DE6948507U

DE6948507U - Anordnung bei einer dynamoelektrischen maschine zur halterung einer feldwicklung

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Publication number: DE6948507U
Application number: DE6948507U
Authority: DE
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1969-02-05
Filing date: 1969-12-16
Publication date: 1971-02-04
Also published as: DE1962932A1; GB1233862A; DE1962932B2; DE1962932C3; CA918736A; US3549926A

Description

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6000Frankfurt/main Dipl.-Wirtsch.-Ing.B.Jochem freiherr-vom-stein-strasseib

InSadwa: - Az. ι

F, o'rd-Werke
Aktiengesellschaft
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Ottoplatz 2

Priorität der amerikanischen Patentanmeldung Serial No. 796 665 vom 5» Februar 1969

Anordnung bei einer dynamoelektrischen Maschine zur Halterung einer Feldwicklung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung bei einer dynamoelektrischen Maschine zur Halterung einer von den Windungen eines isolierten Leiters gebildeten Feldwicklung zwischen der Innenfläche des aus ferromagnetischem Material bestehenden Maschinengehäuses und einem die Wicklung mit einem verjüngten Kern durchsetzenden und mit diesem an der Innenfläche des Maschinengehäuses befestigten ferromagnetisehen Polschuh.

Feldwicklungen für dynamoelektrische Maschinen mittlerer Grosse werden für gewöhnlich mit Trennstreifen aus Papier abisoliert, die zwischen die einzelnen Windungen eines zumeist flachen Leiters eingebracht werden. Wenn die abwechselnd aus den flachen Leiterwindungen und dem Papier bestehende Wicklung fertiggestellt ist, wird sie in ein Papier- oder Gewebeband eingeschlagen und, wenn erforderlich in Isolierlack getränkt, der nachträglich noch einer Wärmebehandlung unterzogen werden kann.

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Diese bekannte Isolationsausbildung hat den Nachteil, dass ihre Herstellung verhältnismässig umständlich ist und die fertiggestellte Feldwicklung, insbesondere nach dem Aushärten des Isolierlacks, ein in sich steifes Gebilde darstellt, für dessen Halterung zwischen dem Polschuh und dem Gehäuse zur Vermeidung von Druckschäuen etwas Spiel gelassen werden muss, so daß die Wicklung in unerwünschter Weise einen losen Sitz behält. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Anordnung der eingangs genannten *rt zu schaffen, die sich durch einfache Herstellung auszeichnet und ohne die Gefahr einer Beschädigung der Feldwicklung einen festen Sitz derselben im eingebauten Zustand gewährleistet. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Isolation des Leiters von einer diesen umhüllenden längsverlaufenden ochicht aus Isoliermaterial gebildet wird, die ar wenifstens einer Längsseite des Leiters derart überstent, daß sie eine längslaufende elastische Rippe bildet, welche im eingesetzten Zustand der Feldwicklung gegen die Innenfläche des Maschinengehäuses und/oder die Aussenfläche des Polschuhs anliegt und die Feldwicklung zwischen diesen Flächen elastisch verspannt .

Line solche Anordnung kann dadurch leicht hergestellt werden, daß auf ein Papier- oder Stoffband eine Klebstoffschicht aufgetragen wird und das Band rund um den Leiter gelegt wird, woraufhin der Leiter auf einer selbsttätig arbeitenden Vorrichtung zur fertigen Wicklung geformt wird. Das Band wird nur auf den die Windungen bildenden Teil des Leiters aufgebracht, nicht hingegen auf die besonders ge formten Leiterenden, da die Biegungen an diesen Enden zu scharf für das Band sind. Ausserdem sind abisolierte Leiterenden erforderlich, um Anschlüsse an diese Enden löten oder hartlöten zu können.

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Da das Band nicht auf die Leiterenden aufgebracht wird, erübrigt sich ein nachträgliches Abisolieren, und die vom Band gebildete Isolierschicht kann en dem Leiter als allseitig dichte Umhüllung mit einer Stoß- oder Überlappungsverbindung angebracht werden. Die überstehenden Kanten der Isolierschicht bilden eine längslaufende Rippe, die als Polster dient, y-'ttels welchem die Wicklung fest in der dynamoelektrischen Maschine gehalten wird.

Die die Rippe bildende überstehende Isolierschicht =m einer oder zwei Längskanten des Leiters liegt entweder gegen die Innenfläche des Gehäuses oder die Aussenfläche des Polschuhs oder gegen beide Flächen innerhalb der dynamoelektrischen Maschine an, wodurch, wie bereits erwähnt, die Wicklung fest in Stellung gehalten wird, während gleichzeitig jeglicher Kurzschluss oder ein sonstiger elektrischer Isolationsfehler verhindert wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen :

Pig. 1 eine Draufsicht auf eine vorgefertigte Feldwicklung für eine dynamoelektrische Maschine,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durcr einen die Wicklung nach Fig. 1 bildenden Leiter mit einer ersten Ausführungsform der Isolierschicht nach der Erfindung,

Fig. 3 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 mit einer anderen Ausführungsform der Isolierschicht,

Fig. 4 in etwas vergrößerter Darstellung einen Schnitt nach Linie 4 - 4 in Fig. 1,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Wicklung nach bogenförmiger Verformung derselben zum Einbau in eine dynamoelektrische Maschine,

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Fig. 6 in verhältnismässig kleinem Maßstab die Aussenansicht des Gehäuses einer dynamoelektrischen Maschine,

Fig. 7 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt nach Linie 7 - 7 in Pig. 6,

Pig. 8 eine Innenansicht des Maschinengehäuses mit der durch einen Polschuh gehalteren Feldwicklung, aus der Ebene 8 - 8 in Fig. 7 betrachtet,

Fig. 9 in schetnatischer Darstellung eine Isolier-

und ¹^iCklungsvorrichtung zur Herstellung einer Fpidwieklung nach Fig. 1,

Fig.10 in starker Vergrößerung einen Schnitt durch den unteren Teil einer Zuniess- und Abschneidrolle der Vorrichtung nach Pig. 9 entlang der dortigen Schnitt Haie 10-10,

Vig.11 einen Schnitt an einer anderen Stelle der Zumeß- und Abschneidrolle längs der Schnittlinie 11 - 11 in Fig. 9,

Pig.12 einen Teilschnitt nach Linie 12 - 12 in Fig. 11,

Fig.15 einen Schnitt nach Linie 13 - 15 in Fig. 9,

Fig. 14· einen Schnitt nach Linie 14 - 14 in Fig. 9,

Fig.15 einen Schnitt nach Linie 15 - 15 in Fig. 9,

Fig.16 einen Schnitt nach Linie 16 - 16 in Fig. 9,

Fig.17 einen Schnitt nach Linie 17 - 17 in Fig. 9 und

Fig.18 einen Schnitt nach Linie 18 - 18 in Fig. 9.

Uie in Fig. 1 dargestellte Feldwicklung 10 besteht aus einer Anzahl Windungen 11 von im wesentlichen rechteckiger Gestalt rit einer gleichfalls rechteckigen Aussparung in der Mitte.

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Die Enden 14 und 16 der Wicklung 10 bestehen aus blankem Kupfer zum Anschluss an einen äusserem Stromkreis, während der übrige Teil des kupfernen Leiters der Wicklung 10 mit den Windungen 11 von einer dünnen Schicht aus Isoliermaterial bedeckt ist.

Fig. 2 zeigt eine solche Isolationsanordnung nach der Erfindung mit einem aus Flachinaterial bestehenden Leiter-, der von einer dünnen Isolierschicht 20 mit überstehenden Rändeln 22 und 24 umhüllt ist, die sich, im Querschnitt betrachtet, von diesem Leiter in Richtung der langen Querschnittsachte erstrecken. Die dünne Isolierschicht 20 kann aus Papier wie beispielsweise Kreppapier mit einer Dicke von 0,127 mm bestehen. Auf der Innenseite Ist das Papier mit einer Klebeschicht bedeckt, welche die dünne Isolierschicht 20 auf dem Leiter 18 festhält, wobei die überstehenden Schichtkanten 22 und 24 unter Ausbildung einer Rippe 26 gegeneinander verklebt sind.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform nach Figo 3 ist die dünne Isolierschicht derart um.den Leiter 18 geformt, daß sie in der Mitte des Leiterquerschnitts bei 28 stumpf gegei, einander stößt. Überstehendes Schichtmaterial "bildet an den Schmalseiten des Leiterq-uerschnitrs Rippen 30 und 32 von doppelter Schichtdicke, in-dein die Schichten dort gegeneinander verkleben.

Die die Feldwicklung 10 bildenden Windungen 11 tragen die dünne Isolierschicht 20 mit den davon abstehenden Rippen 26. Diese Windungen werden bei 34 und 36 mit Klebeband umwickelt, um die Windungen 11. der Wicklung 10 zusammenzuhalten. Wenn die Feldwicklung aus einer Wickelmaschine herauskommt, hat sie die aus Fig. 4 ersichtliche Gestalt, wobei die Rippen 26 zum Teil umgebogen sind und einen Winkel zur längeren Querschnittsachse des Leiters 18 einnehmen. Die Feldwicklung 10 ist hierbei zunächst eben und muss dann noch in die in Fit.

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dargestellte bogenförmig gewölbte Form gebracht werden. Dies kann mit Hilfe eines Domes oder einer P. esse geschehen "und wird so ausgeführt, daß die Feldwicklung 10 in das zylindri sche Gehäuse 40 einer dynamoelektrischen Maschine gemäss der Darstellung in den Fig. 6 bis 8 passt.

Das in Fig. 6 dargestellte Gehäuse 40 der dynamoelektrische . Mascnine besteht aus ferromagnetic ehern Material und hat im wesentlichen zylindrische Gestalt. Das Gehäusr 'K) trägt innen^eitig, wie die Fig. 7 und 8 seigen, eine.i ferromagnebisehen Polschuh 42. Der verjüngte Kern des PcIschahs 42 hat eine gekrümmte Aussen"Lache ψν m: ^u einem Krümmungsradius gleich dem dei "nnenfläc^e de;-, zylindrischen Gehä^{1 :}es 40 und Ie^t s: ch nut der Ausseai'la ie 44 gegen die Innen±i-.che aes Gehäuses 4P unmittelbar! an. Weitei iin hat der Polschuh 41 zw.. siel b genförmig erstreckende Flpnschen 46 und 48 mir Radit ι _oxeich0^T> Krümmung wie cie "ussenfIL"he 44 und die Iixiten iaca de zylindrischen Gehäuses 40. Der F -Is^huh 42 ip"L" F Geii ^ioe Ί-0 mit Hilfe eines Geitfindel olzens 50 befestigt»

Die Feidwic'cl ig 10 v/ird zwischtn de^ Iiinenf? "ehe des Gehäuses 4-0 und den Au^. e^ !"läohen der Flanschen 45 un/¹ -'- des Po^ schuhs 42 gehalten. Dia νοι± d r dünn ._) Isolierschicht g?- bild ten Rippen 4 liefen, ..ie Fig. 7 zeigt, gegen ¹Ie Aussenf Ί ."ohPTi der F]ansciien -K5 ;_nd. 48 des jPolschtiiies 4.^j an τιπά halten Jie Feldwicklung "0 innerhalb der dyiamoelektiIschen Naschine elastis. ι in Suellung. Eben j können a ch die Rippen 26 g^r gen die innenfläche u-s Gehäuses 40 bnliegeii.

Wenn der Leiter 'ib., wie in i^?ig. 3 dargestellt, "von der Isolierschicht unter Ausbildung von zwei Rippen 50 und 32 an jeder Schmalseite des Leiters 18 umhüllt ist, werden die Rippen 30, 32 in Anlage sowohl gegen die Aussenflachen der Flansche 46,48 des Polschuhs wie gegen die Innenfläche des Gehäuses 40 gebracht.

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Im allgemeinen wird der Ausführungsform nach Pig. 2 der Vorzug zu gehen sein, wo der Leiter 18 dergestalt mit der dünnen Isolierschicht umhüllt ist, daß nur eine Rippe 26 an der Schmalseite des Leiters entlangläuft und in Richtung der· längeren Querschnittsachse des Leiters absteht. Sine solche Isolation kann auf dei· in Fig. 9 dargestellten Isolier- und Wickelvorrichtung hergestellt werden. Diese Vorrichtung weist eine Vorratsspule 51 für die dünne Isolierschicht 20 und eine Klebstofftränkvorrichtung 52 auf, welche den Klebstoff auf die eine Seite der dünnen Isolierschicht 20 aufträgt. Die bandförmige dünne Isolierschicht 20 wird von der Vorrr/cs spule 51 über die Kleb st off auf tragvorrichtung 52 mit Hilfe von Vorschu^ro"len 54 abgezogen. Von den Vorschubrollen 5^/: wird die -.äinne Isolierschicht 2C einer Zumeß- und Vbschneidrolle 56 zugeführt.

Das Leitermaterial 18 befindet sich auf einer Vorratstrorarael 5? und wird von dieser über Zuführrollen 58 abgezogen. Die Zuführrollen 58 sind Teil einer automatischen WxckelvorrichoU''g, die auch ei" Gesenk 60 zum Abschneiden und Umbiegen des Wicklungsenden 14· sowie einen Wickeldorn 62 aufweist, der ζ σ Herstellung der Windungen 11 mit der dünnen Isolierschicht ^O darauf in die Form der Wicklung 10 nach Fig. 1 um eine Achse 64· drehbar ist.

Die Zuraeß- und Abschneidrolle 56 wird im Takt mit dem Wickeldorn 62 betätig υ un, drt.ht mit einer Umfangsgeschwindigkeit e^Lspreci :⁵nd der Vc-r-schubgeschwi: ligkeit des Leiters 18 für eine volle Umdrehung. Hiernach wird die Zumeß- and Vbrchneidrolle 56 abgebremst, während der Leiter 18 seine Bewegung um eine zusätzliche Entfernung fortsetzt, die erforderlich ist, um eine gewünschte blanke Drahtlänge zu erhalten.

Die Rolle 56 hat einen Querschnitt, wie ihn Fig. 10 zeigt, und enthält einen an eine Vakuumquelle angeschlossenen Verteiler-

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kanal 66. Vom 'Verteilerkanal 66 gelangt das Vakuum über paarweise angeordnete Bohrungen 70, ?2 zu einer Ringnut 68 an der äusseren Mantelfläche der Zumeß- und Abschneidrolle 56. Auf diese Weise wird die dünne Isolierschicht 20 in der Ringnut 68 mit Hilfe von Vakuum in dem Verteilerkanal 66 und den Bohrungen 70 und 72 gehalten.

Ein Steuernocken 74· betätigt einen Rollenhebel 76, der utn einen Bolzen 78 schwenkbar ist und an seinem freien Ende eine Rolle 80 trägt. Der Steuernocken 74· wird in TJhrzeigerrichtung gedreht und presst den leiter 18 gegen das Isoliermaterial 20 während einer anfänglichen 90°-Drehung der Zumeß- und Abschneidrolle ^S.

Wenn der Leiter 18 und das Isoliermaterial 20 die Zumeß- und Abschneidrolle 56 verlassen, bei'Jnden sie sich in Anlage gemäß Fig. 13 aneinander, wobei die mit Klebstoff versehene Seite der Isolierschicht nach unten weist und sich in Anlage mit der einen Fläche des Leiters 18 befindet. Die Rollen zum Umschlagen d^v bandförmigen Isolierschicht 20 rund um den Leiter 18 ^ind in den Fig. 14,15,16,17 und 18 dargestellt. Ein in Fig. 14 gezeigter erster Satz von Umschlagrollen 82 biegt einen Teil der bandförmigen Isolierschicht 20 um 45°ab, während d:r nächste Sata von Umschlagrollen 84 nach Fig. 15 diesen Teil dt,.· Isolierschicht 20 um weitere 4?° abwickelt. Der nächste ?tz von Umschlagrollen 8Γ nach Fi^₁ , 16 biegt diesen TeiD iederum um 45° zusätzlich »o. Schließlich biegen die Umschlagrollen 88 n^h Fig. 17 diesen Teil nochmals um 45° ab, so daß die bandförmige Isolierschicht 20 nun gegen beide Breitseiten des Leiters 18 und die dazwischen gelegene Schmalseite anliegt. Die Umschlagrollen 90 in Fig. 18 vervollständigen das Einhüllen des Leiters 18 und formen die Rippe 2^r , indem sie die überstehenden Materialränder 22 und 24, die von der Schmalseite des Leiters ί3 abstehen, gegeneinander presser.. Da die gegeneinandergepreßten Seiten mit einer Klebeschicht ver-

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sehen sind, haften sie unter Bildung der Rippe 26 aneinander.

Die Vorschubrollen 58 setzen ihre Drehung so lange fort, bis eine ausreichende Leiterlänge zur Bildung einer Feldwickli-g 10 durch das System hindurchgezogen worden ist. Hierauf stoppen die Vorschubrollen 58, das Form- und Abschneid^erät 60 betätigt, und das Wicklungsende 14 wird auf den Wickeldorn 62 überführt. Die Vorrichtung wird nun erneut mit drehendem Wickeldorn 62 in Betrieb gesetzt, wobei dieser die Wicklung in der in Fig. 1 gezeigten rechteckigen Form herstellt. Die Zumeß- und Abschneidrolle 56 dreht so lange, bis sie eine vollständige Umdrehung ausgeführt hat. Wenn sie nunmehr abgebremst wird, wird das bandförmige Isoliermaterial durch ein Perforiermesser 94 abgeschnitten, das an der Zumeß- und Abschneidrolle mit Hilfe von Schrauben 96 und 98 befestigt -⁵St. Die Zähne 100 des Perforiermessers 94 erstrecken sich, wie Sie Fig. 11 und 12 zeigen, über die an der Rolle angeordnete Ringnut 68, so daß die dünne Isolierschicht 20 je einmal während jeder Umdrehung der Zumeß- und Abschneidrolle 56 perforiert wird. Wie bereits erwähnt, führt die Zumeß- und Abschneidrolle 56 jeweils eine Umdrehung aus und wird dann abgebremst. Das Leitermaterial 18 hingegen rückt um einen zusätzliche Entfernung weiter, um die gewitschte Leiterlänge zur Bildung der Wicklungsenden 14, 16zu schaffen. Hierbei zerreißt die Isolierschicht 20 an den ggschwäc ht'en Stel1en"bejim Perforiermesser 94-.

Auf diese Weise schafft die Wickel- und Isoliervorrichtung nach Fig. 9 bis 18 eine aus einer Vielzahl von Windungen 11 bestehende Feldwicklung 10 mit einer Form nach Fig. 4. Die Windungen 11 werden nun durch Umwickeln mit Klebeband zusammengehalten, wie dies bei 34· und 56 angedeutet ist. Hiernach wird die Wicklung 10 in die in Fig. 5 dargestellte gekrümmte Form gebracht, so daß sie in die dynamoelektrische Maschine nach Fig. 6 bis 8 eingesetzt werden kann.

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Aus der vorstehenden Beschreibung erhellt, daß gemäss der Erfindung eine Anordnung einer dynamoelektrischen Maschine mit einer Wicklung, vorzugsweise einer Feldwicklung geschaffen wird, die leicht in die dynamoelektrische Maschine eingepaßt werden kann. Die den Leiter der Wicklung umgebende Isolierschicht bildet an einer Seite oder auf beiden Seiten eine längslaufende Rippe, die in eingesetztem Zustand entweder gegen die Innenseite des Maschinengehauses oder die Aussenseite des Polschuhes oder gegen beide Seiten anliegt und die Wicklung elastisch und zugleich fest ia der dynamoelektrischen Maschine festhält.

|nsprüche / Po 7955 /15.12.69

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1. Anordnung bei einer dynamoelektrischen Maschine zur Halterung einer von den Windungen eines isolierten Leiters gebildeten Feldwicklvng zwischen der Innenfläche des aus ferroragnetischem Material bestehenden Maschinengehäuses und einem die Wicklung mit einem verjüngten Kern durchsetzenden und mit diesem an der Innenfläche des Mascuinenyehäuses befestigten ferromagnetisehen Polschuh . dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation des Leiters (18) von eirer diesen umhüllenden längs verlaufenden Schicht (20) aus Isoliermaterial gebildet ist_: die an wenigstens einer Längsseite des Leiters (18) derart übersteht, daß sie eine längslaufende elaptist.he Rippe (26) bildet, welche im eingesetzten Zustand der Feldwicklung (10) gegen die Innenfläche des Maschinengehäuses (40) und/oder iii Aussenfläche des Polschuhs (42) anlxegt und up Feldwickl ng ( 0) zwischen diesen Flächen elastisch verspannt«

, Anordnung ncich Anspruch 1 bei einer Feldwicklung mit eiaem Leiοer aas Flachmaterial, dadurch g e k e η η-zeich a e t_¥ daß sich die ron der überstehenden T^olier-ί jhicht (ΓΌ) -gebildete Rippe ;26) an einer Schmalseite des Leiters (18) befindet,

Anordnung nach Anspruch Ί oder r., dadurch gek e ρ. n. a e i c h η e t, daß die Isolierschicht (20) ar einer Seite mit eine. Klebeschicht ^rur Haftung auf dem Leiter (18) bedeckt isb und die Rippe (26) von zwei mit der Klebeschicht aufeinanderlegenden -bändern " (22,24) der Isolierschicht (20) gebildet ist.

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4-, Anordnung nach einem der Ansprüche 1 cbis 3» dadurch gekennzeichnet, d»8 die Isolierschicht (20) aus Kreppapier "besteht.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (14,16) der Feldwicklung (1O) frei von der Isolierschicht (20) sind.

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