Hochwärmefeste Kompakt-Magnetspulen, insbesondere für die Magnetschwebe
technik. Die Erfindung bezieht sich auf hochwärmefeste Kompakt-Magnet
spulen, insbesondere Trag-, Führ- und Bremsmagnetspulen für die Magnet
schwebetechnik. Zum Schutz gegen Witterungseinflüsse werden die Magnet
spulen in der Magnetschwebetechnik grundsätzlich in Kunststoff vergossen.
Durch Auftreten der hohen Ströme insbesondere in Bremsmagnetspulen
werden diese Spulen stark erwärmt. Infolge der Erwärmung dehnen sich die
Wicklungen grundsätzlich aus und können sich verformen. Man strebt an,
die Wärmeausdehnung und die dadurch bedingte Verformung möglichst klein
zu halten, um ein Reißen der Vergußmaterialien zu verhindern. Bei
elektrischen Maschinen sind Rahmen aus Eisen oder Messing bekannt. Diese
bewirken jedoch Streuverluste, benötigen zusätzlich Raum und dehnen sich
bei Temperaturerhöhung stark aus. In der Magnetschwebetechnik ist es
bekannt, zur Erzielung von hohen Wicklungsfüllfaktoren eloxierte
Aluminuiumfolie zu wickeln und die einzelnen Wicklungslagen miteinander
zu verkleben. Nachteile dieser Klebetechnik sind komplizierte und teure
Klebeverfahren und die max. zulässige Wicklungstemperatur von 160°C.Highly heat-resistant compact magnetic coils, especially for magnetic levitation
technology. The invention relates to highly heat-resistant compact magnets
coils, in particular support, guide and brake magnet coils for the magnet
hovering technology. The magnets are used to protect against the weather
In magnetic levitation technology, coils are basically cast in plastic.
Due to the occurrence of high currents, especially in brake solenoids
these coils are heated up strongly. As a result of the heating, the
Windings basically out and can deform. One strives
the thermal expansion and the resulting deformation as small as possible
to prevent the potting materials from tearing. At
electrical machines are known from iron or brass frames. These
however, they cause wastage, require additional space and stretch
strongly increases when the temperature rises. It is in magnetic levitation technology
known, anodized to achieve high winding fill factors
Wrap aluminum foil and the individual winding layers together
to glue. Disadvantages of this adhesive technique are complicated and expensive
Gluing process and the max. permissible winding temperature of 160 ° C.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Magnetspulen insbesondere für
die Magnetschwebetechnik kostengünstig verfügbar zu machen, bei denen
die Verformung verhindert und bleibend fester Sitz der Metallfolien bei
betriebsbedingten hohen Temperaturänderungen erreicht wird, und die
weiterhin eine hohe Temperaturbeständigkeit (größer als 160°C), einen
hohen Wicklungsfüllfaktor und niedriges Gewicht aufweisen.The invention has for its object magnetic coils in particular
to make the magnetic levitation technology available inexpensively for those
The deformation prevents and the metal foils remain firmly in place
operational high temperature changes is achieved, and the
still a high temperature resistance (greater than 160 ° C), one
have a high winding fill factor and low weight.
Die Zeichnung zeigt eine hochwärmefeste Spule. Erfindungsgemäß wird eine
isolierte Metallfolie 2 auf einen Rechteck Eisenkern 1 aufgewickelt.
Dies kann geschehen mit Gegenzug nahe der Streckgrenze des Folien
materials durch gegenläufiges Drehmoment des Aufwickelhaspels und/oder
nach Aufheizen und darauf folgendem Abkühlen des Kerns und Folien
materials im Pressrahmen aus Material mit ähnlichem Dehnungskoeffizienten
wie das Kernmaterial. Vorzugsweise verwendet man eloxierte Reinaluminium
folie, da zusätzlich zur Eloxalschicht keine weitere Isolation benötigt
wird, diese Schicht sehr dünn ist und eine bessere Wärmeleitfähigkeit
als andere bekannte Isolierstoffe besitzt. Vorzugsweise kann als zu
sätzliche Kernisolation eine dünne Glasgewebeschicht zur Vermeidung
undefinierter Kontaktstellen am Kern außerhalb des Wicklungsanschlusses
sowie als Polster bei Kernunebenheiten verwendet werden. Die äußere
Verfestigung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf die geraden
Teile der Wicklung relativ dünne, ferro- oder antimagnetische Stahl
blechplatten 3 über die gesamte Folienbreite aufgelegt werden, die mit
einer Glasgewebeumfangsbandage 4 über die gesamte Wicklungsbreite fest
verzurrt werden. Je nach der Abmessung der Spule und der Stärke der
verwendeten Stahlblechplatten werden ein oder mehrere Querbandagen 5 aus
Glasgewebeband auf den geraden Teil der Wicklung gleichmässig verteilt.
Zum Beispiel wird der gewünschte Erfolg bei einem Spulenkern mit
320×75×55 mm, einer Wicklung bestehend aus eloxierten Reinaluminium
71×0,2 mm mit 135 Windungen und Temperaturunterschieden von 300 Kelvin
bei einer Blechstärke von 1 mm mit 2 Querbandagen und bei einer Blech
stärke von 0,5 mm mit 5 Querbandagen erreicht. Zum Aufbringen der
Glasbandagen muß wegen des kleinen Dehnungskoeffizienten von Glas auf
die niedrigste vorkommende Betriebstemperatur abgekühlt werden, um einen
allzeit festen Sitz der Bandage zu gewährleisten. Ein Lösen der Ver
zurrung wird durch das aufgabengemäße Eingiessen der Spule in elastischen
Kunststoff verhindert. Die noch vorhandene Wärmeausdehnung ist so
gering, daß eine Beschädigung der Spulen oder des elastischen Kunst
stoffes unterbleibt.The drawing shows a highly heat-resistant coil. According to the invention, an insulated metal foil 2 is wound onto a rectangular iron core 1 . This can be done with a pull near the yield point of the film material by opposing torque of the winding reel and / or after heating and subsequent cooling of the core and film material in the press frame made of material with a similar expansion coefficient as the core material. Anodized pure aluminum foil is preferably used, since in addition to the anodized layer no further insulation is required, this layer is very thin and has better thermal conductivity than other known insulating materials. A thin glass fabric layer can preferably be used as additional core insulation in order to avoid undefined contact points on the core outside the winding connection and as a cushion in the case of unevenness in the core. The external solidification is achieved in that relatively thin, ferro- or antimagnetic steel sheet plates 3 are placed over the entire width of the film on the straight parts of the winding, which are firmly lashed with a glass fabric bandage 4 over the entire winding width. Depending on the dimension of the coil and the thickness of the sheet steel plates used, one or more transverse bandages 5 made of glass fabric tape are evenly distributed over the straight part of the winding. For example, the desired success is achieved with a coil core with 320 × 75 × 55 mm, a winding consisting of anodized pure aluminum 71 × 0.2 mm with 135 turns and temperature differences of 300 Kelvin with a sheet thickness of 1 mm with 2 transverse bandages and one sheet Thickness of 0.5 mm achieved with 5 cross bandages. To apply the glass bandages, the glass has to be cooled down to the lowest operating temperature due to the small expansion coefficient of glass, in order to ensure that the bandage is firmly attached at all times. A loosening of the Ver Verrung is prevented by casting the coil in elastic plastic according to the task. The thermal expansion that is still present is so low that damage to the coils or the elastic plastic does not occur.