DE7100452U - Ein- oder mehrlagige spule und vorrichtung zur herstellung derselben - Google Patents
Ein- oder mehrlagige spule und vorrichtung zur herstellung derselbenInfo
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Description
Aktiengesellschaft Frown, Boverl & CIe, Baden v Schweiz)
Ein- oder rrehrlagige Spule und Vorrichtung
zur Herstellung derselben
Die vorliegende Neuerung betrifft eine ein- oder mehrlagige
>esondere eine-luftgekühlte Drosselspule/ und
eine Vorrichtung zur Herstellung derselben.
Solche Drosselspulen werden z.B. als Wellensperren oder Kurzschlussbegrenzungsdrosseln
verwendet. Da die Wicklungen solcher Drosselspulen bei Kurzschluss vom vollen Kurzschlussstrom
durchflossen werden, müssen sie den dabei auftretenden grossen mechanischen und thermischen Bean-
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spruchungen gewachsen sein. Es ist bekannt, dass beim Durchfluss
eines hohen Stromes durch eine Zylinderwicklung diese einer Kr>Qftv/i r-Wuna- ausgesetzt wird, die versucht, die V/icklung
auszuweiten, ähnlich wie bei einem unter Innendruck stehenden Rohr. Die Wicklung muss somit über ihren Umfang zusammengehalten
werden. Unter der Wirkung ihres eigenen Magnetfeldes versucht sich ferner die Wicklung zu verkürzen, d.h. die
Wicklung ist grossen achsial gerichteten Druckkräften ausgesetzt. Sofern zwischen den einzelnen Windungen Kühlabstände
vorgesehen sind, führt ihr Bestreben, sich einander zu nähern, zur Durchbiegung der Leiter zwischen den Abstandshaltern.
Erschwert wird das Problem der mechanischen Kurzschlussfestigkeit dadurch, dass beim Wechselstrom die Kräfte pulsierend austreten
und dass in metallischen Abstützelementen durch die starken Magnetfelder ebenfalls starke Wirbelströme induziert werden.
Ueblicherweise werden solche Drosselspulen in Luft montiert.
Dies bedingt, dass wegen den schlechten Wärmeübertragungseigenschaf ten der Luft auch der Kühlung im Dauerbetrieb eine
H grosse Beachtung geschenkt werden muss.
Es wurden bereits verschiedene Mittel versucht, um die genannten Probleme zu lösen. So ist es bereits bekannt, zur Vergrösserung
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der kühlbaren Oberfläche die Leiter oder Einzelspulen durch
eingelegte Ar.,r,andshalter im gewünschten Abstand zueinander
zu halten. Um ein Lockern oder Verschieben der Abotandshalter zu verhindern, mürben uifse uui-uii »ja mg Ver^ai^ung
oder Vernutuiig gesichert werden. Dies ergibt eine Vielzahl
teurer und zeitaufwendig anzubringender Elemente. Dabei wird das Leitermaterial bei der Montage der Abstandshalter, d.h.
beim Einführen derselben zwischen die Leiter, unerwünschten Biegekräften ausgesetzt. U. mittelbares / ^lessen d^r
Abstandshalter bedingt Komplizierte Gunsfcrmer, das
teilweise oder vollständige Einbetten der Wicklui^ e.ne
GusKirasse. Das letz-tere verschlechtert zudem die Möglichkeit
der Wärmeabgabe, wodurch häufig eine künstliche Belüftung
erforderlich wird. Ebenso wird ciie Wärmeabgabe erschwert,
wenn man die Wicklung auf eine Isolierhülse aufbringt, und . zwar auch wenn man diest mit Zirkulationsöffnungen versieht.
Um die Zylinderwicklungen zu verfestigen, ist es auch bekannt, einen ihre ganze Aussenseite bedeckenden, aus
Isolierfasern bestehenden Isolierzylinder auf ihre Aussenseite' zu wickeln und durch Anwendung von Tränkmitteln zu verfestigen
Auch bei dieser Anordnung wird ciie Wärmeabgabe stark
behindert. In neuerer Zeit wurden bei Maschinen Wicklungsteile befestigt,indem man geschichtete Isolierstoffe zwischen
die Einzelteile presste oder sie damit umwickelte und dann mittels einer Kunststoffmasse erhärtete. Es wurde auch
bereits versucht^ als Abstandshalter in sich vergiessbare oder
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oder elastische Einlagcpolster zu verwenden. Diese praktisch
nur von Hand aufbringbaren Abstandshalter ergeben jedoch eine sehr aufwendige -Spulenherstellung.
Zweck der Neuerung ist die Schaffung einer Spule die die vorangehend aufgeführten Nachteile nicht aufweist, kurzschlussfest ist, einο günstige Kühlung aufweist und sich
auf einfachen Wickelbänken kontinuierlich herstellen lässt.
Die neuerungsgemässe Spule ist dadurch gekennzeichnet, dass
der Spulenleiter schraubenlinienförmig gewickelt ist,
mindestens zwei aus Isoliermaterial bestehende Bänder an über den Umfang der Wicklung verteilten Stellen in Längsrichtung
der Wicklung auf deren Aussenseite aufbringt und durch Aufwickein eines schnuiartigen Elementes zwischen
die einzelnen Windungen gezogen ist.
Es ist zweckmässig, wenn die aus Isoliermaterial bestehenden
Bänder und die schnurartigen Elemente mittels einem Klebstoff untereinander und mit dem Leiter verklebt sind.
Gegenstand der Neuerung ist ferner eine Vorrichtung zur Herstellung der neuerungsgemässen Spule, welche dadurch
gekennzeichnet ist, dass sie einen drehbaren Wickeldorn zum schraubenlinienförmigen Aufwickeln des Leiters auf denselben
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auf dem Wickeldorn angeordnet:'.·. Vorratsrcllen zur Zuführurig
der aus Isoliermaterial bes Gehende, ι Bänder urid mindest ens
eine Vorratsrolle zur Zuführung des schnurartigen Eler.-.er.tes
aufweist.
Nachstehend wild die Neuerung argand der Ze schnur, ς beispielsweise
erläutert. Es zeigen :
ausgebildete Wicklungen aufweisende Sperrdrossel;
beispielsweisen Ausführungsform einer neuerungsgemäss ausgebildeten Spule;
beispielsweisen Ausführungsform einer neuerungsgemäss ausgebildeten Spule; und
Figur 4 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur
kontinuierlichen Hersteilung uiner neuerungsgemäss ausgebildeten Spule.
Die in Figur 1 dargestellte Sperrdrossel weist zwei neuerungsgemäss ausgebildete Wicklungen 1 und 2 auf. Wie aus dieser
Figur ersichtlich, sind die den Zusammenhalt der Wicklung und
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die Abstützung der le:'.t:er· .' voiTirurnenden, aus Isoliermaterial
bestehenden Bänder L durch die schnurartigen Elemente I
in c ;n Zwischf-nrair. zwischen den einzelnen Ά indungen .ninel.igezc^en.
Die Bär.der 4 und die schnurartigen "le^enle 5
kr-v.zer. sich dar ei rechtwinklig. Die dargestellte Sperrarossei
weis·; ferner die üblichen Konstruktionsteile wie
z.B. Längsabstandhalter 6, Distanzstücke 7, Halterungsteiie 8 und einen Zugbolzen 9 auf. Die elektrischen
Anschlüsse sind nicht dargestellt, da sie in der üblichen Ausführungsform ausgebildet sein können.
In den Figuren 2 und 5 ist je ein Schnitt durch einen Teil
einer beispielsweisen Ausführungsform einer_ neuerungsgemäss
ausgebildeten Spule dargestellt.
Bei der Ausführungsform gemäss Figur 2 weisen die aus
Isoliermaterial bestehenden Bänder 4 eine relativ geringe Dicke
-, und der grösste Teil des sich zwischen den Leitern 5
befindenden Raumes wird·durch Windungen des schnurartigen
Elementes 5 ausgefüllt.
Bei der Ausführungsform gemäss Figur 5 entspricht der Abstand
zwischen den Leitern 3 ungefähr der doppelten Dicke der aus Isoliermaterial bestehenden Bänder ^i >
während das schnurartige Element nur einen geringen Anteil am zwischen den
Leitern 3 sich befindenden Querschnitt beansprucht.
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In -^r. 1ύ~:isen ^Lilien, wo die bein; Fliesson. eines Xurzsc·";
-"stromes auftreter.aen, in achsialer Richtung auf
die Spule wirkenden Druckkräfte sehr ^rcss sind, müssen die
Leiter 3 längs inres ganzen ümfanges durch die in ihrer
Gesamtwlrkung als Bandagen wirkenden schnurartigen
Eierr,er;te 5 abgestützt werden. Gleichzeitig helfen die schnurertigen Elemente 5 auch, die beim Fiiessen eines Kurr^chlussetromes auf die Leiter 3 wirkenden Sprengkräfte Z, wt_ he
die Windungen aufweiten wollen, aufzunehmen.
Bei kleineren Kurzschlusskräften genügt es, in entsprechender
Anzahl verteilt angeordnete, In diesem Fall dicker bemessene
Bänder 4 um die Leiter 3 zu führen, während das schnur- '
artige Element 5 weniger zur Aufnahme der Kurzschlusskräfte dient als dazu, die Bänder 4 in den zwischen den Leitern 3
eich befindenden Spa\i zu ziehen.
Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform streicht
die Kühlluft längs den möglichst wenig abgedeckten Innen-
und Auosenseiten der Spule entlang, während bei der in
Figur 3 dargestellten Ausführungsform die kühlende Luft
zusätzlich an den Stellen des Windungsumfanges an welchen
Eich keine) bänder 4 befinden, freien Durchtritt zwischen
de;. Leitern 3 hat. Aus den beiden Figuren 2 und 3 ist somit
'„rsichtlich, wie bei relativ günstigen Kühlverhältnissen die
bei Kurzschluss auftretenden Kräfte in achsialer und radialer
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Richtung der Spule aufgenommen werden können.
In Figur 4 is. ein Längsschnitt durch eine Vorrichtung --τ
kontinuierlichen Herstellung von neuerur.gs^emäss ausgebildeten
Spulen dargestellt. Diese Vorrichtung weist einen um die Längsachse 7 drehbar angeordneten Wickeldorn 8 auf,
auf den man den Spulenleiter 3 schraubenlinienförmig aufwickelt. Die Vorratsrollen 9 für die aus Isoliermaterial
bestehenden Bänder *·! s_.id auf dem Dorn 8 angeordnet und
rotieren mit diesen; zusammen. Die Bänder 4 werden an gleich- massig über den Umfang der Wicklung ver" ?'lliv}n Stellen in
Längsrichtung der Wicklung auf deren Aussenseite aufgebracht und durch Aufwickeln des schnurartigen Elementes 5 zwischen
die einzelnen Windungen gezogen. Das schnurartige Element 5 wird dabei von einer Vorratsrolle 10 abgezogen. Für jeden auf
die Wicklung aufzubringendes Band 4 ist eine Vor.atsrolle 9 vorgesehen, wobei 7<5 der Vorratarollen 9 in Längsrichtung
des Dornes 8 verschiebbar auf dem letzteren angeordnet ist
und mittels einer Feder 11 zum Spannen des Bandes 4 dienen kann. Es ist möglich, ein einziges schnurartiges Element 5 oder
gleichzeitig mehrere zusammen zu verwenden. Je nachdem benötigt man eine oder mehrere der Vorratsrollen 10. Als Material für
die Bänder 4 bzw. das schnurartige Element 5 eignen sich
insbesondere Materialien hoher mechanischer Festigkeit und einer imprägnierbaren Struktur wie.. z.B. Glasfa£3rbänder bzw. Glas-
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faserschnüre oder Rowings. Zum Verfestigen urd Verkleben
; eignen sLch insbesondere lösungsmittel reie Kunstharze κ Le
z.B. Epoxyd- oder Polyesterharze, wobei die Harze vor oder· nach dem Aufbringen der Bänder bzw. Schnüre auf die Wicklung
■ auf dieselben aufgebracht wr-rJen können.
Die opule selbst kann zuerst mit c-iner grcsseren V.'indungs-
teilung auf d^n Dorn 8 aufgewickelt und nach dem Aufbringen
der Bänder 4 und des schnurartigen Elementes 5 a^f das
richtige Mass gepresst v/erden. Die Spule kann auch mit der endgültigen Windungsteilung hergestellt werden, wobei
dann auch im gleichen Arbeitsgang die Elemente 4 und 5
aufgebracht werden können.
Die Spule kann eine oder mehrere Wicklungen aufweisen. Der Leiter 3 kann als voller Leiter ausgebildet sein oder
aus mehreren Teillei'cern bestehen.
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Claims (10)
1. ϊιη- oder mehrlagige Spule, insbesondere luftgefühlte
Drosselspule, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenleiter
(3) schraubenlinienförmig gewickelt ist und
mindestens zv;ei aus Isolierraaterial bestehende Bänder
(4) an über den Umfang der Wicklung verteilten Stellen
in Längsrichtung der Wicklung auf deren Aussensei aufgebracht
und. durch Aufwickeln eines schnurartigen Elementes
(5) zwischen die einzelnen Windungen gezogen sind.
2. ■ Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Dicke der aus Isoliermaterial bestehenden Band sr (4)
derart gewählt ist, dass diese nach dem Einziehen zwischen die einzelnen Windungen gleichzeitig zur Distanzierung
derselben dienen.
3. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim
Einziehen der aus Isoliermaterial bestehenden Bänder (4) zwischen die einzelnen Windungen soviel vom schnurartigen
Element (5) zwischen die letzteren gewickelt wurde, dass der an den Stellen der Bänder (4) sich befindende
Zwischenraum zwischen den einzelnen Windungen durch die schnurartigen Elemente ( 5) ausgefüllt ist.
4. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
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aus Isoliermaterial bestehenden Bänder (M und die schnurartigen Eierrente (5) mittels einem Klebstoff untereinander
und mit dem Leiter (3) verklebt είπα.
f> . Vorrichtung zur Herstellung der Spule nach einem oder
mehreren der vorangenenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen drehbaren Wickeldorn (8) zum schraubenlir.ienfönnigeri
Aufwickeln des Leiters (3) auf denselben,
auf dem-Wickeldorn (8) angeordnete Vorratsrollen (9)
zur Zuführung der aus Isoliermaterial bestehenden Bänder (H) und mindestens eine Vorratsrolle (10) zur Zuführung des schnurartigen Elementes (5) auf.Oist.
auf dem-Wickeldorn (8) angeordnete Vorratsrollen (9)
zur Zuführung der aus Isoliermaterial bestehenden Bänder (H) und mindestens eine Vorratsrolle (10) zur Zuführung des schnurartigen Elementes (5) auf.Oist.
Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.
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