DE372206C

DE372206C - Edge winding for electrical machines and devices

Info

Publication number: DE372206C
Application number: DEA35652D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Publication date: 1923-03-23

Description

Hochkantwicklung für elektrische Maschinen und Apparate. Die Erfindung ,betrifft eine spezielle Aus-. Führungsart der bekannten Spulenwicklungen aus hochkantig gewickeltem Flachkupfer oder sonstigem Material, ,die bisher hauptsächlich für Magnetwicklungen größerer Maschinen verwendet wurden. Die Verwendungsmöglichkeit der in üblicher Weise ausgeführten Hochkantspulen ist -jedoch an einige Voraussetzungen gebunden. Zunächst ist es notwendig, den Spulen kreisrunde oder ovale Formen zu geben. Dabei hängt das Maß des kleinsten Krümmungsradius von den Querschnittsdimensionen des Leiters und dessen Biegsamkeit ab; je breiter und flacher .das Leiterband ist, desto größer muß der Radius sein, um welchen es gerade noch hochkant gesogen sein kann. Da nun meistens durch die Abmessungen einer Maschine der Krümmungsradius und d.ie radiale Stärke ;der Spule (welche ii;m Falle der Hochkantwicklung gleich :ist der Breite .des Kupferbandes) bestimmt ist, so ergibt sich dadurch :eine Mindeststärke ,des Bandes zin achsial@er Richtung der Spule, welche mit Rücksicht auf gutes Hochkantbiegen nicht mehr unterschritten werden kann, Damit ist auch ein Mindestquerschnitt und eine Begrenzung-;des Stromes nach unten gegeben, für welche eine Hochkantwicklung im betreffenden Falle noch ausführbar ist. Ein zweiter Nachteil der normalen Hochkantwicklung liegt darin, daß beim Biegen die innen liegende Kante ge staucht, die außen liegende Kante gedehnt wird, wodurch sich der ursprünglich rechteckige Querschnitt in einen keilförmigen verwandelt und idie aufeinanderkegenden Flächen der einzelnen Windungen nicht mehr parallel bleiben, was .im ;Hinblick auf die eingelegte Isolation nicht günstig ist. Bei kreisrunden Spulen ,kann man dem zwar abhelfen, indem man dem Kupfer von Haus aus keilförmigen Querschnitt gibt und es in .dem Sinne biegt, daß es in der fertigen Spule rechteckig wird. Dieses Mittel versagt naturgemäß bei ovalen Spulen, zu welchen aber idie Maschinenal;m,essungen meist zwingen.Edge winding for electrical machines and apparatus. The invention , concerns a special training. Type of guidance of the known coil windings from edgewise wound flat copper or other material, previously mainly used for magnetic windings larger machines were used. The possibility of using the in usual Wise executed edgewise spools are bound to a few requirements. First of all, it is necessary to give the coils a circular or oval shape. Included the dimension of the smallest radius of curvature depends on the cross-sectional dimensions of the Conductor and its flexibility; the wider and flatter the ladder tape, the more the radius by which it can still be drawn upright must be larger. Since now mostly by the dimensions of a machine the radius of curvature and d.ie radial strength; of the coil (which ii; in the case of edgewise winding the same: is the Width of the copper band) is determined, this results in: a minimum thickness , of the tape zin axially @ er direction of the coil, which with regard to good edgewise bending can no longer be fallen below, so there is also a minimum cross-section and a limitation; given the current downwards, for which an edgewise winding is still feasible in the case in question. A second disadvantage of normal upright winding lies in the fact that when bending the inside edge compresses ge, the outside Edge is stretched, whereby the originally rectangular cross-section is converted into a wedge-shaped transforms and i the converging surfaces of the individual windings no longer stay parallel, which is not the case with regard to the inserted insulation is cheap. With circular coils, this can be remedied by removing the copper is inherently wedge-shaped cross-section and it bends in the sense that it is in the finished coil becomes rectangular. This remedy naturally fails with oval ones Coils, to which, however, machine measurements usually force.

Die im weiteren beschriebene Erfindung soll nun eine Herabsetzung ides Leiterquerschnittes, d. h. die Anwendung von Hochkantspulen auch für kleinere Stromstärken, außerdem die Ausführung derselben als rechteckige und mehreckige Spulen in belie'ager Abmessung mit überall rechteckigem Leiterquerschnitt ermöglichen. Gegenüber einer bekannten Hochkantwicklung, bei welcher die Ecken durch Umbiegen eines bandförmigen, gefalzten Leiters und seiner Isolation um eine zur Längsrichtung ödes Bandes geneigte Achse gellildet werden, weist der Erfindungsgegenstand,den wichtigen Vorteil auf, daß die Verdickung .der Ecken dadurch vermieden wird, daß ider bandförmige Leiter an den Stellen, die die Ecken bilden sollen, nur halbe Dicke besitzt.The invention described below is now intended to be a reduction ides conductor cross-section, d. H. the use of edgewise spools also for smaller ones Current intensities, as well as the execution of the same as rectangular and polygonal coils in any dimension with a rectangular conductor cross-section everywhere. Compared to a known upright winding, in which the corners are bent over a band-shaped, folded conductor and its insulation around one to the longitudinal direction The subject of the invention has the important advantage that the thickening of the corners is avoided in that The ribbon-shaped conductor at the points that should form the corners is only half the thickness owns.

Gemäß der Erfindung wird die Wicklung in folgender Weise hergestellt: Bezeichnet man miit a die radiale Spulenausdehnung (Breite -des Leiters auf der Spule), mit b die Höhe (des erforderlichen Leiterquerschnittes, mit aX b also den Querschnitt selbst, so ist für die Wicklung ein Band von der Breite 2a und der Dicke zu nehmen. Aus ,diesem Bande werden, wie Abb. r zeigt, in entsprechend regelmäßig wiederkehrenden Abständen c und d, welche die lichten Weiten der zu wickelnden Spulen darstellen, Quadrate von der Seitenlänge a ausgestanzt. Das so zugeschnittene Band wird dann um die Mittellinie x-x umgebogen, so ,daß seich ein Leiter von der Breite a, der Dicke b längs c und d und der Dicke an den Stellen der ausgestanzten Quadrate ergibt (s. Abb. 2). Nun wird dieses Band abermals um,die in Abb.2 angedeuteten Diagonalen A-E, F-D usw der ausgesparten Quadrate zusammengebogen, wodurch die einzelnen Windungen nVit den gewünschten Seitenlängen c, d entstehen (A'bb. 3). Der Vorgang .bei .dieser Operation eist ,dabei gemäß Abb. 5 so gedacht, daß sich die Spule auf ein um seine Vertikalachse drehbares Prisma P aufwickelt. Die Linie y-y bedeutet die räumliche Lage der Kante, um welche die Ecken j@edesm@al gebogen werden. Das nach Abb. a vorbiearbeitete Band befindet such auf Ader Trommel T in einiger Entfernung von y-y. .Fas mag nun den Anschein haben, als wenn beim Aufwickeln der Spule und jedesmaligem Umbiegen des von der Trommel ablaufenden Bandes dieses eine stets zunehmende Verdriillung erfahren müßte. Man kann dies :bei feststehender B:iegungskante y-y 'beispielsweise @dadurch umgehen, ,daß man das Prisma P .abwechselnd vor denn Abbiegen einer Ecke @um 9o° in einem und vor dem Abbiegen der nachfolgenden Ecke um 27o° im entgegengesetzten Sinne unter Festhaltung des bereits laufgewickelten Bandes verdreht. Durch .diesen Wechsel des Drehsinnes .entsteht anstatt ,einer fortschreitenden, nur eine zeitweilig geringe Vendrillung des Bandes, welche bei genügender Entfernung z"vischen Trommel und Prisma nicht hinder= lich wirkt.According to the invention, the winding is produced in the following way: If a denotes the radial coil extension (width of the conductor on the coil), b denotes the height (of the required conductor cross-section, aX b the cross-section itself, then for the winding to take a band of the width 2a and the thickness. As Fig. r shows, at correspondingly regularly recurring intervals c and d, which represent the clear widths of the coils to be wound, squares of side length a are punched out. The tape cut in this way is then bent around the center line xx so that a conductor of width a, thickness b along c and d and the thickness is formed at the points of the punched-out squares (see Fig. 2). Now this band is bent again around the diagonals AE, FD etc. of the recessed squares indicated in Fig. 2, whereby the individual turns nV with the desired side lengths c, d arise (Fig. 3). The process during this operation is, according to Fig. 5, thought so that the coil is wound onto a prism P which can be rotated about its vertical axis. The line yy means the spatial position of the edge around which the corners j @ edesm @ al are bent. The tape prepared according to Fig. A is also located on core T at some distance from yy. It may now appear that when the reel is wound up and the tape running off the drum is bent over each time, it must experience an ever increasing twist. One can avoid this: with a fixed bending edge yy ', for example, by holding the prism P alternately before turning a corner by 90 ° in one direction and before turning the following corner by 27 ° in the opposite direction of the tape that has already been wound is twisted. As a result of this change in the direction of rotation, instead of a progressive twist, there is only a temporary slight twisting of the belt, which does not have an obstacle if the distance between the drum and the prism is sufficient.

Man könnte auch die Parallelogramme auf derselben Seite des Bandes ausstanzen, wobei das Band ohne Rückdrehung der Spule fortlaufend aufgewickelt werden könnte. Es müßte dann aber die Biegungskante y-y abwechselnd um 9o° in der Horizontalen verdreht werden.You could also have the parallelograms on the same side of the belt punch out, the tape being wound continuously without turning the spool back could. But then the bending edge y-y would have to alternate by 90 ° in the horizontal be twisted.

Bei der beschriebenen Ausführungsform der $ochkanbspulen läßt sich bedeutend dünneres Leitermaterial verarbeiten als nach der Methode des Hochkantbiiegens, und es wird dadurch möglich, Spulen für kleinere Stromstärken und Spulen von beliebigen Seitenlängen auszuführen, bei @denen auch :die Isolation zwischen den stets parallel ;bleibenden aufeiinanderliegenden Flächen der einzelnen Windungen gut festsitzt.In the described embodiment of the $ ochkanbspulen Process significantly thinner conductor material than with the method of edgewise bending, and this makes it possible to produce coils for smaller currents and coils of any Execute side lengths, with @denen too: the isolation between the always parallel ; the remaining superimposed surfaces of the individual windings are firmly in place.

Wie aus Abb. i zu ersehen ist, hat der Querschnitt an .den Stellen der ausgestanzten Quadrate den halben Betrag des ursprünglichen Ouerschnittes. Die dadurch entstehende Widerstandserhöhung des- ausgestreckten Bandes kommt aber im zusammengelegten .Zustande in ,der @fertigen Spule nicht mehr voll zur Geltung. Denn die aufeinanderlliegenden Flächen der beiden Teile, welche eine Windung bilden, geben so weit Kontakt, daß mit Ausnahme der Fugen A B, B E, D F usw. (Abb, 3) der Gesamtkörper einer Windung elektrisch einem homogenen Kupferkörper fast gleich kommt. Die Querschnittkontraktion ist somit auf Idas kurze Stück von der Länge einer Fugenbreite beschränkt. Die an diesen Stellen entstehenden Wärmemengen ,sind sehr klein, und es ist für diese eben eine gute Ableitung nach beiden Seiten des gut leitenden Kupferbandes gegeben. Übrigens kann die Widerstandserhöhung idadurch beseitigt werden, @daß die zusammengefalteten Teile des Bandes an den Stellen der Dreiecke A B E, C D F usw. miteinander verlötet oder verschweißt werden. Hierbei können auch die Fugen A B, B E, C F, C D usw. leitend überbrückt werden, so daß ,an keiner Stelle eine Querschnittsverminderung ;stattfindet. Die Verlötung, Verschweißung, gegebenenfalls Vernietung der zusammengefalteten Bandteile an Iden Ecken oder auch nach .der ganzen Länge erfolgt erfindungsgemäß noch zu .dem Zwecke, bei umlaufenden Spulen eine größere mechanische Festigkeit zu erzielen.As can be seen from Fig. I, the cross-section at the points of the punched-out squares has half the amount of the original cross-section. The resulting increase in resistance of the extended band is no longer fully effective in the collapsed state in the finished spool. Because the superposed surfaces of the two parts, which form a turn, give so much contact that, with the exception of the joints A, B, BE, DF etc. (Fig, 3), the entire body of a turn is electrically almost the same as a homogeneous copper body. The cross-sectional contraction is thus limited to Ida's short piece the length of a joint width. The amounts of heat generated at these points are very small, and there is good dissipation for them on both sides of the highly conductive copper tape. Incidentally, the increase in resistance can be eliminated @ that the folded parts of the tape are soldered or welded together at the points of the triangles ABE, CDF, etc. The joints AB, BE, CF, CD etc. can also be bridged in a conductive manner, so that there is no reduction in cross-section at any point. The soldering, welding, possibly riveting of the folded band parts at the corners or even after the entire length is carried out according to the invention for the purpose of achieving greater mechanical strength with rotating coils.

Die in neuerer Zeit zwecks Vergrößerung der Oherflläche ausgeführten Hochkantrippenspulen, -bei welchen einzelne Windungen über die anderen vorstehend ausgeführt werden, läßt sich auch mit der erläuterten Wicklungsart erreichen. Es sind zu diesem Zwecke nur die Längen c und d stellenweise entsprechend zu vergrößern. Eine solche Ausführung ist in Abb.4 .dargestellt. Nach einer Anzanl Windungen mit den Seitenlängen c und d folgt eine Windung mit den größeren Längen c' und d', die iinfolgedessen über die anderen Windungen hervorragt.Those carried out in recent times for the purpose of enlarging the surface area Edgewise rib coils, in which individual turns protrude over the others can also be achieved with the type of winding described. It For this purpose, only the lengths c and d have to be increased accordingly in places. Such a design is shown in Figure 4. After a number of turns with the side lengths c and d are followed by a turn with the greater lengths c 'and d', the As a result, protrudes over the other turns.

Auch vieleckige Spulen :können nach dem ,beschriebenen Verfahren ausgeführt werden, nur sind .dabei statt der Quadrate Parallelogramme auszustanzen.Even polygonal coils: can be carried out according to the method described only, instead of the squares, parallelograms are to be punched out.

Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen zunächst ein Leiterband mit Ausschnitten versehen, hierauf gefaltet und dann durch Umbiegen an den durch die Ausschnitte geschwächten Stellen zu den gewünschten Windungen geformt wird, kann Glas vorhergehende Falten eines doppelbreiten Bandes auch vermieden werden, .indem ein Leiterband von oder Breite des fertigen Leiters .entsprechend hergerichtet wird. Der fertige Leiter hat dieselben Eigenschaften wie das gefaltete Leiterband.While in the embodiments described so far, initially cut out a ladder tape, then folded it and then bent it over formed into the desired turns at the points weakened by the cutouts glass anterior folds of a double-width ribbon can also be avoided, .by a conductor strip of or width of the finished conductor. prepared accordingly will. The finished conductor has the same properties as the folded conductor strip.

Nach Abb, 6 wird der Leiter in :der Weise hergestellt, .daß auf ein Band in von der Breite ca (gleich der des fertigen Leiters) und der haben Stärke b Teilstücke n. von gleichem Querschnitt, deren Längen c, d ungefähr den inneren Seitenlängen der zu wickelnden Spule entsprechen, in Abständen von der angenäherten Breite a des Bandes aufgelegt werden. Die Befestigung der Stücke n kann in beliebiger Weise, etwa .durch Nieten, Löten oder Schweißen jerfolgen. Abb. 7 zeigt einen in anderer Weise hergestellten Leiter. Bandstücke p von der Breite a, Stärke und von der Länge 1= a -j- c -f- d werden abwechselnd aufeinander gel:egt bzw. L.efestigt, so daß der fertige Leiter ahwechselnd auf Strecken c und d d en vollen Querschnitt cxhb und dazwischen die halbe Stärke erhält. Die Aussparungen erscheinen hier im Gegensatz zu der Ausfüihrungsform in Abb.6 abwechselnd auf der einen und ,der anderen Seite des Leiters.The manner, .that on a tape in the width ca (equal to that of the finished fiber) and have n strength b sections of the same cross section, c their lengths, d about the inner: as shown in Fig, 6, the conductor is in. Side lengths correspond to the coil to be wound, are placed at intervals of the approximate width a of the tape. The pieces can be fastened in any way, for example by riveting, soldering or welding. Fig. 7 shows a conductor made in a different way. Pieces of tape p of width a, thickness and length 1 = a -j- c -f- d alternately placed on top of each other or fixed, so that the finished conductor ah alternately on sections c and d the full cross-section cxhb and half the thickness in between receives. In contrast to the embodiment in Fig. 6, the recesses appear here alternately on one and the other side of the conductor.

In den Abl). 8 und g ist .eine Ausführungsform dargestellt, Lei welcher als Ausgangsmaterial ein Leiter mit dem vollen Querschnitt (Breite a und Stärke b) zur Verwenciung kotmnt. Aus :demselben werden dann :die Aussparungen erst besonders herausgear::eitet, z. B. durch Fräsen, Hobeln oder Schleifen. Die Aussparungen können, wie die Abb. 8 und g zeigen, je nach d er Art der folgenden Aufwicklungsart sämtlich auf derselben oder abwechselnd auf :der entgegengesetzten Seite angebracht werden.In the oj). 8 and g is .an embodiment shown, which The starting material is a conductor with the full cross-section (width a and thickness b) kotmnt for use. From: the same then become: the gaps in particular out :: eitet, z. B. by milling, planing or grinding. The recesses can as Fig. 8 and g show, depending on the type of the following type of winding, all on the same or alternately on: the opposite side.

Wie schon hetnerkt wurde, erhalten die Aussparungen naturgemäß bei Herstellung rechteckiger Spulen quadratische, hei mehreckigen Spulen rhrom.busförmige Gestalt. Selbstverständlich kann aus Herstellungs-oder anderen Gründen eine von der quadratischen oder parallelogramimförmigen Gestalt al;weichende Form gewählt werden, ohne daß das Wesen der Erfindung hierdurch berührt wird.As has already been mentioned, the recesses are naturally at Manufacture of rectangular coils square, hot polygonal coils, rhrom.bus-shaped Shape. Of course, for manufacturing or other reasons, one of the square or parallelogram-shaped shape al; chosen shape without affecting the essence of the invention.

Claims

PATEN T CLAIMS: z. Edge winding for electrical and: apparatus, the corners of which are formed by a band-shaped. @ igen Leide ters around an axis inclined to the axis daband-shaped characterized in that @ conductor at the .der corners to form Places only half as thick as in the other places.

2. Hochkantwickl ng according to claim t, characterized by a ribbon-shaped conductor of double width and half the thickness of the required conductor cross-section, which is provided at .den to corners with substantially parallelogram-shaped recesses and between the recesses .by folding to the required width and thickness is brought. . Edgewise winding according to .Anspruch i or 2, characterized in that the distances (c, d) of the parallelogram-shaped recesses are chosen from each other so that individual turns: get a larger side length and thereby against ü? protrude. 1. Edgewise icklu: ng according to claim z Lis 3, thereby gel.ennze@ichnet, for the purpose of reducing the line resistance, the folded parts of the conductor area are soldered or welded to the winding corners. 5. Edgewise winding according to claim z to 1, in order to reduce the line resistance and butt joints are conductively bridged. 6. Edgewise winding according to claim t Isis 5, characterized in that parts of the tape which are folded together over their entire length are riveted in order to increase the mechanical strength. . A method for producing the according to claim i to 6, da-. characterized by, parallelogram @ mörm: igen cutouts alternately on both sides: of the tape are attached and the latter in the joined together by an oscillating movement: the winding device becomes a spool. B. Ho hkantwicklung according to claim z, characterized by the application of a band-shaped whose thickness on because of a parallelogram: the particular corners, places is reduced by half. 9. Edgewise winding according to claim z, characterized in that on a tape reverberation: he conductor thickness strips of approximately the same cross-sectional shape are applied in such or by soldering, ieten welding that between the same # for bending recesses remain free, io. Edgewise winding according to claim z, characterized in that individual conductor strips half the thickness of the finished lzw. are attached, between which the recesses required for bending remain free. r z. Edgewise winding according to .Anspruch 8, characterized in that the depressions required for folding on one side are worked out alternately on suffering sides.