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Aus einer Anzahl parallelgeschalteter überkreuzter Teilstäbe bestehender
Wicklungstab. Bei Wicklungstäben, die aus einer Anzahl parallelgeschalteter Teilstäbe
bestehen, erzielt man einen vollständigen Ausgleich in der Stromverteilung, wenn
man jeden Teilstab innerhalb der Nut über die ganze Länge des wirksamen Eisens gleichmäßig
durch sämtliche Höhenlagen leitet und den obersten Teilstab jeweils unmittelbar
in die unterste Lage überführt. Die aus dieser Anordnung sich ergebende Anzahl von
Kreuzungstellen der Teilstäbe richtet sich
nach der Zahl der Teilstäbe
und ist um Eins geringer als diese. Bei kurzen Maschinen müßte man demnach bei großer
Teilstabzahl eine verhältnismäßig große Zahl von Kreuzungstellen auf der kurzen
Länge des wirksamen Eisens unterbringen, so daß dann diese Kreuzungstellen unter
Umständen außerordentlich dicht beieinander liegen würden. Die Herstellung eines
solchen Stabes wird einerseits Schwierigkeiten bieten, anderseits wird seine Steifigkeit
nicht den gestellten Anforderungen entsprechen. Man könnte diese Nachteile wohl
dadurch beseitigen, daß man die Teilstäbe stärker bemißt, also ihre Anzahl und damit
auch die der Kreuzungstellen vermindert. Dies würde aber das Biegen der Teilstäbe
erschweren und die Lagerhaltung einer größeren Anzahl von Teilstabprofilen für die
verschiedenen Maschinentypen voraussetzen.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile, indem der Wicklungstab anstatt
aus einer größeren Anzahl von Teilstäben aus einer geringeren Anzahl sich kreuzender
Gruppen aufeinanderliegender Teilstäbe zusammengesetzt wird. Da man die Zahl der
Teilstabgruppen beliebig wählen kann und in der Zahl der. Einzelstäbe jeder Gruppe
nicht beschränkt ist, so hat man es in der Hand, ohne stärkere Teilleiter verwenden
zu müssen, die Verhältnisse so abzupassen, daß ein praktisch leicht ausführbarer
Stab von genügender Steifigkeit entsteht.
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Als Ausführungsbeispiel sei ein Stab gewählt, bei dem die U? eiheiter
an den Kreuzungstellen ausgeklinkt sind.
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Ein Vergleich zwischen Abb. i und 2 diene dazu, das Wesen der Erfindung
klarzustellen. Abb. i zeigt einen Wicklungstab, der aus sechs Teilstäben i, 2, 3,
4., 5 und 6 zusammengesetzt ist, die durch zwischengelegte Streifen 7 voneinander
isoliert und an den Stellen k1, k, k3, k, und k5 überkreuzt sind. An jeder Kreuzung
stelle ist jeder Teilstab derartig ausgeklinkt, daß der oberste Teilstab durch die
Ausklinkungen der übrigen Teilstäbe hindurch ohne seitliche Abbiegung unmittelbar
in die unterste Lage übergeht. :Ulan erkennt, daß bei sechs Teilstäben fünf Kreuzungstellen
auf die Länge des wirksamen Eisens entfallen, demnach die Ausklinkungen um so dichter
beieinander liegen müssen, je kürzer das wirksame Eisen bemessen ist.
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Abb. 2 veranschaulicht unter sonst gleichen Verhältnissen, d. h. unter
Beibehaltung der gleichen Länge des wirksamen Eisens und der gleichen Nutenhöhe,
einen Wicklungstab, bei dem anstatt der sechs Teilstäbe drei durch Zwischenlagen
8 voneinander isolierte Teilstabgruppen 1, 1I, 111 angeordnet sind, wobei
jede Gruppe aus zwei unisoliert aufeinanderliegenden Teilstäben besteht.
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Das Merkmal bei der Bauart nach Abb. i, daß jeder Teilleiter auf der
ganzen Nutenlänge sämtliche Höhenlagen einnimmt und in jeder dieser Lagen für einen
Teil seiner Länge achsial liegt, trifft bei der Anordnung nach Abb. 2 für jede Teilstabgruppe
zu, während die Teilstäbe innerhalb jeder Gruppe durch die ganze Nut unmittelbar
aufeinanderliegend geführt sind. Anstatt des obersten Teilstabes wird hier jeweils
die oberste Teilstabgruppe in die unterste Lage übergeführt.
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Die Zahl der Kreuzungstellen richtet sich demnach nicht mehr nach
der Zahl der Teilstäbe sondern nach der der Teilstabgruppen. Da bei dem Wicklungstab
nach Abb. 2 drei Stabgruppen vorhanden sind, so sind dort nur 3-1 = 2 Kreuzungsstellen,
nämlich ki und k." erforderlich. Der Querschnitt der Teilstäbe ist unverändertgeblieben,daher
lassen sichdieBiegungen an den Kröpfungstellen ebenso leicht ausführen wie bei dem
Stab nach Abb. i. Da die Zahl der Kreuzungstellen auf zwei vermindert ist,
wird die Herstellung wesentlich einfacher und die Steifigkeit günstiger.
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Die Teilstäbe jeder Teilstabgruppe stehen nun bei dem in Abb. 2 dargestellten
Beispiel auf ihrer ganzen Länge in metallischer Berührung, besitzen also zusammen
die gleichen elektrischen Eigenschaften wie ein einziger Stab, der die Stärke der
Teilstabgruppe besitzen würde. Demzufolge würde ein solcher Stab gegenüber dem nach
Abb. i aus bekannten Gründen eine Steigerung der Verluste verursachen. Um diese
zu vermeiden, werden die an ihren Enden parallelgeschalteten Teilstäbe jeder Teilsfabgruppe
auf der ganzen Länge der Nut durch Zwischenlagen voneinander isoliert und an geeigneten
Stellen der Nut unter sich überkreuzt.
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Die Abb. 3 bis 5 zeigen ein Beispiel für einen solchen `Wicklungstab,
und zwar Abb.3 die Gesamtanordnung, Abb. q. eine besonders herausgezeichnete Teilstabgruppe
und Abb. 5 ein Schaltbild, aus dem die Lage der einzelnen Teilstäbe an denverschiedenenStellen
der:`utenlänge hervorgeht.
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Das Beispiel benutzt sechs Teilstabgruppen 1 bis VI, die in gleicher
Weise wie bei Abb. 2 durch Zwischenlagen 8 sowohl auf den achsialen Strecken als
auch an den Überführungstellen voneinander isoliert sind. Jede Gruppe besitzt zwei
Teilstäbe mit gleichem Querschnitt, so die Gruppe 1 die Teilstäbe i, i', die Gruppe
11
die Teilstäbe 2, 2' und so fort. Hieraus folgt, daß sich fünf Kreuzungen
hl' bis k,; ergeben, während bei einem Stab der anstatt aus diesen sechs
Gruppen aus zwölf Einzelstäben bestände, bei gleicher Nutenlänge elf Kreuzungen
erforderlich wären.
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Die Teilstäbe der Teilstabgruppen sind auf der ganzen Länge des wirksamen
Eisens durch i Zwischenlagen g voneinander isoliert und miteinander an geeigneten
Stellen v1, v.,
der Nut gekreuzt. Man wird es möglichst vermeiden,
diese Kreuzungstellen in diejenigen der Teilstabgruppen zu legen, da letztere ohnehin
schon an ihren Kreuzungen ausgeklinkt sind und eine weitere Verschmälerung der Teilstäbe
nicht angängig wäre.
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Wie die Abb.5 erkennen läßt, liegen die Kreuzungstellen v1, v z,
..... v6 zwischen den Überführungen der Teilstabgruppen und unsymmetrisch
zueinander und zur Mitte des wirksamen Eisens. Bei vollständigem Ausgleich wird
diese Lage immer unsymmetrisch sein, wenn es sich nicht gerade um außerordentlich
dünne Teilleiter handelt. Die Verhältnisse werden nämlich am günstigsten, wenn man
die Kreuzungstelle der Einzelstäbe an solcher Stelle jeder Teilstabgruppe anordnet,
daB die in den Einzelstäben jeder Gruppe induzierten E. M. Ke. möglichst gleich
werden. Dann wird naturgemäß diese Gleichheit für alle Teilstäbe des Wicklungstabes
und für alle Teilstabgruppen zutreffen und ein vollständiger Ausgleich geschaffen
sein.
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Um jene Stellen für die Kreuzung der Einzelstäbe bei jeder Teilstabgruppe
festzustellen, muß nach bekannten theoretischen Untersuchungen der Wert h2
dl für alle Teilstäbe einer Gruppe gleich
groß sein, wobei h den variablen Abstand des Teilstabes vom Grunde des Stabes, L
die gesamte im Eisen liegende Länge des Stabes und dt das Differential derselben
bedeutet. Nach diesem Gesichtspunkt hat sich bei dem gewählten Beispiel von sechs
Teilstabgruppen und zwei Teilstäben für jede Gruppe die gezeichnete Lage der verschiedenen
Kreuzungstellen v1, v2, ..... vE; ergeben.
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Bei unsymmetrischer Anordnung der Kreuzungsteilen der Teilstäbe ist
bei der Einführung in die Nut besonderes Augenmerk auf die Lage des Wicklungstabes
zu richten, da es nicht gleichgültig ist, welcher der beiden äußersten -Teilstäbe
in der Nut nach oben oder nach unten zu liegen kommt. Um einen unrichtigen Einbau
von vornherein auszuschließen, kann man eine symmetrische Lage der Kreuzungsteilen
der Teilstäbe auf Kosten der Vollständigkeit des Ausgleichs vorsehen. Häufig wird
auch ein dem praktischen Bedürfnis genügender Ausgleich erreicht, wenn man die Kreuzungen
der Teilstäbe in der Mitte oder nahe der Mitte des wirksamen Eisens anordnet. Dann
wäre es bei der Einführung des Wicklungstabes in die Nut gleichgültig, welcher der
beiden äußersten Teilstäbe oben oder unten liegt.
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Bei der Kreuzung der Teilstäbe muß eine Verdickung der Teilstabgruppe
und damit eine Verdickung des Wicklungstabes vermieden werden. Es sind verschiedene
Bauarten bekannt, welche diese Bedingung und sich hier ohne weiteres anwenden lassen.
Besonders wird aber die in der Darstellung gewählte Art sein, bei der die Kreuzung
der Teilstäbe ebenso wie die Umführung der Teilstabgruppen erfolgt, d. h. durch
seitliches Ausklinken sämtlicher Teilstäbe der betreffenden Gruppe. Auch hier kann
eine Querschnittsverminderung der Teilstäbe an den Stellen durch Verdickungen vermieden
werden.
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Wie bereits erwähnt, kann man die Zahl der Teilstäbe für jede Gruppe
beliebig wählen. Es ist also nicht notwendig, daß nur zwei Teilstäbe wie bei den
dargestellten Ausführungsbeispielen für jede Gruppe verwendet werden, obgleich dies
am einfachsten ist und in den meisten Fällen genügt.