DE652948C - Gleichstromankerwicklung mit nach aussen hin, vorzugsweise stufenweise, vergroessertem Nutenquerschnitt - Google Patents

Description

Bei der Berechnung von Gleichstrommaschinenankern besteht naturgemäß -das Bestreben, den Querschnitt der Kupferleiter so groß zu machen, als es die Rücksicht auf die geforderte magnetische Leitfähigkeit der Ankerzähne noch gestattet. Bei Ankern mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser liegen die Mittellinien zweier benachbarter Nuten ziemlich stark divergent zueinander. Daher*weisen

ao die Ankerzähne an den meisten Stellen ihrer Länge einen unnötig großen Querschnitt auf, wenn die Nutenwände parallel zueinander liegen, weil die magnetische Leitfähigkeit eines Zahnes in der Hauptsache durch den Zahnquerschnitt beim Nutengrund bestimmt wird. Bei dieser Sachlage ist es möglich, die oberen Teile der Nut zu erweitern, ohne die magnetische Leitfähigkeit des Zahnes stark zu beeinträchtigen und somit erheblich mehr Kupfer in den Nuten unterzubringen als bei der im allgemeinen üblichen Nutenform mit parallelen Wänden.

Von dieser Möglichkeit einer Vergrößerung des gesamten Nutenkupferquerschnittes hat man schon bei den sogenannten wild gewickelten Ankern Gebrauch gemacht, bei denen die Drähte im Nutenquerschnitt regellos angeordnet werden und bei denen also auch bei konischer Nutenform eine volle Ausnutzung des verfügbaren Nutenraumes möglich ist.

Man hat-auch schon vorgeschlagen, Nuten zu verwenden, deren Nutenquerschnitt nach außen hin zunimmt und die voll mit Kupfer ausgefüllt sind. Bei den bekannten Anordnungen dieser Art war man aber gezwungen, den einzelnen Leiter innerhalb ein und derselben "Spule mit verschiedenem Querschnitt auszuführen. Dies geschah beispielsweise durch Verquetschen des Leiters oder durch Unterteilung desselben oder indem man die eine Seite jeder Spule um 90⁰ verdrehte. Alle diese Maßnahmen lassen sich in der Praxis nur schwer ausführen, besonders das Ver-. quetschen. Auch für die Herstellung von Schablonenwicklung sind solche Verschiedenheiten des Querschnitts der beiden Spulenseiten höchst unerwünscht.

Man hat weiterhin schon vorgeschlagen, einen Leiter in zwei Hälften zu unterteilen und diese beiden Hälften bezüglich der einen Spulenseite, die weiter außen liegt, nebeneinander, bezüglich der andern Spulenseite, die näher dem Ankermittelpunkt zu liegt, über-, einander anzuordnen. Bei derartigen Anordnungen ergibt sich zwar in der äußeren Leiterschicht ein größerer Kupferquerschnitt als in der inneren, aber die Zunahme des Querschnittes ist hier im allgemeinen nicht sehr günstig. Man muß in solch einem Fall die innere Stufe doppelt so lang machen, da bei der inneren Stufe zwei Leiter übereinander, in

"") Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Hugo Grob in Berlin.

der äußeren zwei Leiter nebeneinander liegen. Dadurch beansprucht die so hergestellte Wicklung für eine einzige Spule drei Umfangsschichten. Wie weiterhin leicht ist, hat diese Wicklungsart ebenfalls Nachteil, daß der Querschnitt der Spulenseiten einer einzelnen Spule verschieden ist. Die eine Spulenseite hat mehr'quadratische Form,, die andere ist langgestreckt ίο rechteckig. Hierdurch wird auch die Schablonenherstellung ungünstig.

Die Erfindung hat eine Wicklungsart zum Gegenstand, bei welcher alle diese Nachteile vermieden werden. Erfindungsgemäß werden übereinander mehr als eine Wicklung in die Nuten eingelegt und die beiden Spulenseiten je einer Spule mit deckungsgleichem Querschnitt und gleicher Querschnittslage zur Radialrichtung ausgeführt, wobei die weiter -außen liegenden Wicklungen mehr Spulenseiten, mehr Leiter oder größere Leiterbreite in der Umfangsriohtung besitzen als die weiter innen liegenden Wicklungen. Durch die Erfindung wird die volle Ausnutzung der Nutenraumvergrößerung, die entsteht, wenn man die Zahnwände statt die Nutenwände annähernd parallel zueinander legt, mit regelmäßig geformten Spulen möglich. Erfindungsgemäß werden in der radialen Richtung der Nuten nicht nur zwei, sondern mindestens vier Spulenseiten übereinander angeordnet (abgesehen von dem später erwähnten Sonderfall, wo nur drei Sgulenseiten übereinanderliegen). Da jeweils nur je zwei in einer Nut liegende Spulenseiten aus wicklungstechnischen Gründen die gleichen Abmessungen erhalten müssen, weitere Spulenseitenpaare jedoch in ihren Ausführungsabmessungen vom ersten Spulenseitenpaar vollständig unabhängig sind, so ist bei vier übereinanderliegenden Spulenseiten die Möglichkeit gegeben, bei dem weiter außen liegenden Paar in der Unifangsrichtung des Ankers um so viel vergrößerte Abmessungen anzuwenden, daß die an jener Stelle erweiterte Nut durch das Kupfer ausgefüllt wird.

Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der im Querschnitt dargestellte Gleichstromanker Ä besitzt Ankernuten B mit abgestuftem Querschnitt. Hierbei ist die Weite C der oberen Nutenteile so gewählt, daß der Zahnquerschnitt D bei der innersten Stelle des verbreiterten Nutenteiles C ungefähr gleich dem Zahnquerschnitt E bei der Zahnwurzel wird.

Sowohl die engeren Nutenteile F als auch die weiteren Teile C enthalten übereinander zwei Spulenseiten G bzw. /. -Entsprechend dem für die äußeren Spulenseiten verfügbaren größeren Raum ist auch ihr Querschnitt in der Ankerumfangsrichtung vergrößert, beispielsweise durch Wahl entsprechend dickerer Leiter oder durch Zusammenfassung von mehr Windungen in jeder Spule oder durch "ϊ-l^jordnung von mehr Spulenseiten nebenein-.er.

|**Hf-'Bekanntlich ist es möglich, die beiden je ^szu einer Spule gehörenden Spulenseiten im ; Anker auch in ein und derselben Umfangszylinderschicht anzuordnen, indem die beiden bei den üblichen Wicklungsarten in einer Nut übereinanderliegenden Spulenseiten nebeneinander angeordnet werden. Wird von den beiden Spulenseitenpaaren, die bei einem er- , findungsgemäß gewickelten Anker in den Nuten übereinander vorhanden sind, z. B. beim einen die eben erwähnte Anordnung angewendet, so liegen also in jeder radialen Nutenschicht drei Spulenseiten übereinander.

Durch die Anwendung der Erfindung ist es also möglich geworden, in Ankernuten von Gleichstrommaschinen erheblich mehr Kupfer unterzubringen, als es bisher bei regelmäßig gewickelten Spulen ausführbar war. Hierdurch kann die Leistungsfähigkeit der Maschinen bei gleichen Außenabmessungen gesteigert werden.

Die Art der Verbindung der einzelnen Spulen untereinander, mit anderen Worten das Wicklungsschema eines Ankers gemäß der Erfindung kann man aus dem Wicklungsschema eines gewöhnlichen Gleichstromankers in der Weise herleiten, daß man sich vorstellt, daß von den ,Spulen einer Wicklung gewöhnlicher Art (deren Spulenseiten in zwei Schichten fortlaufend nebeneinanderliegen) jede zweite Spule in die Höhe gehoben wird in der Weise, daß jedes zweite, in einer radialen Schicht gelegene Spulenseitenpaar der zunächst vorgestellten, bisher üblich gewesenen Anordnung je auf das daneben befindliche Spulenseitenpaar zu liegen kommt. Die Spulenverbindungen bleiben· hierbei bestehen.

Im abgebildeten Beispiel, in welchem der Übersichtlichkeit halber nur die Spulen einer einzigen radialen Spulenseitenschicht vollständig angedeutet sind, wären also zur Festlegung der Spulenverbindungen die oberen Spulenseitenpaare (mit größerem Querschnitt) vorübergehend je zwischen den unteren kleineren Spulenseitenpaaren anzuordnen, um bei dieser behelfsmäßigen Lage der Spulen zuerst ein Wicklungsschema gewöhnlicher Art aufzuzeichnen. Bei der Zurückverschiebung der Spulen aus der gedachten in ihre wirkliche Lage bleiben die Verbindungen unverändert.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Gleichstrornankerwicklung mit nach außen hin, vorzugsweise stufenweise, vergrößertem Nutenquerschnitt, der voll mit

   Kupfer ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß übereinander mindestens eine Zweischicht- und eine Einschichtwicklung oder mindestens zwei Zweischichtwicklungen in die Nuten eingelegt sind, und daß die beiden Spuienseiten je einer Spule deckungsgleichen Querschnitt und gleiche Querschnittslage zur Radialrichtung besitzen, und daß die weiter außen liegenden Wicklungen mehr Spulen-Seiten, mehr Leiter oder größere Leiterbreite in der Umfangsrichtung haben als die weiter innen liegenden Wicklungen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wicklung abwechselnd Spulen mit großem Leitungsquerschnitt und eolche mit kleinem Querschnitt hintereinandergeschaltet sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen