DE3504223C2 - - Google Patents
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- H01F41/06—Coil winding
- H01F41/082—Devices for guiding or positioning the winding material on the former
- H01F41/084—Devices for guiding or positioning the winding material on the former for forming pancake coils
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Her
stellung einer scheibenförmigen, gekrümmten Magnet
spule, insbesondere für Teilchenbeschleuniger-Anlagen,
deren Leiter um einen eine konvex geformte und eine
konkav geformte Längsseite aufweisenden Wickelkörper
mit somit teilweise negativer Krümmung unter Verwendung
von zumindest am Außenrand der konkav geformten Längs
seite des Wickelkörpers anzubringenden Halteeinrich
tungen gewickelt und nach dem Wickelvorgang in seiner
Lage fixiert wird. Die Erfindung betrifft ferner eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Eine entsprechende supraleitende Magnetspule ist z. B.
aus der Literaturstelle "Fuji Elextric Review", vol.
19, no. 3, 1973, Seiten 112 bis 118 bekannt. Diese aus
Supraleitern gewickelte Spule ist längs einer Kreis
bogenlänge mit vorbestimmtem Radius und vorbestimmtem
Bogen-(Zentri-) Winkel gekrümmt, so daß sie eine konvex
geformte äußere Längsseite und eine konkav geformte
innere Längsseite aufweist. Diese Magnetspule, deren
Leiter durch Verstrebungen zwischen diesen Längssei
ten in ihrer geometrischen Lage fixiert werden, dient
als Hubmagnet zur berührungsfreien Schwebeführung eines
Fahrzeugs längs einer Fahrbahn.
Auch in Teilchenbeschleuniger-Anlagen müssen Speicher
ringe für geladene Teilchen wie z. B. Elektronen auf
grund ihrer gekrümmten Teilchenbahnen entsprechend
gekrümmte Dipolmagnete aufweisen. Diese Magnete können
dabei insbesondere halbkreisförmig gebogen sein (vgl.
z. B. "IEEE Transactions on Nuclear Science", vol.
NS-30, no. 4, August 1983, Seiten 3279 bis 3285). Wegen
der erforderlichen hohen Feldstärken werden hierfür
bevorzugt supraleitende Wicklungen vorgesehen. Um eine
unveränderte Lage der aus entsprechenden Leitern zu er
stellenden Windungen dieser Wicklungen zu garantieren,
müssen diese zunächst um einen entsprechend geformten
Wickelkörper gewickelt und an diesem befestigt werden.
Dabei stellt sich jedoch das Problem des Wickelns mit
negativem Krümmungsradius im Bereich der konkaven
Längsseiten der Wickelkörper.
Magnete, deren Wicklungen negative Krümmungen auf
weisen, können beispielsweise durch zugfreies Legen
des mindestens einen Leiters in Nuten und anschlie
ßendes Verkeilen hergestellt werden. Auch ist ein
sukzessives Anklemmen des Leiters unter Verwendung
besonderer Halteeinrichtungen wie z. B. einzelner am
Außenrand des Wickelkörpers ortsfest anzubringender
Klemmen bekannt (vgl. z. B. "IEEE Transactions on Magnetics",
Vol. MAG-17, No. 5, September 1981, Seiten 1571 bis
1574). Die mit diesen Halteeinrichtungen
jeweils angeklemmten Leiterstücke müssen dann Stück für
Stück an dem Wickelkörper bzw. an gegebenenfalls auf
diesen schon aufgebrachten Leiterwindungen fixiert,
beispielsweise angeklebt werden. Derartige Wickel
techniken sind jedoch insbesondere für supraleitende
Dipolmagnete von Speicherringen sehr aufwendig und
zeitraubend.
Aus der JP-A-58-1 73 818 ist es im Zusammenhang mit der
Herstellung von Rechteckspulen bereits an sich bekannt, zur
Bewicklung von Wickelkörpern mit konkaven Abschnitten Anpreß
rollen vorzusehen, mit denen der Leiter während der Bewicklung mittels
Feder oder hydraulisch an den Wickelkörper
bzw. bereits vorhandene Leiterwindungen angepreßt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein
Verfahren zu schaffen, mit dem eine großtechnische Her
stellung von scheibenförmigen, gekrümmten Magnetspulen
auf verhältnismäßig einfache Weise ermöglicht wird,
wobei insbesondere supraleitende Leiter vorgesehen
werden können.
Diese Aufgabe wird für das eingangs genannte Verfahren
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Leiter mittels
der zu einer Kette aneinandergereihten und längs des
Außenrandes beweglich ausgebildeten Halteeinrichtungen
an den Wickelkörper oder an bereits vorhandene Lei
terwindungen angepreßt wird, wobei über eine Lücke
in der Kette der Leiter zumindest weitgehend zugfrei
auf den Wickelkörper bzw. auf die schon vorhandene
Leiterwindung gelegt wird.
Die mit dieser Ausgestaltung des Verfahrens verbundenen
Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß auf
grund der Verwendung von zu einer Kette hinterein
andergereihten Halteeinrichtungen, die am Außenrand des
Wickelkörpers verschiebbar angeordnet werden, ein quasi
kontinuierlicher Wickelvorgang ermöglicht wird, indem
die Halteeinrichtungen und somit die zwischen ihnen
freigehaltene Lücke in Umfangsrichtung des Wickelkör
pers geführt werden. Auf diese Weise ist eine Spule mit
negativer Krümmung auszubilden, ohne daß es einer
besonderen, im allgemeinen sehr aufwendigen ortsfesten
Fixierung einzelner Teile der Windungen während des
Wickelvorganges bedarf.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft mit
einer Vorrichtung durchgeführt werden, die dadurch
gekennzeichnet ist, daß jede Halteeinrichtung eine An
preßeinrichtung mit Anpreßrollen zum Anpressen des
Leiters von außen an den Wickelkörper oder an bereits
vorhandene Leiterwindungen sowie mit der Anpreßein
richtung über ein bügelförmiges Rahmenteil verbundene
Führungsrollen zur Führung der Halteeinrichtung in
Umfangsrichtung des Wickelkörpers längs an dessen
Außenseite vorhandener, senkrecht zur Wickelkörperebene
ausgerichteter Stege enthält. Unter Rollen werden dabei
alle hierfür geeigneten rotationssymmetrischen Körper
wie z. B. auch Räder oder Ringscheiben verstanden.
Vorteilhafte Ausbildungen des Verfahrens bzw. der ent
sprechenden Vorrichtung gehen aus den restlichen Unter
ansprüchen hervor.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und deren in den
Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen wird
nachfolgend auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfin
dungsgemäßen Verfahrens schematisch veranschaulicht
ist. Die
Fig. 2 bis 4 zeigen schematisch Einzelteile
dieser Vorrichtung in jeweils verschiedener Ansicht.
Dabei sind in den Figuren übereinstimmende Teile mit
den gleichen Bezugszeichen versehen.
Aus Fig. 1 ist in Aufsicht ein ebener Wickelkörper oder -kern 2
ersichtlich, wie er beispielsweise für die Erstellung
einer ebenen Dipolmagnetspule für ein Elektronenspei
cherring vorgesehen werden kann. Dieser Wickelkörper
ist mit mindestens einem flachen, insbesondere supra
leitenden Leiter 3 zu bewickeln, der einer Vorrats
trommel 4 entnommen wird. Der sich längs einer vor
bestimmten Bogenlänge b mit einem Bogen- bzw.
Krümmungsradius R erstreckende Wickelkörper 2 hat
eine konstante Breite von 2 × D. Die Größe D ist
dabei der Abstand von der Bogenlinie b zu den beiden
konzentrisch gekrümmten Längsseiten 6 und 7 des
Wickelkerns 2 . Diese konstante Breite des Wickelkerns
erstreckt sich über eine Bogenlänge π · α · R/180°,
wobei α der in Grad gemessene Zentri- oder Bogenwinkel
ist. Die stirnseitigen Enden 8 und 9 des Wickelkerns 2
werden von Halbkreisen mit Durchmessern von jeweils
2 × D gebildet. Über diese Halbkreise ist somit die zu
bewickelnde konvexe Außenseite 7 mit der zu bewickeln
den konkaven Innenseite 6 des Wickelkörpers 2 verbun
den.
Dabei soll der so gekrümmte Wickelkörper 2
dadurch bewickelt werden, daß der mindestens eine Lei
ter 3 mittels besonderer Halteeinrichtungen 11 an den
Wickelkörper 2 oder an bereits vorhandene Leiterwin
dungen auf diesem Wickelkörper angepreßt wird. Diese
Halteeinrichtungen sollen dabei jeweils an dem in der
Fig. 1 allgemein mit 12 bezeichneten Außenrand des
Wickelkörpers 2 gehalten und längs des Außenrandes
beweglich ausgebildet sein. Eine Vielzahl derartiger
Halteeinrichtungen 11 soll zu einer Kette aneinander
gereiht sein, wobei eine verhältnismäßig schmale Lücke
L, die eine Ausdehnung von etwa 2 bis 3 Halteeinrich
tungen 11 hat, freigelassen wird. Der Leiter 3 wird
dann über diese freigelassene Lücke L zugfrei auf den
Wickelkörper 2 bzw. auf die schon vorhandenenLeiter
windungen gelegt. Hierzu ist der Wickelkörper 2 an
seinem Außenrand 12 mit Stegen 13 und 14 versehen, an
denen die Halteeinrichtungen 11 entlang geführt werden.
Die Halteeinrichtungen 11 haben etwa kreisförmige Ab
standsteile 15, mit denen sie ihren Abstand unterein
ander konstant halten. Außerdem sind sie mit einer be
sonderen Einrichtung versehen, mit welcher der Leiter 3
beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch an den
Wickelkörper bzw. an bereits vorhandene Leiterwindungen
gepreßt wird. Ferner kann vorteilhaft noch ein Stahl
band 16 auf der dem Wickelkörper 2 abgewandten Seite
des Leiters 3 mit eingelegt sein, um so Walgkräfte
aufzunehmen. Auf diese Weise bleibt vorteilhaft nur ein
Druck des Leiters 3 gegen den Wickelkörper 2 .
Bei dem eigentlichen Wickelvorgang wird dann die aus
den einzelnen Halteeinrichtungen 11 gebildete Kette um
den Wickelkörper 2 herum bewegt. Hierbei werden syn
chron auch die Leitervorratstrommel 4 sowie Biege
rollen 18, die ein knickfreies Anlegen des Leiters 3 an
den Wickelkörper bzw. auf ihn bereits aufgebrachte Lei
terwindungen gewährleisten, mit um den Wickelkörper her
umgeführt. Die entsprechende Wickelrichtung ist in der
Fig. 1 durch mit WR bezeichnete gepfeilte Linien ange
deutet.
Aus den Fig. 2 und 3 ist eine einzelne Halteeinrich
tung 11 in Aufsicht bzw. Seitenansicht näher ersicht
lich. Diese Einrichtung grenzt über ihr kreisförmig ge
staltetes, parallel zur Wickelkörperebene liegendes Ab
standsteil 15 an entsprechend gestaltete Nachbareinrich
tungen an. Sie enthält ein bügelartiges Rahmenteil 20,
das sich im wesentlichen senkrecht zum Außenrand 12 des
Wickelkörpers 2 , d. h. hinsichtlich des Wickelkörpers
radial nach außen hin erstreckt und an diesem in Um
fangsrichtung geführt wird. Hierzu ist der Außenrand
mit den senkrecht bezüglich der Wickelkörperebene nach
oben bzw. nach unten weisenden Stegen 13 bzw. 14 ver
sehen, an deren senkrechten Innenseiten 21 und 22 sich
das bügelförmige Rahmenteil 20 über zwei Führungsrollen
24 und 25 mit senkrecht zur Wickelkörperebene weisenden
Achsen radial nach außen hin gehalten wird. In Gegen
richtung stützt sich die Halteeinrichtung 11 mit ihrem
bügelartigen Rahmenteil 20 über Anpreßrollen 27 bzw. 28
an dem mit den Stegen 13 und 14 versehenen Außenrand 12
des Wickelkörpers 2 bzw. den auf ihn aufgebrachten
einzelnen Windungen des Leiters 3 ab. Gemäß dem darge
stellten Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und 3 sind
fünf Windungen 3 a bis 3 e angenommen. Hierzu werden die
Rollen 27 und 28 von einer beispielsweise pneumatischen
oder hydraulischen Anpreßeinrichtung 29 über ein Ge
stänge 30 an die Leiterwindungen angepreßt, wobei zwi
schen der äußersten Leiterwindung (3 e) und den Rollen
27 und 28 das Stahlband 16 zur Aufnahme von Walgkräften
eingelegt ist. Die Anpreßeinrichtung 29 ist ihrerseits
an dem bügelartigen Rahmenteil 20 starr befestigt.
Wie aus Fig. 3 ferner zu entnehmen ist, kann der
Wickelkörper 2 über seine Außenseite 12 hinaus mit
einem radial nach außen hin weisenden Verlängerungsteil
32 versehen sein, auf dem die einzelnen Windungen 3 a
bis 3 e des Leiters 3 mit an dessen Schmalseite auf
liegen. Außerdem kann die Halteeinrichtung 11 noch
eine zusätzliche Andruckrolle 33 aufweisen, mit deren
Hilfe zumindest die jeweils radial außenliegende Lei
terwindung (3 e) auf dieses Verlängerungsteil 32 des
Wickelkörpers 2 aufgedrückt wird.
Diese zusätzliche Rolle 33 ist auch in Fig. 4 er
sichtlich, in der eine Seitenansicht auf die Rollen 27
und 28 gemäß Fig. 2 in Richtung auf den Außenrand 12
des Wickelkörpers 2 hin veranschaulicht ist.
Bei dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens wurde davon ausgegangen,
daß sich die aus den Halteeinrichtungen 11 gebildete
Kette bis auf den Bereich der Lücke L um den gesamten
Außenumfang des Wickelkörpers 2 erstreckt. Da jedoch
die Halteeinrichtungen unbedingt nur zur Bewicklung
der konkaven Längsseite 6 des Wickelkörpers erforder
lich sind, kann es gegebenenfalls ausreichen, wenn man
nur an dieser Längsseite eine Kette aus Halteeinrich
tungen 11 mit der Lücke L ausbildet.
Wie ferner insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, wurde
dem Ausführungsbeispiel ein gekrümmter Wickelkörper 2
zugrundegelegt, dessen Zentri- oder Bogenwinkel α
kleiner als 180° gewählt ist. Mit dem erfindungsge
mäßen Verfahren bzw. der entsprechenden Vorrichtung
lassen sich jedoch in entsprechender Weise auch ge
krümmte Wickelkörper mit Bogenwinkeln bis zu 180° be
wickeln, d. h. in diesem Falle hat dann der Wickelkör
per annähernd die Gestalt einer halben Kreisring
scheibe. Magnetspulen mit entsprechender Gestalt wer
den insbesondere für Speicherringe von Elektronenbe
schleuniger-Anlagen vorgesehen. Die Wicklungen dieser
Spulen sind vielfach sogenannte Doppelscheiben, die
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der ent
sprechenden Vorrichtung vorteilhaft nacheinander auf
verhältnismäßig einfache Weise großtechnisch herzu
stellen sind.
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung einer scheibenförmigen,
gekrümmten Magnetspule, insbesondere für Teilchenbe
schleuniger-Anlagen, deren Leiter um einen eine konvex
geformte und eine konkav geformte Längsseite auf
weisenden Wickelkörper mit somit teilweise negativer
Krümmung unter Verwendung von zumindest am Außenrand
der konkav geformten Längsseite des Wickelkörpers
anzubringenden Halteeinrichtungen gewickelt und nach
dem Wickelvorgang in seiner Lage fixiert wird, da
durch gekennzeichnet, daß der
Leiter (3) mittels der zu einer Kette aneinanderge
reihten und längs des Außenrandes (12) beweglich
ausgebildeten Halteeinrichtungen ( 11 ) an den Wickel
körper ( 2 ) oder an bereits vorhandene Leiterwindungen
(3 a bis 3 e) angepreßt wird, wobei über eine Lücke (L)
in der Kette der Leiter (3) zumindest weitgehend zug
frei auf den Wickelkörper ( 2 ) bzw. auf die schon
vorhandene äußerste Leiterwindung (3 e) gelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen die Außen
seite des aufzubringenden Leiterteiles und den ent
sprechenden Teilen der Halteeinrichtungen ( 11 ) ein
Walgkräfte aufnehmendes Band (16) gelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Leiter (3)
mittels der Halteeinrichtungen ( 11 ) pneumatisch oder
hydraulisch an den Wickelkörper ( 2 ) oder an bereits
vorhandene Leiterwindungen (3 a bis 3 e) angepreßt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß minde
stens ein supraleitender Leiter (3) auf den Wickel
körper ( 2 ) aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß die
Magnetspule aus einer oder mehreren ebenen Wicklungen
aufgebaut wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß jede Halteeinrichtung
( 11 ) eine Anpreßeinrichtung ( 29 ) mit Anpreßrollen (27,
28) zum Anpressen des Leiters (3) von außen an den
Wickelkörper ( 2 ) oder an bereits vorhandene Leiter
windungen (3 a bis 3 e) sowie mit der Anpreßeinrichtung
( 29 ) über ein bügelförmiges Rahmenteil (20) verbundene
Führungsrollen (24, 25) zur Führung der Halteeinrich
tung ( 11 ) in Umfangsrichtung des Wickelkörpers ( 2 )
längs an dessen Außenseite (12) vorhandener, senkrecht
zur Wickelkörperebene ausgerichteter Stege (13 bzw. 14)
enthält.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß das bügelförmige
Rahmenteil (20) etwa U-förmige Gestalt hat und sich
hinsichtlich des Wickelkörpers ( 2 ) radial nach außen
hin erstreckt, wobei an den freien Enden seiner Schen
kel die an den Stegen (13, 14) entlang zu führenden
Führungsrollen (24, 25) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anpreßeinrich
tung ( 29 ) zusätzlich eine Andruckrolle (33) aufweist,
mittels derer zumindest die jeweils äußerste Leiter
windung (3 e) senkrecht zur Anpreßrichtung der Anpreß
rollen (27, 28) auf ein radial nach außen ragendes, die
Leiterwindungen (3 a bis 3 e) tragendes Verlängerungsteil
(32) des Wickelkörpers ( 2 ) zu drücken ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß jede
Halteeinrichtung ( 11 ) ein kreisförmiges Abstandsteil
(15) zur Beabstandung von benachbarten Einrichtungen
aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
gekennzeichnet durch eine Vorrats
trommel (4) für den Leiter (3), die synchron mit der
aus den Halteeinrichtungen ( 11 ) gebildeten Kette um den
Wickelkörper ( 2 ) herum zu führen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853504223 DE3504223A1 (de) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | Verfahren zur herstellung einer scheibenfoermigen, gekruemmten magnetspule und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853504223 DE3504223A1 (de) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | Verfahren zur herstellung einer scheibenfoermigen, gekruemmten magnetspule und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3504223A1 DE3504223A1 (de) | 1986-08-07 |
DE3504223C2 true DE3504223C2 (de) | 1988-03-03 |
Family
ID=6261949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853504223 Granted DE3504223A1 (de) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | Verfahren zur herstellung einer scheibenfoermigen, gekruemmten magnetspule und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3504223A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4232882A1 (de) * | 1992-09-30 | 1994-03-31 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Wickeln von Fingerprint-Spulen |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3661672D1 (en) * | 1985-06-24 | 1989-02-09 | Siemens Ag | Magnetic-field device for an apparatus for accelerating and/or storing electrically charged particles |
-
1985
- 1985-02-07 DE DE19853504223 patent/DE3504223A1/de active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4232882A1 (de) * | 1992-09-30 | 1994-03-31 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Wickeln von Fingerprint-Spulen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3504223A1 (de) | 1986-08-07 |
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