ersichtlich, daß die B#andwindung, die die rechte Drahtwindung der oberen Lage bedeckt, nach links gegangen ist. Da das Band eine größere Steigung als der Draht hat, ragt die nächste Bandwindung über den Draht der anderen Windung hinaus. Wenn der Draht danach die dritte Windung bildet, wird ein Teil das Bandes zwischen. den Drahtwindungen nach unten getastet. Mit jeder Windung nimmt der Teil des Bandes zu, der sich unter den Leiter legt und die Lagenisolation bildet. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, liegt keine Lagenisolation zwischen den ganz rechts gelegenen Drahtwindungen. Dies ist jedoch ungefährlich, da an dieser Stelle der Spannungsunterschied zwischen den Windungen in den beiden Lagen so klein ist, daß die Drahtisolation mehr als ausreichend ist. Je weiter man nach links kommt, desto höher wird die Spannung zwischen den Lagen, aber gleichzeitig nimmt auch die Lagenisolation zu, und nach einer gewissen Anzahl jindungen, abhängig von der Steigung des Bandes, ist die Lagenisolation voll ausgebildet. Dieser Zustand ist in Fig. 5 gezeigt.
Bei den gezeigten und beschriebenen ausführungsbeispielen der -Erfindunb ist die Steigung des Bandes konstant. Nach einer Abwandlung der Erfindung kann mit einer veränderlichen Steigung gewickelt werden. Dabei ist die Steigung zu Beginn der Lage am größten und nimmt zum Eilde der Lage mehr und mehr ab. Das ha-t zur Folge, daß die Lagenisolation unter der Lage zu Beginn der Lage am dünnsten ist und am Ende der Lage am dicksten, wo die Lagenspannung zu der vorhergehenden Lage am größten ist.
Bei dieser Anwendung der Erfindung wird die Lagenisolation an den Windungsenden abwechselnd am dicksten und am dünnsten.
Bei einer anderen Variante der Erfindung kann die Stützkante 6 auf zwei Arten hergestellt werden. Einmal kann das Band beim Wickeln so weit vor dem Draht herlaufen, daß das Band auch eine Stützkante wickelt, wie bereits erwähnt. Zum anderen lann das Band mit dem Draht parallel laufen, oder die Steigung des Bandes nimmt so ab, daß der Draht genau am Ende der Lage das Band einholt. Die Stützkante wird dann von einem anderen dünneren Band gebildet, das mit der Steigung Null einige Male um das Spulenende bewickelt worden ist, bevor das Band 3 und der Draht 4 dieses Ende erreichen.
Wenn die Breite des Bandes 3 b ist, seine Steigung s und die Dicke tb kommt man zu dem Resultat, daß die Dicke tis der Lagenisolation b . tb ist.
5 Hieraus geht hervor, daß die Dicke der Lagenisolation mit einem oder mehreren Parametern im rechten Teil der Gleichung variiert werden kann.
-Das Verfahren hat also den großen Vorteil, daß die Wicklungsoperation nicht nach jeder Windung zwecks Verrvollständigung der Lagenisolation unterbrochen zu werden braucht. Die Wicklungsarbeit kann kontinuierlich fortschreiten, da das Band vor dem Draht herläuft und sowohl die Lagenisolation wie die erforderliche Stützkante herstellt.
In dem Fall, in dem der verwendete Leiter die Form eines platten Bandes hat, das flach gewickelt wird, kann die Stützkante weggelassen werden, da die Wicklun auch ohne Stützkante ausreichend stabil an den Ender ist.
Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche: 1. Elektrische Spule mit einer Lagenisolation aus einem Isolierband, dessen Breite größer als die axiale Länge des Windungsquerschnittes ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierband (3) mit einer Steigung gewickelt ist, die an den Enden der lagen im wesentlichen null ist und zumindest auf einem Teil der Strecke zwischen den Enden der Lagen größer als die Steigung des gewickelten Leiters (4) ist.
- 2. Elektrische Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Enden der Spule vorhandenen Kontaktstützen (6) ebenfalls aus dem Isolierband (3) bewickelt sind.
3. Elektrische Spule nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Isolierbandes (3) im Bereich der Kantenstützen (6) Null ist und im Bereich zwischen den Kantenstützen (6) derart variiert, daß sie am Lagenanfang mit ITull beginnt, dann einen Wert erreicht, der größer als die Steigung des Leiters ist, und gegen das Lagenende wieder auf Null abfällt.
4. Elektrische Spule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Isolierbandes (3) am Anfang einer Lage mit einem Wert beginnt, der größer als die Steigung des Leiters (4) ist und der bis zuill. Ende der Lage auf den Inert Null abfällt.
5. Elektrische Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Dicke der aus dem Isolierband (3) abschnittsweise gewickelten Stützkanten (6) doppelt so groß ist wie die radiale Dicke einer Wicklungslage.
6. Elektrische Spule nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkanten (6) aus einem anderen Band gewickelt sind als die Lagenisolation.
7. Verfahren zum Wickeln einer elektrischen Spule mit einer Lagenisolation aus Isolierband, das gleichzeitig mit dem Leiter gewickelt wird und dessen Breite größer als die axiale Länge des Windungsquerschnittes ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierband mit einer Steigun gewickelt wird, die an denkenden der Spule im wesentlichen Null ist und zumindest auf einem Teil der Strecke zwischen den Enden der Spule größer als die Steigung des Leiters ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an deii Spulenenden gleichzeitig mit dem Wickeln des Leiters Kantentützen aus dem Isolierband gewickelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Isolierbandes bei Herstellung der Kantenstützen Null ist und im Bereich zwischen den Kantenstützen derart variiert, daß die am Lagenanfang mit Null beginnt, dann einen Wert erreicht, der größer als die Steigung des Leiters ist, und gegen das Lagenende wieder auf Nulle Abfällt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Isolierbandes bei Beginn der Wicklung einer Lage einen Wert hat, der größer als die Steigung des Leiters (4) ist und der beim Wickeln bis zum Ende der Lage auf den Wert Null abfällt.
11. Verfahren nach einen der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer, während der das Band an den Enden der Spule mit der Steigung Null gewickelt wird, so gewählt ist, daß die abschnittsweise gewickelten Stützkanten doppelt so groß werden, wie die radiale Dicke einer Wicklungslage.