DE2460199A1

DE2460199A1 - Scheibenfoermige wicklung fuer dynamoelektrische maschinen

Info

Publication number: DE2460199A1
Application number: DE19742460199
Authority: DE
Inventors: Eric Whiteley
Original assignee: General Electric Canada Co
Current assignee: General Electric Canada Co
Priority date: 1973-12-19
Filing date: 1974-12-19
Publication date: 1975-07-03
Also published as: SE7411943L; FR2255734A1; JPS5094416A; IT1027703B; GB1491025A; CH584983A5; CA998725A; US4068143A

Description

Anmelder: Canadian General Electric Company Limited, Peterborough, Ontario/Kanada

Scheibenförmige Wicklung für dynamoelektrische Maschinen

Die Erfindung betrifft scheibenförmige Wicklungen für dynamoelektrische Maschinen mit einem axialen Spalt, und betrifft insbesondere Spulen für derartige Wicklungen.

Scheibenförmige Wicklungen wiesen im Hinblick auf die Erfindung im allgemeinen eine in ebener bzw. flacher Form ausgelegte Wicklung auf, deren Leiter miteinander mittels eines harzartigen Materials verbunden sind. Die durch harzartiges Material verbundene Wicklung hat einen einheitlichen Aufbau in Porm einer ringförmigen Scheibe, welche zwischen einem Innen- und Außenring angeordnet ist. Die Scheibe ist ein flaches bzw. ebenes und verhältnismäßig dünnes

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Teil, welches die Seiten der Spulen bzw. Wicklungen enthalt, während die Binge im allgemeinen etwas dicker sind, da sie die Spulenendköpfe und die Anschlüsse enthalten.

In den kanadischen Patent schrill? 771 292 und 858 668 sind dynamoelektrische Haschinen mit scheibenförmigem Wicklungsaufbau» in diesen beiden Fällen mit scheibenförmigen Rotoren beschrieben. Obwohl die in diesen Maschinen verwendeten Wicklungen den für sie bestimmten Zwecken dienen, haben die Spulen in beiden Ausführungsformen ziemlich lange Endköpfe. Durch Endköpfe, welche langer als umbedingt notwendig sind, wird die Kupfermenge in der Wicklung erhöht, und dadurch nehmen wiederum die I B-Verluste oder die Wärme zu, welche aus der Wicklung entfernt werden muß. Weniger, aber doch noch wichtig, ist die Tatsache, daß in langen Endköpfen Kupfer und harzartiges Material verschwendet wird, die Größe des Wicklungsaufbaus zunimmt und der Wirkungsgrad der Maschine geringer wird. Infolgedessen wird in beträchtlichem Umfang an Verbesserungen für scheibenförmige Wicklungen gearbeitet.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, verbesserte Spulen und Wicklungen für scheibenförmige Wicklungsaufbauten zu schaffen.

Ein scheibenförmiger Wicklungsaufbau für eine elektrodynamische Maschine mit einem axialen Spalt weist einen dünnen ringförmigen Scheibenteil auf, welcher die Spulen- bzw. Wicklungsseiten und verbreiterte Ringteile an den inneren und äußeren Bändern der Scheibe aufweist, welche die Spulenendleiter enthalten, wobei alle Teile ,einen einheitlichen Aufbau von Wicklungsleiteüjn darstellen, die miteinander mittels eines harzförmigen Materials verbunden sind. Die Wicklung selbst besteht aus einer Vielzahl Spulen, welche in einer flachen bzw. ebenen» kreisförmigen form ausgelegt sind und sich in der Schlag- bzw. Drall-Länge überlappen, hierbei weist jede Spule eine oder mehrere Windungen auf. Die Seiten jeder Spule sind in radialer Richtung ungefähr bei einer Polteilung angeordnet; jede Spule weist mindestens einen Endkopf,

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welcher mit einem der entsprechenden Enden der Seiten verbunden ist, und Leiter auf, um die anderen jeweiligen Enden der Seiten mit anderen Spulen der Wicklung zu verbinden.

Gemäß der Erfindung weist jede Spule eine Seite und eine beträchtliche Länge des Endkopfes auf, welcher auf einer Seite einer Ebene liegt, während die andere Seite und eine beträchtliche bzw» bezeichnende Länge des Endkopfes auf der anderen Seite der Ebene liegt; ein gekrümmter bzw. gekröpfter Endkopfteil kreuzt die Ebene und verbindet die Endkopflängen· Im fall einer Spule mit einer Windung kann der Endkopf entweder die divergierenden oder die konvergierenden Enden der Spulenleiten verbinden; im Fall einer Spule mit einer Vielzahl von Windungen verbindet ein äußerer Endkopf die divergierenden Enden der Seite und ein innerer Endkopf die konvergierenden Enden der Seiten miteinander, wobei die beiden Endköpfe eine ähnliche Form und Ausbildung aufweisen, obwohl sie unterschiedliche Längen besitzen· Dieser Wicklungsaufbau ist im allgemeinen bezüglich der Ring- und Scheibenteile symmetrisch. Es ist jedoch auch möglich und tatsächlich manchmal wünschenswert, eine oder beide der Spulenendköpfe seitlich zu der Mittenebene zu versetzen und dadurch einen asymmetrischen Wicklungsaufbau zu erhalten.

Kachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. i teilweise im Schnitt eine Seitenansicht einer dynamoelektrischen Maschine mit einem gemäß der Erfindung aufgebauten Rotor;

Fig. 2 eine in Einzelteile aufgelöste perspektivische Darstellung der in Fig. 1 wiedergegebenen Maschine;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Wicklungsaufbaus mit einem weggebrochenen Teil, um die Spulen und deren Schlag-

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bzw· Drall-Länge zu zeigen; >

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Spule;

Pig. 5 eine Ansicht eines Endkopfes einer Spule, deren Seiten im Schnitt dargestellt sind;

Pig. 5A und 5B Schnittansichten entlang der Linien A-A und B-B in Pig. 5; und

Pig. 6A bis 60 drei verschiedene scheibenförmige Wicklungsaufbauten im Schnitt.

In Pig. 1 und 2 ist eine dynamoelektrische Maschine 10 gemäß der Erfindung dargestellt. Die dargestellte Maschine ist eine Gleichstrommaschine, welche entweder als Motor oder als Generator verwendet werden kann. In der folgenden Beschreibung soll die Maschine jedoch ein Motor sein und wird nachstehend auch als Motor bezeichnet. Die Maschine 10 weist im wesentlichen einen Rotor 11, welcher in einem Stator mit Gehäuseteilen 12 und 13 drehbar gehaltert ist, einen den Rotor tragenden Aufbau 14-, einen Bürstenstromabnehmer 151 Leitungen 16 und eine Abdeckung 17 für den Bürstenstromabnehmer auf.

Die Gehäuseteile 12 und 13 sind scheibenförmige Teile aus magnetischem Material, wie beispielsweise Flußstahl, dienen als Joch für den magnetischen Feldkreis und stellen einen wesentlichen Teil des Gehäuses der Maschine dar. Das Gehäuseteil 12 weist einen äußeren Randteil 18, einen offenen, durch einen inneren Randteil 19 festgelegten mittleren Teil, den Bürstenstromabnehmer 15 und die Abdeckung 17 auf, welche mittels einer Anzahl Schraubbolzen 20 an dem inneren Randteil befestigt ist. Das Gehäuseteil 13 weist einen äußeren Randteil 21, einen offenen, durch einen inneren Randteil 22 festgelegten mittleren Teil sowie einen Lager-Halterungsteil 14 auf, welcher mittels einer Anzahl Schraubbolzen 23 an. dem inneren Randteil befestigt ist· Die Teile 12 und 13 sind an ihren äußeren Randteilen 18 und

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mittels einer Anzahl Schraubbolzen 24 miteinander verbunden. Der den Rotor tragende Aufbau weist den Teil 14 und Kugellager 25 und 26 auf, welche auf der Innenseite des Teils 14 angebracht sind und die Welle 27 des Rotors 11 tragen. Durch die Lager ist der Rotor um seine Achse 28 drehbar. Durch Leitungen 16 ist eine elektrische Verbindung zwischen den Bürsten an dem Bürstenstromabnehmer 15 und einer Energiequelle geschaffen.

Der Rotor 11 gleicht einem scheibenförmigen Rad und weist die folgenden ringförmigen Teile au$ welche konzentrisch zu der Achse 28 angeordnet sind, und zwar, die Welle 27,. eine auf der Welle 27 befeestigte Nabe 29» einen an der Nabe befestigten, inneren Ringteil 30» einen starr mit dem inneren Ringteil verbundenen scheibenförmigen Teil $1, sowie einen starr mit dem scheibenförmigen Teil verbundenen äußeren Ringteil 32. Der scheibenförmige Teil 31 und die Ringteile 30 und 32 bestehen aus einer Vielzahl Spulen bzw. Wicklungen, welche in einer ringförmigen Anordnung ineinander gepaßt und miteinander mittels eines harzartigen Materials, z.B. eines Epoxydharz verbunden sind, wodurch ein haltbarer und massiver scheibenförmiger Rotoraufbau geschaffen ist, in welchem die elektrischen Leiter der Spulen bzw. Wicklungen die harzartige Masse mechanisch verstärken und versteifen. Der Aufbau des Rotors und dessen Wicklung wird später noch im einzelnen beschrieben.

Die Nabe 29 dient zum Tragen des scheibenförmigen Aufbaus auf der Welle, so daß diese in einer Ebene senkrecht zu der Achse 28 drehbar ist und dient ferner als Lüfter, um ein Kühlmedium entgegen dem Uhrzeigersinn um den scheibenförmigen Aufbau herum umzuwälzen; die Nabe weist eine Anzahl in axialer Richtung verlaufender Eluiddurchlässe 33 sowie eine Anzahl in radialer Richtung angeordneter, schaufelartiger Blätter 34 auf, um das Fluid nach außen zu treiben. In der dargestellten Maschine ist der Rotor der Anker und weist einen Kommutator bzw. Kollektor auf, welcher aus einer ringförmigen Anordnung von Segmenten 35 besteht, welche mit den verschiedenen Spulen- bzw. Wicklungsenden elektrisch und

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mit dem inneren Hingteil 30 mittels des harzartigen Materials verbunden ist, daß die Spulen miteinander verbindet. Der Bürstenstromabnehmer 15 weist eine Anzahl leitender Schleifbürsten auf, welche an dem Kommutator bzw. Kollektor anliegen und dadurch die Ankerwicklung mit den Leitungen 16 verbinden.

In Fig. 1 ist ein Paar komplementärer Pole dargestellt, d.h. ein Paar von sechs Paaren von in der in der Fig. 1 und 2 dargestellten Maschine vorgesehenen Polen. Jedes Polpaar weist magnetische Abstandshalter 37 und 38 auf, welche an den Gehäuseteilen 12 bzw. 13 angebracht sind; Teile 37 und 39 werden als der eine Polaufbau und Teile 38 und 39 ²^-⁸ der andere Polaufbau des Polpaares betrachtet. Jeder Polaufbau 37» 39 steht von dem Gehäuseteil 12 und endet in einer flachen Polfäche 41 an einem Magneten, welcher in einer zu der Achse 28 senkrechten Ebene liegt und in einem geringen Abstand von der flachen, ebenen Fläche des scheibenförmigen Teils 31 des Rotors angeordnet ist. Jeder Polaufbau 38, 40 steht von dem Gehäuseteil 13 vor und endet in einer flachen Polfläche 42 an einem Magneten, welcher in dner zu der Achse 28 senkrechten Ebene liegt und in einem geringen Abstand von der anderen flachen bzw. ebenen fläche des scheibenförmigen Teils 31 des Rotors angeordnet ist. Die Polflächen 41 und 42 liegen einander unmittelbar gegenüber auf verschiedenen Seiten des scheibenförmigen Rotorteils, wobei schmale Spalte zwischen dem scheibenförmigen Rotorteil und den Polflächen freigelassen sind. Aufgrund dieser Spalte kann der Rotor frei zwischen den verschiedenen Polpaaren gedreht werden.

Die Abstandsstücke 37 und 38 sind Teile aus Flußstahl, welche an die Gehäuseteile angeschweißt sind; die Magnete können mit diesen Teilen mittels eines Epoxyd- oder eines Methyl-2-Zyano-

akrylat-(Eastman 910)Klebstoffs. Hierbei ist es für eine wirtschaftliche Herstellung von Interesse, daß die Magnete 38 und 40 im allgemeinen auf beiden Seiten eben sind und eine gleichmäßige Dicke aufweisen; in diesem Fall sind dann die Abstandsstücke so geformt, daß die Magnete für den erforderlichen Abstand ^Verbunden sein - 7 -

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zwischen 'ihren Polflächen 41 und 42 in die richtige Lage gebracht werden. Die Polflächen weisen eine entgegengesetzte magnetische Polarität auf, so daß die Dauermagneten 39 und 40 den in dem Spalte zwischen ihren Flächen vorhandenen magnetischen Fluß unterstützen, d.h. in dem Spalt läuft die Rotorscheibe. Da die Abstandsstücke 37 und 38 und die Gehäuse teile 12 und aus magnetischem Material hergestellt sind, schaffen sie bzw. stellen sie Rückflußbahnen dar.

In sehr kleinen Maschinen sind wahrscheinlich einzelne Dauermagneteinheilren vorgesehen« In größeren Maschinen kann jedoch jeder der Magnete 39 und 40 aus mosaikartig angeordneten Einheits-Dauermagneben zusammengesetzt sein, wie sie in der Deutschen Patentanmeldung P (welche der kanadischen Patentanmeldung S.B.181 935 vom 24. 9. 1973 entspricht) beschrieben und dargestellt ist. In Fig. 2 ist jeder Dauermagnet 40 aus zwei Einheitsmagneten 43 und 44 zusammengesetzt. Die Magnete 39 sind ebenfalls mosaikartig' aus zwei Einheitsmagneten zusammengesetzt.

In Fig. 3 ist ein scheibenförmiger Wicklungsaufbau 45 dargestellt, welcher entweder in einer Wechsel- oder einer Gleich* Strommaschine, beispielsweise am Anker der in Fig. 1 und 2 dargestellten Maschine, verwendet werden kann. Dieser Wicklungsaufbau weist im wesentlichen eine Vielzahl Wicklungen bzw. Spulen 46 aus vielen Windungen auf, welche in einer flachen, kreisförmigen Anordnung verlegt sind, wobei die Spulen- bzw. Wicklungsseiten 47 Seiten 48 und die äußeren und inneren, aneinander angepaßten Endköpfe 49 bzw. 50 überlappen. Die Spulen bzw. Wicklungen sind identisch, oder soweit es möglich ist, weitgehend identisch, und sind gemäß der Erfindung so geformt, daß der Verbrauch an Kupfer auf ein Minimum herabgesetzt ist und sie noch dazu zu einer kompakten Wicklung ineinander gepreßt sind. Die Form und die Schlag- bzw. Drall-Länge der Spulen bzw. Wicklungen, wie sie während des Wickelvorgangs in Erscheinung treten, sind klar aus Fig. 3 zu ersehen.

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Wenn sich die Spulen an der richtigen Stelle in der Wicklung befinden, werden die Seiten der Spulen zu einer genau festgelegten Spulenseitenstärke zusammengepreßt, und die ganze Wicklung wird dann in ein harzartiges Material 51» z.B. in Epoxydharz eingebettet und verkapselt, das zwischen die Leiter fließt. Sas Harz kann in bestimmten ausgewählten Bereichen durch Glasfaser verstärkt und versteift werden, um den verkapselten Aufbau zu verbessern. Hierdurch ergibt sich ein scheibenförmiger Wicklungsaufbau aus elektrischen Leitern, welche miteinander mittels eines harzartigen Materials verbunden sind. Wenn dieser Wicklungsaufbau als Rotor einer Maschine verwendet wird, muß er steif bzw. massiv genug sein, um sich auch unter Betriebsbedingungen selbst zu tragen. Wenn er oedoch an einem Statoraufbau angebracht wird, kann er etwas weniger robust bzw. massiv sein. Der durch harzartiges Material verbundene Wicklungsaufbau weist die Form eines ringförmigen Scheibenteils 52 auf, welcher zwischen den verbreiterten äußeren und inneren Eingteilen 53 bzw. 54- angeordnet ist; diese drei Teile sind im Falle eines Rotors koaxial angeordnet. Der Scheibenteil 52 ist verhältnismäßig dünn und weist Spulen- bzw. Wicklungsseiten 47 und 48 der Spulen- bzw. Wicklungen 46 auf; hierbei verlaufen die Seiten in radialer Richtung und in einem Abstand 55 von etwa einer Polteilung, wobei eine Polteilung der Abstand zwischen zwei benachbarten Polen der Maschine ist, wie in Fig. bei 56 angedeutet ist. Köpfe 49 an den divergierenden Enden der Seiten sind an dem äußeren Hingteil 53 und Köpfe 50 an den konvergierenden Enden der Seiten sind an dem inneren Hingteil 54 angeordnet. Wenn der in Fig. 3 dargestellte scheibenförmige Wicklungsaufbau als Anker für eine Gleichstrommaschine verwendet wird, wird er mit einem Kommutator 57 und einem Aufbau versehen, welcher ihn drehbar trägt.

Anhand von Fig. 4 wird nunmehr die Wicklung bzw. Spule 46 im einzelnen beschrieben. Hierbei ist zu bemerken, daß die Spule bzw. Wicklung in dieser Fig. auf einem Formblock mit einer

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flachen bzw. ebenen Oberfläche 60 dargestellt ist, welche nachstehend als Ebene 60 bezeichnet wird. Dieser Block wird dazu benutzt, um die Seiten und Endköpfe der Spule bzw. Wicklung bezüglich der Ebene zu zeigen. Die Spule bzw. Wicklung 46 weist eine Seite 47 und bestimmte bzw· bezeichnete Längen 58 und 59 der Endköpfe 49 bzw. 50, welche auf einer Seite der Ebene 60 liegen, eine weitere Seite 48 und bestimmte bzw. bezeichnete Längen 61 und 62 der Endköpfe, welche auf der anderen Seite der Ebene 60 liegen, sowie einen gekrümmten bzw. gekröpften Teil 65 ., welcher die Ebene 60 kreuzt und die Längen

58 und 59 miteinander verbindet, und einen weiteren gekrümmten bzw. gekröpften Teil 64 auf, welcher die Ebene 60 kreuzt und die Länge 59 und 62 miteinander verbindet. In der bevorzugten Ausführungsform der Wicklung oder Spule 60 sind die Seiten 47 und 48 gerade und weisen in radialer Richtung die gleiche Länge auf; die Längen 58 und 61 sind gleich lang und haben jeweils etwa die Hälfte der Länge des Endkopfes 49; die Längen

59 und 62 sind ebenfalls gleichlang und weisen jeweils die Hälfte der Länge des Endkopfes 50 auf; die gekröpften Teile 6$ und 64 sind einander gleich und liegen in der Mitte der jeweiligen Endköpfe.

Der äußere Endkopf 49 ist im allgemeinen gebogen bzw. gekrümmt und der Krümmung des äußeren Kingteils 52 des Wicklungsaufbaus angepaßt. Der innere Endkopf 50 kann entsprechend der Krümmung des inneren Ringteils 54 genauso gekrümmt bzw. gebogen sein. Aus den Fig. 5 und 4 ist zu ersehen, daß die Spulen in einer Lage verlegt sind, daß die Seiten 47 auf den Seiten liegen (d.h. höher als diese angeordnet sind), die Längen 58 und 59 auf den Längen 61 und 62 liegen und die gekröpften Teile und 64 die Schlag- oder Drall-Länge kreuzen. Folglich bleibt die Beziehung zwischen der Ebene und den Spulen in der Wicklung erhalten, bis die Spulenseiten zusammengedrückt werden, nachdem die Seiten 47 teilweise zwischen den Seiten 48 angeordnet sind. Durch das Zusammenpressen der Spulenseiten ist auch die Dicke des scheibenförmigen Teils der Wicklung verringert, so daß sie

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nunmehr beträchtlich dünner als die Kingteile ist, z.B. etwa die Hälfte der Dicke der Ringteile aufweist. Folglich stellt der endgültige Aufbau einen dünnen ringförmigen Scheibenteil dar, welcher mit verbreiterten Ringteilen verbunden ist·

Die Schlag- bzw· Drall-Länge der Leiterlitzen oder Windungen einer Spule bzw. Wicklung ist am besten aus Fig. 4 zu ersehen. Wenn die Spule gewickelt ist, sind die Litzen auf den Seiten 47 und 48 zu Bündeln gebündelt, welche im Querschnitt beinahe rund sind, und die Litzen in den Endköpfen 49 und 50 erstrecken sich in Richtungen von der Ebene 60 weg in Form von flachen Lagen, welche in verschiedenen Richtungen von der Ebene vorstehen. Die Endkopflängen 58 und 59 verlaufen auf einer Seite der Ebene mit ihren flachen Seiten unter einem Winkel zu der Ebene, welcher einem rechten Winkel angenähert ist, während die Längen 61 und 62 auf der anderen Seite der Ebene unter einer ähnlichen Winkelbeziehung zu der Ebene vorstehen· Jeder gekröpften Teile 63 und 64 ist in Wirklichkeit eine Verwindung in der flachen Litzenlage, wobei die Verwindung die Liteenlage von der einen Seite der Ebene zu der anderen Seite verläuft, d.h. die Ebene kreuzt, während die Litzenin denselben Lagen bezüglich der Ebene verbleiben.

Mit anderen Worten, die Litze bzw. die Windung, welche auf einer Seite der Verwindung der Ebene am nächsten ist, ist auch auf der anderen Seite der Verwindung der Ebene a m nächsten und so weiter. Dies Merkmal ist in den Schnitten der Fig. 5A und 5B für eine Wicklung bzw. eine Spule mit acht Litzen und mit einem gekröpften Endkopf dargestellt, wobei die einzelnen Litzen mit den kleinen Buchstaben "a" bis "h" bezeichnet sind. Die Form des Litzenbündels auf den beiden Seiten dieser Wicklung bzw. Spule ist bei 67 und 68 in Fig. 5 dargestellt. Die vorbeschriebenen Spulen bzw. Wicklungsanordnungen sind gewickelte Spulen, d.h. sie haben die Form einer Spule, bevor sie in eine Wicklung eingesetzt sind. Sobald die Spulen zu einer Wicklung zusammengesetzt sind und die Wicklung in eine gewünschte Form ge-

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preßt ist, haben die einzelnen Spulen ihre Form etwas geändert.

In fig. 5 und 4 sind die Spulenenden 65 und 66 so dargestellt, daß sie aus den Seiten an dem inneren Endkopf, herauskommen »Das heißt sie sind an einer vorteilhaften Stelle herausgeführt, wenn sie mit einem Kommutator 57 zu verbinden sind, welcher an dem inneren Ringteil angeordnet ist. Bei einer Wicklung oder Spule mit einer Vielzahl von Windungen können die Enden an jedem Endkopf herausgeführt werden, wobei die Stelle in Abhängigkeit von den vorzunehmenden Anschlüssen gewährt ist. Im Falle einer Wicklung mit einer einzigen Windung ist jedoch nur eher der Endköpfe vorgesehen und die Spulenenden sind einfach Verlängerungen der Spulenseiten· Eine Wicklung bzw. Spule mit einer einzigen Windung für eine scheibenförmige Ankerwicklung ist in der eingangserwähnten kanadischen Patentschrift 771 292 beschrieben. Diese spezielle Spule bzw. Wicklung hat jedoch viel längere Endköpfe als die in den Figuren 4 und 3 dargestellte Spule bzw. Wicklung.

Der in Fig. 3 dargestellte Wicklungsaufbau hat innere und äußere Ringteile, welche bezüglich des scheibenförmigen Teils symmetrisch angeordnet, sind. Obwohl ein symmetrischer Aufbau sehr viele Vorteile zu haben scheint, kann ein asymmetrischer Aufbau für bestimmte Anwendungszwecke vorteilhafter und zweckmäßiger sein. Ineinem asymmetrischen Aufbau sind einer oder beide Ringteile bezüglich des scheibenförmigen Teils versetzt, wobei die Versetzung in der gleichen oder in entgegengesetzten Richtungen erfolgen kann. Um einen versetzten Ringteil zu erhalten sind die Endköpfe in diesem (Teil seitlich von der in Fig. 4 dargestellten Ebene versetzt. In Fig. 5 ist dargestellt, wie ein Endkopf versetzt werden kann.

In Fig. 5 liegen die Spulenseiten 67 und 68 auf verschiedenen Seiten einer Ebene 70, welche der Ebene 60 in Fig. 4 entspricht, und der äußere Endkopf 69 (der längere der beiden Endköpfe ) ist seitlich bezüglich dieser Ebene versetzt und symmetrisch zu einer weiteren Ebene 71 angeordnet, welche in einem Abstand von

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der Ebene 70 und parallel zu dieser angeordnet ist. Die Spule bzw. Wicklung wird mittels zwei sehr kurzer gebogener Teile 72 und 73 in einem Abstand von der Ebene 70 in der Ebene 71 gehalten, so daß die Endkopflängen 74 und 73 auf verschiedenen Seiten der Ebene 71 liegen; andererseits haben die Seiten und der Endkopf dieselbe Form wie in Fig. 4 und 3· Die Spulen bzw. Wicklungsteile 72 und 73 sind bezüglich der Ebene 70 in derselben Sichtung gebogen, und die Größe der Biegung hängt davon ab, wie weit die Ringteile bezüglich des scheibenförmigen Teils zu versetzen sind.

Die in Pig. 6A dargestellte, symmetrische Anordnung weist keine gebogenen Teile 72 und 73 auf, d.h. die Ebenen 71 und 70 stimmen überein; bei der teilweise versetzten, in Mg. 6B dargestellten Anordnung liegt die Ebene 70 innerhalb der Endkopf länge 74 und die Länge 75 liegt gut auf einer Seite der Ebene 70, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Bei der vollständig versetzten, in Fig. 6C dargestellten Anordnung liegt der ganze Endkopf 39 auf einer Seite der Ebene 70, wobei die Länge 74 an die Ebene angrenzt. Die in Fig. 6B dargestellte Stfymmetrie kann sich von Fig. 6A bis 60 ändern oder mit anderen Worten es gibt zahlreiche, teilweise versetzte Anordnungen, bei welchen der Ringteil weiter von einer Seite des scheibenförmigen Teils vorsteht als von der anderen Seite. In Fig. 6C liegt der ganze Vorsprung der Ringteile auf der linken Seite des scheibenförmigen Teils, während die rechte Seite eine flache febene Fläche darstellt.

Ein Endkopf kann in der Weise versetzt sein, wie vorstehend anhand der Fig. 5 und 6B sowie 6C beschrieben ist. Der andere, bezüglich der Ebene 70 symmetrisch angeordnete, übrig gebliebene Endkopf oder beide Endköpfe können in derselben oder in entgegengesetzten Richtungen bezüglich der Ebene versetzt sein. Der äußere Endkopf 69, d.h. der längere Endkopf, ist nur in Fig· 5 dargestellt. Der innere oder kürzere Endkopf ist, um eine klare Darstellung zu erhalten, nicht dargestellt worden.

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Eine Spule kann mit einem versetzten Endkopf gewickelt werden, wie in Fig. 5 dargestellt ist, oder er kann mit einem symmetrischen Endkopf gewickelt werden, wie in Fig. 4 dargestellt ist und der Endkopf kann dann durch Preßformen versetzt bzw. gekröpft werden. In einigen Wicklungen, welche aus Spulen mit mehreren Windungen aus dünnen Leitern bestehen, kann es vorteilhaft sein, die Wicklung aus symmetrischen Spulen der in Fig. 4 dargestellten Art zu bilden und dann die Endköpfe aller Spulen in der Wicklung in einer Preßformung zu versetzen bzw. zu kröpfen. Dieser Vorgang kann mit dem Vorgang kombiniert werden, der beim Pressen der Spulenseiten vor einer Harztränkung angewendet wird. Mit anderen Worten, mit Hilfe von entsprechenden Formwerkzeugen können die Spulenseiten zusammengepreßt und die Endköpfe während eines Hubes der Presse versetzt bzw. gekröpft werden.

Obwohl vorstehend nur Spulen bzw. Wicklungen mit einer Vielzahl von Windungen beschrieben worden sind, kann die Erfindung selbstverständlich auch ohne weiteres bei Spulen oder Wicklungen mit einer Windung mit einer oder mehreren Litzen pro Windungen angewendet werden. Eine Wicklung oder Spule mit einer einzigen Windung weist jedoch nur einen Endkopf auf; andererseits sind im Hinblick auf die Erfindung die Spulen bzw. Wicklungen dieselben.

Per vorbeschriebene, scheibenförmige Windungsaufbau weist Spulen auf, in welchen die Endköpfe ineinandergepaßt sind und die Litzen in den Seiten zu Bündeln geformt sind. Diese Art Endkopf ist auch sehr gut für eine Spule bzw. Wicklung geeignet, bei welcher die Seiten Litzen aufweisen, die an dem äußeren Endkopf breiter sind als an dem inneren Endkopf, so daß der Windungsatibau einen scheibenförmigen !Teil aufweist, welcher an dem äußeren Hingteil dünner als an dem inneren Singteil ist. Spulen dieser Art sind beispielsweise in der am gleichen (Tag eingereichten Patentanmeldung P (Anwaltsakte G-3644 bzw. kanadische Patentanmeldung S.N.188512 vom 19· Dezember 1975) beschrieben.

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Scheibenförmige Windungsaufbauten gemäß der Erfindung eignen sich auch sehr gut für Ro tore von dynamoelektrischen Maschinen, wie beispielsweise der in Fig. 1 und 2 dargestellte Anker. Diese Art Wicklungsaufbau ist auch sehr gut für eine Wechselstromwicklung auf dem Stator einer Synchronmaschine mit Dauermagneten auf dem Rotor geeignet· Synchronmaschinen dieser Art sind in der Deutschen Patentanmeldung P beschrieben

(die der kanadischen Patentanmeldung S.N· -196 860 vom 4. April 1974 entφ rieht).

Pat ent anspräche

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Claims

Patentansprüche

Scheibenförmige Wicklungen für dynamoelektrische Maschinen mit einem axialen Spalt, wobei die Wicklung eine Anzahl Spulen aufweist, welche sich in einer kreisförmigen Anordnung überlappen, elektrisch und durch ein Bindemittel miteinander verbunden sind, um einen einheitlichen Aufbau mit einem ringförmigen Scheibenteil zu schaffen, weicher die Spulenseiten und die Hingteile an den Innen- und Außenrändern der Scheibe aufweist, welche die Spulenendköpfe undSpulenendleiter enthält , wobei die Spule ein Paar in radialer Sichtung etwa bei einer Polteilung angeordnete Seiten aufweist, zumindest ein Endkopf mit einer der entsprechenden Enden der Spulenseiten verbunden ist und Leiter an den anderen geweiligen Enden der Spulenseiten die Spulenschaltung vervollständigen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule eine Spulenseite und eine beträchtliche Länge des Endkopfes aufweist, welcher auf einer Seite einer Ebene liegt, während die andere Spulenseite und eine beträchtliche Länge des Endkopfes auf der anderen Seite der Ebene liegt und ein gekröpfter Endkopfteil die Ebene kreuzt und die Endkopflängen miteinander verbindet.

2. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine verseilte Einzelwindung mit einem Endkopf in dem äußeren Ringteil und ihre Leiterenden in dem inneren Ringteil angeordnet sind.

5. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine verseilte Einzelwindung mit ihrem Endkopf in dem inneren Hingteil und ihre Leiterenden in dem äußeren Hingteil ' angeordnet sind·

M-. Wicklung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Leiterwindungen, durch einen verhältnismäßig langen äußeren Endkopf, durch einen verhältnismäßig kurzen Endkopf, durch eine Spulenseite und die beträchtlichen

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Längen der äußeren und inneren Endköpfe, welche auf einer Seite der Ebene liegen, während die andere Spulenseite und die beträchtlichen Längen der äußeren und inneren Endköpfe auf der anderen Seite der Ebene liegen und ein gekröpfter Teil an Jedem Endkopf die Ebene in derselben Richtung kreuzt·

5. Wicklung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekeanz eichnet, daß die Endköpfe symmetrisch bezüglich der Ebene angeordnet sind.

6· Wicklung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Endkopf (66) seitlich bezüglich der Ebene (70) versetzt ist und bezüglich einer weiteren Ebene (7Ό symmetrisch angeordnet ist, welche in einem bestimmten Abstand von der Ebene (70) und parallel zu dieser angeordnet ist.

7· Wicklung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der beträchtlichen Länge des äußeren Endkopfs nach außen gebogen und der Krümmung des äußeren Hingteils des Wicklungsaufbaus angepaßt sind.

8. Wicklung nach Anspruch 7« dadurch gekennzeichnet, daß die Teile der beträchtlichen Länge an dem inneren Endkopf gerade sind.

9. Wicklung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß Teile beträchtlicher Länge an dem inneren Endkopf gebogen sind und der Krümmung des inneren Ringteils des Wicklungsaufbaus angepaßt sind.

10. Wicklung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenseiten in radialer Richtung die gleiche Länge aufweisen.

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11. Wicklung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ze ic h η e t, daß die beträchtlichen Längen jedes Endkopfes etwa gleich einer Hälfte der Länge des Endkopfes sind.

12· Scheibenförmige Wicklung für eine dynamoelektrische Maschine mit einem axialen Spalt mit einer Anzahl Spulen, die sich in einer kreisförmigen Anordnung überlappen und mit einer Bindemittel verbunden sind, um einen einheitlichen Aufbau mit einem ringförmigen Scheibenteil zu schaffen, welcher die Spulenseiten und Ringteile an den inneren und äußeren Rändern der Scheibe aufweist, welche die Spulenendköpfe und Spulenendleiter enthält, wobei die Spule ein Paar in radialer Richtung etwa bei einer Polteilung angeordnete Seiten aufweist und Endköpfe die entsprechenden Enden der Spulenseiten verbinden, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Seiten der Spulen zwischen den anderen Seiten der Spulen dadurch angeordnet sind, daß die Spulenseiten zusammengepreßt werdenjbevor das Bindemittel aufgebracht wird.

13. Wicklung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Endköpfe der Spulen während des Fressens bezüglich der Seiten seitlich versetzt werden.

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L e e r s e i t e