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Elektrische Spule. . Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen
an elektrischen Spulen, deren einzelne Wicklungslagen durch Isolierbänder voneinander
getrennt und deren äußersten Drahtwindungen- in den einzelnen Wicklungslagen durch
Anschläge der Isolierbänder 'begrenzt sind. Die Erfindung bezweckt, diese Anschlagkörper
in der Nähe der Ränder der Isolierbänder auf möglichst einfache Weise und dabei
so herzustellen, daß dadurch die Isolierbänder nicht die-Fähigkeit verlieren, vollkommen
glatt aufgewickelt zu werden und an ihren äußersten Kanten freie Durchlässe für
etwaige Isolierflüssigkeit, inwelche die Spule getaucht wird, zu bilden. Die Erfindungszwecke
werden dadurch erreicht, daß in die Isolierbänder entweder fortlaufende Rillen oder
in Abständen voneinander befindliche Vertiefungen eingedrückt werden. Solche Rillen
oder Vertiefungen lassen sich bei der Wicklung der Spule beispielsweise durch Andrücken
von Rollen gegen diejenige Fläche des Isolierbandes, welche in der Spule die Rückseite
bildet, leicht herstellen. Da den Erhöhungen auf der einen Seite immer Vertiefungen
auf der andern Seite entsprechen, so wird durch solche Anschläge keine positive
Verengung der Durchlässe zwischen den einzelnen Lagen, von Isolierband hervorgerufen,
insbesondere bleiben dabei auch die Zwischenräume zwischen den einzelnen Isolierbandlagen,
welche auf der Außenseite der Rillen oder Rippen liegen; vollkommen frei, so daß
hier mit größter Leichtigkeit flüssiges Isoliermaterial einzutreten vermag. Die
Eindrückung von Rillen in die Isolierbänder nahe ihren Rändern hin= dertrauch in
keiner Weise das glatte faltenlose Aufwickeln der Isolierbänder, was beeinträchtigt
werden würde, wenn die Anschläge für die äußersten Drahtwindungen etwa durch Umbördelung
der Isolierbandränder oder durch Aufkleben von Verstärkungsleisten erzeugt werden
würde.
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Die Erfindung ist auf der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht.
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Fig. i ist ein .mittlerer Achsialschnitt durch eine Spule gemäß der
Erfindung und veranschaulicht die Art der Faltung der Papierstreifen zwischen den
einzelnen Drahtwindungslagen.
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Fig. z ist ein Schaubild eines Abschnittes des gefalteten Isolationsstreifens
oderBlattes. Fig. 3 ist ein ähnliches Schaubild, welches einen Isolationsstreifen
mit Reihen von Vorsprüngen parallel 'zu seinen beiden Seitenkanten zeigt.
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Fig. q. ist ein Schaubild: eines Streifens, der an seinen Kanten eine
Faltung -besitzt; die eine Mehrzahl von Rippen in der Richtung der Längskanten des
Blattes aufweist.
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Fig. 5 veranschaulicht die hauptsächlichsten Bestandteile einer Wickelvorrichtung
in Endansicht und zeigt insbesondere die Art der Einführung des Papier- oder sonstigen
Blattmaterials in die Spule.
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Fig. 6 ist eine Vorderansicht der Wickelvorrichtung, welche die Papierfalt-
oder Prägewalzen zeigt.
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Fig. 7 zeigt eine Einzelheit der Prägewalzen in einem Bruchstück eines
Schnittes in größerem Maßstabe.
Es ist jetzt allgemein üblich, bei
der Herstellung elektrischer Spulen für gewisse Zwecke dieselben aus emailliertem
Draht zu wickeln und eine Isolation zwischen den einzelnen Lagen von Drahtwindungen
durch Zwischenlagerung von Streifen von Papier oder ähnlichem blattförmigen Material
zu schaffen. Bisweilen wird blanker Draht benutzt, und die einzelnen Windungen in
Jeder Lage werden voneinander getrennt und isoliert durch Seide oder durch anderes
Textilmaterial. In den meisten Fällen wird. der Draht jedoch zunächst durch Überziehen
mit Emaille isoliert; wobei die Emaille äufge-, brannt wird, so daß sie einen harten,
glänzenden Überzug ergibt, und . dieser Überzug macht den Draht außerordentlich
glatt, so daß er nur schwer während des Windens in seiner Lage festgehalten werden
kann. Die Neigung der Drahtwindungen; auf der Unterlage zu gleiten, wird um so ausgesprochener
als der Durchmesser der Drahtwindungen wächst, was auf dem Druck der äußeren Lagen
gegen die inneren beruht.
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Eine ganze Anzahl von Mitteln sind versucht worden, um die Drahtwindungen
dar-. an zu verhindern, sich aus ihrer- Lage zu verschieben. Solche Mittel bestehen
beispielsweise in der Einsfügung von Fäden, um die Drahtwindungen miteinander zu
verbinden. Man hat auch versucht, jede Lage von Drahtwindungen in den Spulen zu
verkitten, bevor man an das Wickeln der nächsten Lage ging. Bisweilen hat man auch
Anschläge oder Flansche an den Enden der Wickellagen benützt. Die meisten dieser
Verfahren verlangen einige Handhabungen, welche das Wickelverfahren stören und,
daher die Produktionsmenge verringern, so daß sie aus wirtschaftlichen Gründen zu
beanstanden sind. Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, um die Windungen
der Spule in ihrer Lage festzuhalten. Dieses Verfahren kann angewandt werden, während
die Spule gewickelt wird, ohne däß die Wicklung angehalten oder gestört wird, und
ohne daß die Kosten vermehrt werden.
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Fig. z veranschaulicht die neue Spule C, welche aus Windungen von
Draht w auf einem Rohr oder Kern T zusammengesetzt ist und zwischen deren Drahtwickellagen
sich Blätter von isolierendem MaterialS befinden. Diese Blätter oder Streifen S
können aus Papier oder irgendeinem anderen geeigneten Material bestehen, welches
um die Spule herumgelegt ist und zwar entweder in einfacher oder mehrfacher Schicht,
wobei die Randkanten über die Enden der Dra-htwickellagen hervorragen, wie bei
x, x angedeutet ist. jedes Blatt S wird zuizächst entlang seinen Längskanten
gefaltet, so d'aß Rippen s, s gebildet werden (vgl. Fig.2), oder daß, wie es bisweilen'
geschieht, eine Reihe von Vorsprüngen p, p, usw., wie in Fig. 3.dargestellt, aus
der Fläche des Blattes herausgeprägt werden. Wenn das Blatt oder der Streifen ,S
in die Spule eingesetzt wird, dann werden seine gefalteten Abschnitte oder Rippen
s so
eingestellt, daß sie in der Richtung der Endwindungen des Drahtes w in
den Wickellagen L verlaufen und Anschläge bilden. wodurch die Draht-,vindungen daran
verhindert werden, nach der Seite zu wandern. Fig.4 veranschaulicht das Blatt S,
welches gefaltet ist, ummehrere Rippen s', s' an jeder Blattseite zu bilden. Der
Draht w liegt zwischen diesen hervorragenden Teilen des Papiers und verhindert,
daß die Endwicklungen auf der Unterlage gleiten. - Gewünschten?alls könnte das Papier
auch quer zu seiner ganzen Breite gefaltet sein. Für gewöhnlich ist dies aber nicht
erforderlich, da die einzelnen Außenfalten, wie sie in Fg. 2 dargestellt sind, im
allgemeinen hinreichend sind, um die Drahtwicklungen an einer Gleitbewegung zu verhindern.
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Wie in Fig. z ;dargestellt ist, wird die erste oder innere Lage L
von Drahtwicklungen auf -das bloße Kernrohr T gelegt, Gewünschtenfalls kann aber
auch ein Überzug ausgefaltetem Papier S auf das Kernrohr aufgebracht werden, bevor
mit der Wicklung des Drahtes .begonnen wird. Nach Been!digüng der Wicklung -der
ersten Lage L wird das Blatt S in die gehörige Lage gebracht, so daß es sich um
die Spule zu legen vermag. Inzwischen wird der Draht veranlaßt, sich rückwärts um
das Kernrohr zu winden. Sobald die Windungen das entgegengesetzte Ende der Spule
erreichen, wird ein weiteres Blatt S herumgelegt, und der Draht wird über dieses
Blatt wieder -zurückgeführt nach dem entgegengesetzten Ende der Spule. Die Wicklung
wird in dieser Weise ohne Unterbrechung fortgesetzt, wobei die aufeinanderfolgenden
Lagen L eine über- die andere zu liegen ko-nmen. unter Zwischenschaltung der Blätter
,S zwischen den einzelnen Lagen. Wie weiter oben erwähnt, ist der Abstand zwischen
den Faltungen oder Rippen s auf den Blättern S der Länge der Wickellager angepaßt,
so daß jede Entwindung jeder Lage sich in Berührung mit der zugehörigen Falte oder
dem Anschlag befindet. Infolge dieser Anordnung bilden die Falten s an den Seiten
des Streifens ringförmige vorstehende Rippen oder Schultern, gegen welche sich die
Seiteh der Endwindungen des Drahtes legen, wodurch die Drahtwindungen gegen Verschiebung
gesichert werden.
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Wie angegeben; können -die Streifen oder Blätter S in irgendeiner
gewünschten Weise
gefaltet werden, bevor man sie in die Spute einführt
und die Wicklung der letzteren kann entweder von Hand oder unter Benutzung der üblichen
Wickelwellen und Drahtführungsorgane ausgeführt werden. Um die Leistung zu steigern,
empfiehlt es sich jedoch, die Spulen mit selbsttätig wirkenden Wickelvorrichtungen
zu wickeln, welche nicht nur den Draht an die richtige Stelle bringen, sondern die
Papierstreifen einführen und entlang ihren Rändern falten, wenn sie in die Spule
eingeführt werden. Damit das ganze Verfahren der Herstellung der Spule hinreichend
deutlich wird, sind die wesentlichen Elemente der Wickelvorrichtung in den Fig.
5 bis 7 dargestellt.
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In Fig. 5 bedeutet B die Wickelwelle, welche die Röhre T trägt, worauf
die Spule gewunden wird. G bezeichnet die Leitrolle, über welche der Draht läuft,
um -ihn der Wickelwelle zuzuführen. Die Führungsrolle G wird nach der Darstellung
der Zeichnung von dem Ende eines Armes E getragen, welcher an eine Stange F angehängt
ist. Diese kann parallel zur Wickelwelle B - hin. und her bewegt werden vermittels
gewisser Anordnungen, wie sie üblich sind. Eine Druckrolle H, welche an einem Ende
eines Armes h aufgehängt ist, vermag sich gegen die Drahtwindungen zu legen, während
diese auf die Wickelspule aufgebracht werden, und während die Windungen an Durchmesser
zunehmen, schwingen die Rolle H und- die Führungsrolle G von der Achse der Wickelwelle
B nach auswärts. Unteralb der Wickelwelle B befinden sich zwei Reihen von Blattzuführungsrollen
R, R', die angeordnet sind, um das Papier oder den sonstigen Stieifen S zu falten
oder zu.prägen, wenn er dazwischen hindurchgeht.
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Gemäß Fig. 6 sitzt ein Paar Rollen R auf einer drehbaren Welle m,
welche während der Streifenzuführungsperiaden durch geeignete auf der Zeichnung
nicht dargestellte Antriebsvorrichtungen in Umdrehung versetzt wird. Ein zweites
Paar Rollen R' sitzt auf einer Welle k, die in einem Gestell K gelagert ist, das
schwingbar auf einer Welle o sitzt. Das Gestell K steht unter dem Einfluß einer
Feder o. dgl. k', welche bewirkt, daß die Rollen R' sich gegen den Papierstreifen
S legen, wenn dieser über .die Rollen R hinweg zugeführt wird, wie aus Fig. 5 ersichtlich
ist. In den beiden Rollen- R sind verhältnismäßig flache Nuten r ausgespart, (vg1.
Fig. 7), während die Rollen R' mit Ringrippen o. dgl. r' versehen sind,- welche
in_ die Nuten r eingreifen. Beide Rollenpaarer, r' sitzen verschiebbar auf ihren
Tragwellen m und k, so daß sie in der Längsrichtung :der letzeren eingestellt werden
können, Die Feststellung der Rollen auf ihren Wellen erfolgt durch Schrauben v oder
durch irgendwelche andere geeignete Mittel. Die Rollen R, R' werden im Verhältnis
zueinander eingestellt in Abhängigkeit von der Breite des Papiers oder sonstigen
zur Anwendung kommenden Streifens und in Übereinstimmung mit der Länge der zu wickelnden
Spule. Wie in Fig. 7 dargestellt, vermag die Rippe r' auf jeder Rolle R' in der
Nut r der-Rolle R unter Freilassung eines kleinen Zwischenraumes zu gleiten. Wenn
daher der Streifen S zwischen den Rollen transportiert wird, dann drücken die Rippen
r' das Papier in die Nuten r und bewirken eine Faltung unter Bildung derRandlängsrippen
3, wie Fig. 2 sie zeigt.
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Das Gesamtverfahren zur Wicklung der Spule ist wie folgt:. Das Ende
des Drahtes w wird zunächst an .dem Rohr T befestigt und die Wickelwelle B wird
in Umdrehung versetzt, während die Führungsrolle G eine verhältnismäßig langsame
Querbewegung entlang der Wickelrolle erhält. Wenn zunächst ein Streifen Papier auf
das Kernrohr gelegt ,werden soll, wie es bisweilen zweckmäßig ist, um für die Einleitung
des Verfahrens über ein den Draht festhaltendes Auflager zu verfügen, dann wird
das Ende dieses Papierstreifens zwischen die Rollen R und R' ge-*legt und dessen
vordere Kante unter die erste Lage von Drahtwindungen auf das Kernrohr aufgebracht,
wie es Fig. 5 zeigt. Wenn die Welle B sich dreht, dann wickelt sie das Papier öder
den sonstigen StreifenS um das RohrT und inzwischen beginnt das Aufwickeln des Drahtes
w, wodurch der Papierstreifen in seiner Lage gehalten wird. Wenn das Papier um das
Kernrohr T ein oder mehrere Male gewunden ist je nach der gewünschten Dicke dieses
Papierkerns, dann wird. der Papierstreifen an der gewünschten Stelle -durchschnitten,
während die Aufwicklung des Drahtes auf das Kernrohr fortgesetzt- wird, bis die
vorgeschriebene Anzahl Windungen erreicht ist. Sobald die Drahtwickellage fertig
ist, wird die Querbewegung der Führungsrolle G umgekehrt und der. Draht beginnt
seinen Rückwärtslauf in entgegen-. gesetzter Richtuilg. Inzwischen ist eine weitere
Papierlänge unter die erste Drahtwindung eingeführt und wird auf die Außenseite
der ersten Drähtwickellage der Spule aufgewickelt, wie aus Fig. r ersichtlich ist.
Diese Reihe von Maßnahmen, Zwobei der Draht" lag eiweise aufgewickelt wird unter
Zwischenlagerung der Papierstreifen zwischen den einzelnen Drahtwindungslagen, wird
nach Bedarf fortgesetzt. Vorzugsweise erfolgt die Zuführung .des Papiers selbsttätig
in gewissen Zeitabschnitten beim Beginn jeder neuen Lage. Auch das Abschneid-n des
Papierstreifens
geschieht durch selbsttätig wirkende Schneidvorrichtungen,
welche jedoch auf der Zeichnung nicht dargestellt sind und hier auch nicht beschrieben
werden sollen, da die Erläuterung der Abschneidoperation zum Verständnis der vorliegenden
Erfindung nicht erforderlich ist. Die Anwendung solcher selbsttätig wirkender Einrichtungen
gestattet jedoch die Wicklung der Spule durchzuführen, ohne !daß es. notwendig ist,
die Arbeit behufs Einführung der Isolationsstreifen zu unterbrechen. Hieraus ergibt
sich eine bedeutende Steigerung der Leistung.
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" Wenn das Papier der Spule zugeführt wird, dann werden die Falten
oder Rippen gebildet, welche eine Lage in Anlehnung an- die Endwindungen des Drahtes
erhalten und auf diese Weise als Anschläge wirken,- welche die Drahtwindungen in
ihrer Lage . sicheri,. Nach Beendigung des Wickelns wird die Spule für gewöhnlich
mit Schellack, Bakelit oder irgendeinem anderen Kittmaterial imprägniert, welches
unter Druck eingeprer`l, t wird. Das Kittmaterial füllt die Zwischenräume zwischen
den Drahtwindungen und verstärkt nach erfolgter Erhärtung durch Trocknung oder Erhitzung
die ganze Spule und schützt sie vor Zerstörung. Das Eindringen des Kittmaterials
in das Papier versteift auch die Papierbahn und die darin gebildeten . Falten, so
daß die letzteren die Drahtwindungen um so sicherer in ihrer Lage zu halten vermögen.
Auf diese Weise werden die Drahtwindungen sicher dicht nebeneinander gehalten, wie
es für die Spule erforderlich ist. ; Die Erfindung hat daher nicht nur eine Verbilligung
der Herstellung der Spule zur Folge, indem sie Maßnahmen von Hand entbehrlich macht,
sondern sie erübrigt auch die Anwendung von Flanschteilen an den Spulenenden und
ergibt ein Erzeugnis von- vollkommenerer Wirksamkeit: